灰岩地區複雜地質條件對樁基施工的影響及相應措施

2021-08-17 10:50:23 字數 2654 閱讀 8052

灰岩地區因其地質條件複雜,如土洞、岩溶(溶洞、溶溝、溶槽)、構造帶(斷層、裂隙)發育,地下水豐富甚至有地下暗河通道等,嚴重影響樁基礎的選型和施工質量及安全。尤其是大型建築物的基礎,如果對岩土工程條件認識不足,在施工中多次更改樁型,就會造成嚴重的質量安全隱患和經濟損失。本文通過對深圳灰岩地區多個深基礎施工成敗經驗的分析,提出一些經驗性意見。

1岩土工程地質狀況

1.1地層分布

灰岩地區地層大致分布有:a.人工填土層(qml);b.

衝洪積層:分布有粉質粘土、粉土、砂、礫等。呈軟塑至可塑狀態,孔隙潛水量大,滲透效能好;c.

殘積層(q.『),由灰岩風化殘積而成、一般為溼—飽和,流塑至可塑狀態,與基岩的接觸帶部分由於潛水影響呈流塑狀態;d,岩層:為灰岩(大理岩)、斷層、裂隙、岩溶發育,基岩面溶溝溶槽等溶蝕現象嚴重。

1.2岩溶發育特徵

灰岩地區的岩溶發育具有一定的規律,普遍表現為:

(1)自上而下,由強變弱;基岩面上分布著溶溝、溶槽,淺部基岩岩溶發育較強,有的甚至呈串珠狀自上而下分布,深部為古老溶洞,分布較少、暗河為古老溶洞連通而成。

(2)淺部溶洞充填物多,深部充填物少:充填物呈全充填一半充填一無充填,一般呈流塑—軟塑狀態:

(3)構造裂隙發育,地下水活動頻繁地方溶洞較發育。

1.3地下水特徵

灰岩地區地—f—水按其賊存介質可分為三種型別,即a.賦存於衝洪積及殘積層的孔隙水,滲透性強3b.賦存於下伏溶洞、溶蝕裂隙及暗河中的岩溶裂隙水,連通性好,水量豐富;c.

賦存於構造斷裂帶中的裂隙水,連通性強。

2對基礎的影響及應採取的措施

1.1對持力層的影響及措施

由於灰岩地區衝洪積、殘積層滲透效能好,在孔隙水豐富的情況下,土層的強度和深基坑的支護將大受影響,降水措施也易影響周邊建築的安全,同時土洞發育也會嚴重影響土層的穩定性,因此,在地下潛水豐富、土洞較發育的灰岩地區,不易採用天然基礎。由於岩溶的發育,若樁基礎落在溶洞頂部、當頂板厚度達不到設計要求時,就容易造成嚴重的質量隱患。因此,在灰岩地區,必須要在詳細的地質、水文、物探資料的基礎上,選擇合理的基礎形式。

對於樁基礎,要進行一樁一孔的超前鑽探措施,以查明樁底以上的岩溶發育情況,選擇合理安全的樁底標高;至於深基礎降水措施?則必須先充分了解其水文地質條件,並論證降水方案的可行性,建議採用帳幕封閉式降水。

2.2對樁基礎施工的影響及措施

2.2.1人工挖孔樁基礎

該基礎形式由於具有易於進行持力層鑑別和孔底沉渣控制,樁底易做擴大頭以增加單樁承載力,施工工期短,造價低等優點,一直被廣泛採用,但在灰岩地區施工則存在以下困難:

(1)第四系的衝洪積層及殘積層在富含孔

隙水的情況下易形成流砂、流泥、湧水,嚴重影響開挖和護壁,盲目開工易造成質量隱患和影響施工安全。

(2)岩溶水、裂隙水易形成湧水。

(3)岩溶內呈流塑—軟塑狀態的泥質、沙質充填物嚴重影響護壁的穩定性和開挖施工的安全;

(4)由於地下水流通效能好,在混凝土澆搗過程中孔內水量大易引致水灰比變化或砂漿流失,造成樁身鬆散、離析等問題。

若採用人工挖孔樁,可採取以下措施:

(1)進行詳細的地質和水文勘察,充分了解施工區的岩溶分布情況及地下水的分布情況如流向、流量、水位等。

(2)採取有效的降水措施。降水成功與否是灰岩地區能否採用人工挖孔樁的先決條件,因在地下水豐富的灰岩地區,降水非常困難,不易採用人工挖孔樁。

(3)採用鋼套管護壁用於防止流砂、流泥和湧水:

(4)在孔內地下水大的情況下,採用水下灌注等措施:

2,2.2鑽孔灌注樁

大直徑鑽孔灌注樁有工程進度快、可採用反迴圈大口徑、不受地下水影響、施工安全可靠等優點。但在灰岩地區施工存在以下困難:

(1)軟弱地層(流塑—軟塑狀態的凝泥層及富含地下水的殘積層)易引起塌孔。

(2)岩溶內施工易卡鑽、掉鑽,同時岩溶內護壁困難,易造成混凝土流失;

(3)灰岩(大理岩)問硬度入嵌巖以及穿透巖容頂板教困難;

(4)鑽進施工巾、鑽孔易沿路溝、溶槽的基岩面傾斜。

(5)孔底沉渣難於控制

因此,在灰岩地區進行鑽孔灌注樁施工。應採取以下措施:

(1)在軟弱層以及溶洞內施工,可採用跟進套管護壁成孔。

(2)鑽進岩石時,採用預鑽孔跟進鑽進法,或直接改用沖孔法成孔。

(3)溶洞、溶槽、溶溝中施工時,可採用預埋塊石,保證鑽頭作業面強度均勻,減少成孔煩斜。

(4)加強管理,保證清渣的徹底。

2.2.3沖孔灌注樁

沖孔樁因衝擊能力大,穿透力強,較易穿過岩溶頂板,不受地下水影響,樁長、樁徑靈活性較大等優點,成為灰岩地區一種較理想的成樁形式,但施工也存在以下困難:

(1)軟弱層泥漿護壁困難,尤其在岩溶內護壁易塌孔。

(2)溶溝、溶槽內施工時易卡衝鬥,沿巖面易發生傾斜c

(3)衝鬥的衝擊易使樁尖處持力層鬆動。

(4)沉渣清理較困難,易降低端承力。

因此,可採取下列必要措施:

(1)軟弱層以及溶洞內施工時,可採用套管護壁成孔。

(2)溶溝、溶槽內施工時,可採用預埋塊石,保持衝鬥的作業面強度均勻,以減少孔斜和卡衝鬥。

(3)終孔處採用輕衝,清渣可採用跟進探頭,用電腦檢查沉渣情況。

3結論綜上所述,在灰岩地區進行基礎方案選型及施工確實存在較大困難*必須充分了解場地的位址和水文條件、全面分析各種複雜地質條件對工程施工的影響,合理地選擇基礎形式和施工措施c從、各種基礎形式來看,端承樁是比較安全的;在降水成功的條件下,人工挖孔樁是較快速經濟的;若降水不成功,則鑽、衝結合的孔校是最安全可靠的。

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