灰岩地区复杂地质条件对桩基施工的影响及相应措施

标签：组织结构设计,钢结构设计, 灰岩地区复杂地质条件对桩基施工的影响及相应措施,http://www.gong66.com

灰岩地区复杂地质条件对桩基施工的影响及相应措施


    灰岩地区因其地质条件复杂，如土洞、岩溶(溶洞、溶沟、溶槽)、构造带(断层、裂隙)发育，地下水丰富甚至有地下暗河通道等，严重影响桩基础的选型和施工质量及安全。尤其是大型建筑物的基础，如果对岩土工程条件认识不足，在施工中多次更改桩型，就会造成严重的质量安全隐患和经济损失。本文通过对深圳灰岩地区多个深基础施工成败经验的分析，提出一些经验性意见。
    1、岩土工程地质状况
    1．1 地层分布
    灰岩地区地层大致分布有：a。人工填土层(Qml)；b。冲洪积层：分布有粉质粘土、粉土、砂、砾等。呈软塑至可塑状态，孔隙潜水量大，渗透性能好；c．残积层(Q。’)，由灰岩风化残积而成、一般为湿—饱和，流塑至可塑状态，与基岩的接触带部分由于潜水影响呈流塑状态；d，岩层：为灰岩(大理岩)、断层、裂隙、岩溶发育，基岩面溶沟溶槽等溶蚀现象严重。
    1．2 岩溶发育特征
    灰岩地区的岩溶发育具有一定的规律，普遍表现为：
    (1)自上而下，由强变弱；基岩面上分布着溶沟、溶槽，浅部基岩岩溶发育较强，有的甚至呈串珠状自上而下分布，深部为古老溶洞，分布较少、暗河为古老溶洞连通而成。
    (2)浅部溶洞充填物多，深部充填物少：充填物呈全充填一半充填一无充填，一般呈流塑—软塑状态：
    (3)构造裂隙发育，地下水活动频繁地方溶洞较发育。
    1．3 地下水特征
    灰岩地区地—F—水按其贼存介质可分为三种类型，即a。赋存于冲洪积及残积层的孔隙水，渗透性强3b。赋存于下伏溶洞、溶蚀裂隙及暗河中的岩溶裂隙水，连通性好，水量丰富；c。赋存于构造断裂带中的裂隙水，连通性强。
    2、对基础的影响及应采取的措施
    1.1 对持力层的影响及措施
    由于灰岩地区冲洪积、残积层渗透性能好，在孔隙水丰富的情况下，土层的强度和深基坑的支护将大受影响，降水措施也易影响周边建筑的安全，同时土洞发育也会严重影响土层的稳定性，因此，在地下潜水丰富、土洞较发育的灰岩地区，不易采用天然基础。由于岩溶的发育，若桩基础落在溶洞顶部、当顶板厚度达不到设计要求时，就容易造成严重的质量隐患。因此，在灰岩地区，必须要在详细的地质、水文、物探资料的基础上，选择合理的基础形式。对于桩基础，要进行一桩一孔的超前钻探措施，以查明桩底以上的岩溶发育情况，选择合理安全的桩底标高；至于深基础降水措施?则必须先充分了解其水文地质条件，并论证降水方案的可行性，建议采用帐幕封闭式降水。
    2.2 对桩基础施工的影响及措施
    2．2.1 人工挖孔桩基础
    该基础形式由于具有易于进行持力层鉴别和孔底沉渣控制，桩底易做扩大头以增加单桩承载力，施工工期短，造价低等优点，一直被广泛采用，但在灰岩地区施工则存在以下困难：
    (1)第四系的冲洪积层及残积层在富含孔隙水的情况下易形成流砂、流泥、涌水，严重影响开挖和护壁，盲目开工易造成质量隐患和影响施工安全。
    (2)岩溶水、裂隙水易形成涌水。
    (3)岩溶内呈流塑—软塑状态的泥质、沙质充填物严重影响护壁的稳定性和开挖施工的安全；
    (4)由于地下水流通性能好，在混凝土浇捣过程中孔内水量大易引致水灰比变化或砂浆流失，造成桩身松散、离析等问题。
    若采用人工挖孔桩，可采取以下措施：
    (1)进行详细的地质和水文勘察，充分了解施工区的岩溶分布情况及地下水的分布情况如流向、流量、水位等。
    (2)采取有效的降水措施。降水成功与否是灰岩地区能否采用人工挖孔桩的先决条件，因在地下水丰富的灰岩地区，降水非常困难，不易采用人工挖孔桩。
    (3)采用钢套管护壁用于防止流砂、流泥和涌水：
    (4)在孔内地下水大的情况下，采用水下灌注等措施：
    2.2.2 钻孔灌注桩
    大直径钻孔灌注桩有工程进度快、可采用反循环大口径、不受地下水影响、施工安全可靠等优点。但在灰岩地区施工存在以下困难：
    (1)软弱地层(流塑—软塑状态的凝泥层及富含地下水的残积层)易引起塌孔。
    (2)岩溶内施工易卡钻、掉钻，同时岩溶内护壁困难，易造成混凝土流失；
    (3)灰岩（大理岩)问硬度入嵌岩以及穿透岩容顶板教困难；
    (4）钻进施工巾、钻孔易沿路沟、溶槽的基岩面倾斜。
   （5）孔底沉渣难于控制
    因此，在灰岩地区进行钻孔灌注桩施工。应采取以下措施：
    (1)在软弱层以及溶洞内施工，可采用跟进套管护壁成孔。
    (2)钻进岩石时，采用预钻孔跟进钻进法，或直接改用冲孔法成孔。
    (3)溶洞、溶槽、溶沟中施工时，可采用预埋块石，保证钻头作业面强度均匀，减少成孔烦斜。
    (4)加强管理，保证清渣的彻底。
    2.2．3 冲孔灌注桩
    冲孔桩因冲击能力大，穿透力强，较易穿过岩溶顶板，不受地下水影响，桩长、桩径灵活性较大等优点，成为灰岩地区一种较理想的成桩形式，但施工也存在以下困难：
    (1)软弱层泥浆护壁困难，尤其在岩溶内护壁易塌孔。
    (2)溶沟、溶槽内施工时易卡冲斗，沿岩面易发生倾斜c
    (3)冲斗的冲击易使桩尖处持力层松动。
    (4)沉渣清理较困难，易降低端承力。
    因此，可采取下列必要措施：
    (1)软弱层以及溶洞内施工时，可采用套管护壁成孔。
    (2)溶沟、溶槽内施工时，可采用预埋块石，保持冲斗的作业面强度均匀，以减少孔斜和卡冲斗。
    (3)终孔处采用轻冲，清渣可采用跟进探头，用电脑检查沉渣情况。
    3、结论
    综上所述，在灰岩地区进行基础方案选型及施工确实存在较大困难*必须充分了解场地的地址和水文条件、全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响，合理地选择基础形式和施工措施c从、各种基础形式来看，端承桩是比较安全的；在降水成功的条件下，人工挖孔桩是较快速经济的；若降水不成功，则钻、冲结合的孔校是最安全可靠的。

，灰岩地区复杂地质条件对桩基施工的影响及相应措施