浅谈冲孔灌注桩基在岩溶溶洞地质的处理

浅谈冲孔灌注桩基在岩溶溶洞地质的处理关键词：岩溶溶洞岩溶发育裂隙岩溶斜坡岩层超前钻挤密洞室压浆灌注龙岗文化中心系统工程之一的××馆（D区）位于深圳市龙岗区中心城龙城广场西侧，南北紧邻龙城大道和龙翔大道。为地上五层、地下一层的多层框架结构，建筑面积23500m2，筏板基础，地基基础设计为Ø1000—1500冲（钻）孔灌注桩，入岩深度不小于500mm。工程地质条件简介：地形地貌：现场原始地貌为低丘陵山间第四系冲洪积平原，后经人工填土堆填，场地大致南高北低。根据《深圳市区域稳定性评价》资料，龙岗区属地质构造基本稳定区，与场区有关的东北向区域的地质断裂层属基本稳定断裂；而影响地基地面稳定的主要因素是岩溶发育和地下水等因素。岩土特征简介：地质勘探报告揭示，岩土自上而下为填土、表土、第四系冲洪积层，下伏基岩为下石炭系统石磴子段大理石岩。下面列表分述如下：（见表一）岩土地质勘探报告表表一概代号电序号倚名称阔岩土特征伸描述轰层羡厚刷m饥平均厚历度尖m丧介于高程婶m成Q叶ml弱①免人工填土贤褐红、黄怒，灰色，穷主要含砂容页岩、岩欠质页岩等东残积土；酿湿，松散许2.5杂—采9.1酿5.8员27.7夸—奴35.8陈9帜Q新pd欺②谷表土搜黄灰、土章灰色，含为有粉砂，焰湿倡—亲饱和，松贱散农0.2壤—齐1.0痛0.57隔27.8麦7模—抄34.7减9森Q碍al+p孟l类③捏1皂粉细砂撇灰黄、灰材白色，石涨英成分，路饱和松散解0.2匹—仍3.5魂1.54江27.8雹4陈—府33.3指9县Q灵al+p惕l稳③瓣2音砾砂柱浅黄、灰厕白色，石安英粉、石畅英卵石，依饱和稍密福0.3肥—匙4.3沈1.37剪26.5纤4获—区34.3脾9僵Q旅al+p坑l光③晓3菠含砾粉质断粘土猜褐色、黄态灰色，含姐风化岩、细大理石角婆砾粉质粘早土，汪可塑状态妄2.3说—栋21.2嫌27.5帆9风—塘35.2龄6搁Q驴al+p接l浮③弄4扫含砾粉质唉粘土旅褐色、黄柜灰色，含写风化岩、膛大理石角朽砾粉质粘包土，软筋塑房—犬流塑朝1.4村—魂12.5牙25.5誓9挺—拒31.6们8悔C昂1ds挪④粗微风化剖大理石债乳白、灰毛白、灰色熄，交晶结蛮构，块状涛结构，裂踪隙局部发玩育，岩面原局部有溶丢蚀，局部盒发育有溶乒洞绿层顶标抓高披25.5笋9苦—矛31.6域8岩土层强度指标及岩土层桩基设计指标列表如下：（见表二、三）岩土层强度指标表表二叔岩土层巴承载岔力徒f叉ak津(扰KPa)剪压缩模育量县Es(M梦Pa)榆变形模难量爆Ec(M登Pa)趣凝聚仪力伸C(KP肤a)教内摩擦屿角涝Φ洋（度）牌代号慕序号那名称注Q伙ml印①奴人工填土识100常4.5至6.5意18犯15头Q逆pd成②包表土稠110测4.5倘6.0甜20吹18仍Q失al+p叼l堡③慢1馅粉细砂本130美6.0命12.0域18前Q她al+p奶l汉③停2参砾砂它190烧8.5晒22.0协28距Q气al+p汇l耽③饥3杯含砾粉质辛粘土考170臂6.5劝14.0土28互20馆Q经al+p奏l刚③装4扭含砾粉质破粘土凯60仇3.0煮4.5拍10柿5煎C椅1ds干④受微风化止大理石剥4000岩土层桩基设计指标表表三董岩土层辞状态径桩周摩擦凶力特同征桂(乡KPa)增桩端承载荐力特征咱值呢(谱KPa)洗代号拐序号继名称赢入土深度斥（堪m目）亩5况10锦15更Q心ml丘①英人工填土捷松抹散吵—敏稍密林0禾Q煌pd拐②间表土摸软么—式可塑沟10远Q挤al+p掏l永③禁1聚粉细砂乎松散励20常Q辜al+p干l叠③协2变砾砂谜稍密饰35粮1100装1600筒Q秋al+p棚l压③抬3舱含砾粉质理粘土吊可塑孩30蓬900批1400午1700境Q功al+p结l阿③铺4道含砾粉质甘粘土乡软塑播5瓣C拖1ds丛④符微风化鸦大理石秩7500不良地质现象简述：A．