灰?guī)r地區(qū)復雜地質條件對樁基施工影響
灰?guī)r地區(qū)因其地質條件復雜,如土洞、巖溶(溶洞、溶溝、溶槽)、構造帶(斷層、裂隙)發(fā)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。尤其是大型建筑物的基礎,如果對巖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?guī)r地區(qū)多個深基礎施工成敗經驗的分析,提出一些經驗性意見。
1巖土工程地質狀況
1.1地層分布
灰?guī)r地區(qū)地層大致分布有:a.人工填土層(Qml);b.沖洪積層:分布有粉質粘土、粉土、砂、礫等。呈軟塑至可塑狀態(tài),孔隙潛水量大,滲透性能好;c.殘積層(Q.‘),由灰?guī)r風化殘積而成、一般為濕—飽和,流塑至可塑狀態(tài),與基巖的接觸帶部分由于潛水影響呈流塑狀態(tài);d,巖層:為灰?guī)r(大理巖)、斷層、裂隙、巖溶發(fā)育,基巖面溶溝溶槽等溶蝕現(xiàn)象嚴重。
1.2巖溶發(fā)育特征
灰?guī)r地區(qū)的巖溶發(fā)育具有一定的規(guī)律,普遍表現(xiàn)為:
(1)自上而下,由強變弱;基巖面上分布著溶溝、溶槽,淺部基巖巖溶發(fā)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(tài):
(3)構造裂隙發(fā)育,地下水活動頻繁地方溶洞較發(fā)育。
1.3地下水特征
灰?guī)r地區(qū)地—F—水按其賊存介質可分為三種類型,即a.賦存于沖洪積及殘積層的孔隙水,滲透性強3b.賦存于下伏溶洞、溶蝕裂隙及暗河中的巖溶裂隙水,連通性好,水量豐富;c.賦存于構造斷裂帶中的裂隙水,連通性強。
2對基礎的影響及應采取的措施
2.1對持力層的影響及措施
由于灰?guī)r地區(qū)沖洪積、殘積層滲透性能好,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筑的安全,同時土洞發(fā)育也會嚴重影響土層的穩(wěn)定性,因此,在地下潛水豐富、土洞較發(fā)育的灰?guī)r地區(qū),不易采用天然基礎。由于巖溶的發(fā)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?guī)r地區(qū),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。對于樁基礎,要進行一樁一孔的超前鉆探措施,以查明樁底以上的巖溶發(fā)育情況,選擇合理安全的樁底標高;至于深基礎降水措施?則必須先充分了解其水文地質條件,并論證降水方案的可行性,建議采用帳幕封閉式降水。
2.2對樁基礎施工的影響及措施
2.2.1人工挖孔樁基礎
該基礎形式由于具有易于進行持力層鑒別和孔底沉渣控制,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(yōu)點,一直被廣泛采用,但在灰?guī)r地區(qū)施工則存在以下困難:
(1)第四系的沖洪積層及殘積層在富含孔
隙水的情況下易形成流砂、流泥、涌水,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)巖溶水、裂隙水易形成涌水。
(3)巖溶內呈流塑—軟塑狀態(tài)的泥質、沙質充填物嚴重影響護壁的穩(wěn)定性和開挖施工的安全;
(4)由于地下水流通性能好,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,造成樁身松散、離析等問題。
若采用人工挖孔樁,可采取以下措施:
(1)進行詳細的地質和水文勘察,充分了解施工區(qū)的巖溶分布情況及地下水的分布情況如流向、流量、水位等。
(2)采取有效的降水措施。降水成功與否是灰?guī)r地區(qū)能否采用人工挖孔樁的先決條件,因在地下水豐富的灰?guī)r地區(qū),降水非常困難,不易采用人工挖孔樁。
(3)采用鋼套管護壁用于防止流砂、流泥和涌水:
(4)在孔內地下水大的情況下,采用水下灌注等措施:
2.2.2鉆孔灌注樁
大直徑鉆孔灌注樁有工程進度快、可采用反循環(huán)大口徑、不受地下水影響、施工安全可靠等優(yōu)點。但在灰?guī)r地區(qū)施工存在以下困難:
(1)軟弱地層(流塑—軟塑狀態(tài)的凝泥層及富含地下水的殘積層)易引起塌孔。
(2)巖溶內施工易卡鉆、掉鉆,同時巖溶內護壁困難,易造成混凝土流失;
(3)灰?guī)r(大理巖)問硬度入嵌巖以及穿透巖容頂板教困難;
(4)鉆進施工巾、鉆孔易沿路溝、溶槽的基巖面傾斜。
(5)孔底沉渣難于控制
因此,在灰?guī)r地區(qū)進行鉆孔灌注樁施工。應采取以下措施:
(1)在軟弱層以及溶洞內施工,可采用跟進套管護壁成孔。
(2)鉆進巖石時,采用預鉆孔跟進鉆進法,或直接改用沖孔法成孔。
(3)溶洞、溶槽、溶溝中施工時,可采用預埋塊石,保證鉆頭作業(yè)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
沖孔樁因沖擊能力大,穿透力強,較易穿過巖溶頂板,不受地下水影響,樁長、樁徑靈活性較大等優(yōu)點,成為灰?guī)r地區(qū)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,尤其在巖溶內護壁易塌孔。
(2)溶溝、溶槽內施工時易卡沖斗,沿巖面易發(fā)生傾斜c
(3)沖斗的沖擊易使樁尖處持力層松動。
(4)沉渣清理較困難,易降低端承力。
因此,可采取下列必要措施:
(1)軟弱層以及溶洞內施工時,可采用套管護壁成孔。
(2)溶溝、溶槽內施工時,可采用預埋塊石,保持沖斗的作業(yè)面強度均勻,以減少孔斜和卡沖斗。
(3)終孔處采用輕沖,清渣可采用跟進探頭,用電腦檢查沉渣情況。
3結論
綜上所述,在灰?guī)r地區(qū)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地址和水文條件、全面分析各種復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,則鉆、沖結合的孔校是最安全可靠的。
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