土洞：勘探及超前钻揭示局部区域有土洞，深度在18.60—20.50m，高程在18,26—16.36m，洞高1.90m，洞内无充填物；施工时宜作加固处理。B．岩溶：现场勘探和超前钻揭示该区域桩基持力层基岩的岩溶现象及其发育；主要表现在基岩面起伏大，石柱、是牙、溶沟、溶洞发育；岩溶发育规律及溶蚀程度受岩性、地质构造、地下水径流等因素影响，并受区域内侵蚀基准面限制。该区域溶洞大部分为全充填裂隙发育岩溶，填充物为流塑状粉质粘土（见表四）；在勘探和超前钻时均出现漏水、漏浆现象，表明溶洞与外界有水力联系或溶洞之间相互连通。部分溶洞情况一览表表四费孔号朋大理岩埋僚深范（待m限）哄埋深典（芹m牢）问标高株（环m昌）篇洞高扎（极m岸）扮顶板厚度高（抗m僻）半充填代情况赚自拘至跨自置至砍ZK3售18.4促0诸19.4秤0机19.8及0仓16.2售3汪15.8首3烟0.40谷1.00富全充填姨ZK5撑22.8英0炭25.4哀0戴27.6慌0绳12.6嘱6寄10.4世6足2.20膨2.60范全充填势ZK6泊22.8怕0狡28.8唤0绵29.4治0幕9.26寇8.66渠0.60烟1.20捆全充填火ZK9玩13.0时0率13.3野0醉14.1环0请22.4量7尖21.6揪7油0.80慨0.30手全充填韵ZK10竟13.0须0幕16.0浙0切22.3诚0底19.7晶7刑13.4恋7捷6.30夹1.90携全充填业ZK11莲19.9梦0碑22.0欢0棵23.1摧0羞13.2兽2若12.1计2挂1.10良2.10闯全充填冤ZK12肠15.5险0斑15.8于0度16.3显0执19.7兵0稠19.2市0村0.50举0.30每全充填屡ZK13样21.4捧0壮24.1认0做25.0犯0军11.5潮1宣10.6慢1鼻0.90钉2.70网全充填蓄ZK15拐29.2描0圾29.6肃0亚30.1编0谢9.69罗9.19丝0.50歌0.40诸全充填枪ZK16捏29.2奥0拣30.6虹0佳31.5恋0类8.69煎7.79艘0.90点0.50卵全充填你ZK18耐29.2异0岸31.7袭0栏31.9茂0溉7.59抛7.39贩0.20郊0.20赴全充填辜ZK19议29.2厘0臣32.0萌0规33.5士0背7.29邪5.79狡0.10颈1.50煌全充填剂ZK20健20.4银0贺21.9障0利22.9脸0技14.9意3优13.9凶3鼻1.00贫1.50妹全充填互23.6咱0甲24.6悄0颠13.2指3过12.2录3救1.00搬0.70叛全充填府25.4堵0烤26.0韵0页11.4干3春10.8惊3蚕0.60际0.80烘全充填累ZK46冷13.3院0讯14.3选0克14.4鬼0陈17.4廊9妖17.3产9堂0.10疫1.00灶全充填4．地下水概况：场地内含水层主要分布有两类。A．第四系洪冲积层中的粉细砂及砾砂层的含水层；其地下水类型为孔隙潜水，主要受大气降水和场地附近地下水的侧向补给，地下水位受季节影响较大；地下水位高程在27.170—33.190。堆B白．大理石枪岩含水层俯；地下水罚为岩溶裂最隙承压水损，在强透堡水层具有政弱腐蚀性意；其赋水覆性受岩溶驰裂隙及溶颤洞发育程州度控制；乔在溶隙、场溶洞发育呆及连通较吓好区域富撇水性强，厌且受地下诊水垂直及勉侧向补给斯。剥桩基方案顿的选定和施土洞处理拿：拾1治．桩基方井案的选型泰：挎根据上述兽岩土特性罚和岩溶溶推洞以及含芳岩溶裂隙剩承压地下害水等因素叠；本工程拳桩基选用述了饲Φ剩1000盛—块150痰0营冲击钻孔轻灌注桩，绵采用正循俯环冲击成布孔。圈冲击钻孔毅灌注桩的期原理：用垫冲击钻机蠢带动冲击花钻头，上娘下往复冲令击，将钻非孔中的土蝇石砸裂、婆破碎或挤姐入孔壁中严，用泥浆格悬浮出渣裳；使冲击粒钻能经常淋冲击到新汉的岩土层球，然后用冒抽渣筒取责出钻渣造特成新孔；谊冲击钻头装亦能击碎推岩溶、斜裕坡岩和穿犬透裂隙岩骄溶洞的顶灾板。李因此，选梨用冲击钻柜孔灌注桩贫较适合该秩工程岩土扭松散、饱碎和、含角椒砾、卵石愿的流塑粘套土层及岩怨溶溶洞发岂育的地质薄且有岩溶库裂隙地下目承压水的瞧岩土地质知层。利2霸．冲击钻把孔灌注桩望在土洞区舟域的处理粱：袭在岩土地罩质里，土阅洞对建筑纱地基及地蹦面危害较泊大，故本辱工程区域揪内的局部猴土洞在桩眠基施工前钢必须予以增加固处理煌。一般对常于浅层土乌洞采用开励挖充填方裙式处理；蜓对于深层签土洞则采防用钻孔灌仙注挤密方储法予以加族固处理。每根据勘探敢和超前钻获探明，工波程区域的冒局部土洞挡介于在高梢程帅18.6沟00祝—缸20.0具50刑m摊范围，分造布不均匀萌；因此，村在全面分苦析了勘探热和超前钻西揭示的资沿料后，对发于容积较嫂小的土洞珍采取了直笼接在冲击疤成孔的过筝程中，分祖次加入碎北石或石硝紫，利用冲爹击钻头挤飘密加固土锣洞；对于树容积较大枣、面积大馅的土洞，垂采用多冲钞孔至土洞芳，依次分铃层加入碎穿石或石硝替，利用冲贸击钻头挤枕密加固土累洞（见图盗一）。愈（示意图购一）辉冲击钻头狠挤密加固柳主要步骤比：冲击成退孔滴—呈—仍至土洞摊顶仔—搬—阻拔钻从头版—缘—魔投于碎石待或块甲石砖—前—事钻头冲至峡洞底标扛高预—钉—满再次拔钻比头波—昌—废再次投碎矩石或块角石乡—交—未复冬冲材—好—辜直到填满症洞室愈冲孔灌注计桩在斜坡攻岩溶层、茅岩溶溶洞漏的处理：览因该区域箭的岩溶岩盏面起伏大冻，且在局称域范围（扎即地质勘呀探点的范设围内）的郑变化也比萄较大，土铁洞、裂隙抢岩溶及溶护洞分布不软规律，而斥原地质勘众探资料不玩能全面揭宣示岩溶地盲质全貌；房所以在桩笨基施工前百，采用超菌前钻探（困超前钻）李来全面揭梯示岩溶地盛貌和准确多数据，为岩设计和施扎工方案的裁确立提供席依据。并誉通过数据乒分析，全换面控制整沸个冲孔灌间注桩的施偏工。刃1央．冲孔灌枯注桩在斜樱坡岩溶层吃的处理：貌冲孔灌注企桩在遇斜躬坡岩时，叶须在斜坡区岩上冲凿掠出桩端平辣台使桩端芽有效地嵌拔入基岩（皮设计嵌入油深轮度烫50遗0倒）。故在锁施工前，主根据超前皂钻确定斜声坡岩的状杯态和走向缎，拟定相绿应的施工罪措施。坐由于该区帐域斜坡岩旨溶上层岩滑土为呈流唯塑状态的店粉质粘土大层，所以姐在冲孔灌役注桩施工找过程中，助容易发生畜偏钻和桩荡端嵌岩不零到位的等近质量问题知；其主要拼原因是冲都机钻头在较冲斜坡岩础时，会产厕生较大的警侧向冲击鼠力，使钻俘头冲击挤抬压斜坡岩忧坡下方向补的岩土而柄产生变形翠，导致孔耍壁偏位；匪同时会导请致钻头不猜能有效冲堵岩，从而踏影响桩端号嵌入基岩通。昌由于斜坡次岩上岩土春为呈流塑赖状态的粉肾质粘土，对侧向不能知抗钻头冲饼击；因此淹在冲击斜都坡岩之前似，采用了哀投入片石流挤密斜坡脂岩上的流屠塑状态的例粉质粘土消层（高度加约阁2荒m抛），以期颈达到固结彩孔洞侧壁恋岩土，防招止钻头冲科击斜坡岩恭发生偏钻滥。当冲机荒钻头到达饺斜坡岩标如高时，分具次投入片该石（每次叼投入片花石失50堡0驱—咱1000轿m区m卸高度），掀然后用钻菜头冲击块乏石，使其领挤入孔洞辫侧壁，同腔时挤出流奶塑粘土中触的饱和水犁使其固结茎，并与块匀石形成孔尘壁（见下侍图示二）桐。得（示意图汽二）侵具体施工姓步骤胖：盆傍塘超前隆钻登—翼—违数据分缴析反—辈—围冲孔至斜奥坡铅岩寇—纠—件出贪钻冠—遮—茫投入块磨石蛮—猫—遮冲击块石炕挤密孔洞神侧阴壁歪—此—厘出洞钻熔—揪—舱二次投块宇石慎—参—监复冲挤苹密拾—润—乖以次往复可至挤密完捡成邻—赚—膛冲击斜坡性岩刻—重—旷桩端嵌扰岩垮—如—而清孔、灌梳注砼走2漆．冲孔灌尚注桩在岩棋溶溶洞的球处理：邻嵌入基岩扯的端承桩逼基在遇到狡裂隙发育欢的岩溶溶昏洞时，常里用的处理屡方法为洞析室注浆和姿穿透溶洞诞顶板等。适由于该区术域岩溶裂互隙、岩溶哥溶洞发育语较强，与双外界有直虽接水力联小系，溶洞顾之间也相蛛互连通，趣大部分溶碧洞顶板较灵薄；故除宅少数津（次3锄个）顶板蚊较厚的溶赖洞采用压线力灌浆外云，其它桩览基均采用抽冲击钻头截击穿溶洞卡顶板，并羞用块石填救充挤密溶弄洞形成井岗孔，然后乒桩端冲孔视嵌入基岩剪（设计嵌菌入深橡度子50珍0惠）。渔主要施工师顺序尤：脾扇杂超前陕钻扬—膏—迈数据分放析就—娱—跨冲孔、击广穿溶洞顶烧板届—鸦—烂出复钻特—否—僚投入块俱石误—衡—串冲击块石置挤密溶钥洞包—高—脖出吨钻绝—倾—量二次投块棋石消—蛮—满复冲挤贿密砖—敌—颗以次往复甲至挤密完齐成磁—赚—腐洞室成作孔跨—假—山冲击桩端教嵌孙岩帜—漆—稍清孔、灌胃注砼镜冲孔穿透香溶洞顶板棚后，分批唇次投入块盘石，通过驴冲机钻头北将块石挤荡入洞室井罗孔四周，全同时挤出竿洞室内流披塑粘土中视的饱和水傻使其固结兽，并与块森石形成孔有壁。为确劳保块石能忠够有效地乖挤密洞室民，根据洞摄室的容积版、高度分蹲批投石，威每次投石狸的高度控谱制通在火30煮0期—叨500m这m封（见下图饿示三）。减溶洞内挤好密固结完嘱成形成井路孔后，进兼行冲击桩金端嵌岩、员清孔、灌认注砼。才忠数顾妖赌武角（示意图结三虫）漂导铁洞室砼浇唇灌跑漏的醉处理及独马立洞室压淘力灌浆：胸1党．洞室砼晃浇灌跑漏泡的处理：底由于洞室球之间相互歉连通、承功压水过大泛或洞室不半规则，导晕致少量洞昂室井孔壁背的挤密未升能达到预雅期的效果识，造成浇见灌砼时出苏现砼漏失拜现象；因陕此现场采梦取了在溶机洞孔壁内口加钢管护删筒的应急夹方案。即仙在监测发钻现砼漏失到时，立即昏停止浇灌志，重新冲乔孔挤开洞室底砼，清腔孔后用导利轨、钢丝真绳将钢护膨筒沉入溶刑洞井底，斗重新浇灌跨砼，同时罩拔除钢导远轨。具体督应急步骤缝如下：文成孔、清慢孔残—厨—突浇灌汤砼释—女—瓶发现漏失鱼停止浇椅灌色—敬—射拔除砼导拉管研—担—于冲机复冲坚洞室绞底晶—翅—威清孔、沉洽入钢护离筒丸—坡—掀重新浇灌作成桩魄2性．岩溶洞顶室压力灌精浆：甘根据超前填钻发现有点三个溶洞迈顶板厚度蒸大时于惨2沉米，冲机朱钻透比较腾困难；而胜对于岩溶品溶洞顶板系岩预测鉴粮定有少量帆裂隙，不气太可能满屋足端桩的麻设计荷载步；因此采唐取了先在区溶洞顶板腥基岩成桩为后，再采纠用压力灌球浆密实溶配洞。主要蛾施工顺序菠如下：疲冲作孔线—姐—埋清请孔赶—症—待钢筋、浇脊砼仗—惹—丈养岸护腿—考—窄桩顶抽芯熊至溶盗洞桐—舱—左压力灌就浆旱—蓄—浓检测、封音孔顽压力灌浆剩采用的是织在桩顶砼膝面抽芯到勤