摘要:巖溶是一種特殊的不良地質作用,可能會產(chǎn)生巖溶地面塌陷及地基失穩(wěn)等地質災害問題。貴陽大部分地段均屬于巖溶場地,本文結合具體工程實例,重點就雷達勘察技術在巖溶地基中的應用及巖溶地基處理方法進行了研究。
引言
我們從巖溶地基的工程勘察技術要求、工程地質條件、巖溶發(fā)育特征、地基穩(wěn)定性評價、工程施工難度討論及基礎方案等幾個方面,介紹了建筑工程的勘察,并且分析了在巖溶地基分階段進行工程勘察的重要性,從對房地產(chǎn)開發(fā)戰(zhàn)略的層面闡述了巖溶地基勘察的意義。
1對貴陽某工程勘察的探討
本工程位于貴陽市,場地周邊工程環(huán)境優(yōu)美,交通便利。小區(qū)總建筑面積為116萬m2,分為A~F共6個地塊,其中A地塊由7棟(均為-2+33F)高層建筑組成,設計±0.00標高為1273.70m,地下室底板標高為1259.95m,最大單柱荷載為20000kN,采用框剪結構,擬采用樁基礎。各單體建筑物之間通過地下室連為一體。根據(jù)地質雷達及鉆孔揭露情況,鉆探遇洞率達32.3%,除此外還表現(xiàn)為基巖面起伏大于5.0m,該場地為巖溶強發(fā)育區(qū)。
2勘察技術要求
巖溶場地可能存在隱伏巖溶洞隙,溶洞有一定厚度的巖溶頂板或基礎應力分布范圍內(nèi)可能存在應力臨空面,因而隨著巖溶發(fā)育特征,溶洞頂板厚度大小不同,以及建筑物荷載大小不同,巖溶對地基穩(wěn)定性甚至工程安全,將產(chǎn)生不同程度的影響。為全面查清場地工程地質條件,巖溶地基勘察一般采用地面調查、地質測繪、工程測量、工程物探、鉆探、抽水試驗、鉆孔超聲波縱波速測試、鉆孔剪切波測試等多種勘察手段和工作方法。勘察技術要求為查明基巖巖性、構造、巖石變化、風化程度、確定其堅硬程度、完整程度和基本質量等級;查明巖溶洞隙、臨空面、破碎巖體及軟弱巖層;對地基基礎形式進行建議及評價,選出合理的地基持力層,提出地基承載力,建議合理的基礎埋置深度及基礎形式;對整個場地可能對設計和施工造成不利因素的情況提出說明,并提出處理意見。
3現(xiàn)場驗槽情況
建筑物基礎開挖至設計基底標高并清理殘渣后,施工單位會同建設、勘察、設計、監(jiān)理單位共同進行基礎驗槽,驗槽時勘察、設計、建設、監(jiān)理、施工單位相關負責人及技術人員到場;攜帶基礎施工圖、結構總說明和詳勘階段的巖土工程勘察報告。基底情況是現(xiàn)場開挖完畢基底無粘土、巖溶裂隙,經(jīng)現(xiàn)場仔細復核,基礎底面與設計標高相差不大;基礎底面坡度較緩,相鄰基礎之間不存在臨空面;基底清理情況良好。驗槽時相關各方重點觀察柱基、墻角、承重墻下或其他受力較大部位,驗槽時發(fā)現(xiàn)基底某處有巖溶裂隙,根據(jù)勘察資料,場地為巖溶強發(fā)育場地,需該巖溶裂隙補充施工勘察。
為保證工程質量和安全,考慮到由于巖溶地質的場地在地下具有很強的隱蔽性和在空間的分布上具有較大的離散性,在建筑物地基的安全性上溶洞、溶槽、溶溝和裂隙等的發(fā)育也起著至關重要的作用。經(jīng)現(xiàn)場設計、施工、勘察、監(jiān)理和建設單位共同驗槽決定,委托詳勘部門再次對此位置進行施工勘察工作。采用巖土工程勘察方法傳統(tǒng)的鉆探法時,對地質病害的勘察有一定的局限性和不確定性且對工期影響較大。建設、設計、勘察、監(jiān)理及施工單位決定采用地質雷達的勘察方法,對未開挖的基礎補充勘察。
4地質雷達檢測情況
勘察單位采用地質雷達對該工程基礎進行了探測,因測區(qū)內(nèi)地表為第四系殘坡積紅粘土,下伏基巖為灰?guī)r,附近區(qū)域構造較為發(fā)育,而場地東側的北向和北西向山斷裂為該區(qū)域主控斷裂,受其影響,場地裂隙較為發(fā)育,巖體較破碎。本次勘察采用LTD2100型數(shù)字化探測雷達儀,中心工作頻率為270MHz的天線進行了探測。
勘察單位的地質雷達檢測結果。
從地質雷達反射剖面圖中顯示出明顯的不同介質的界面反射,呈現(xiàn)出“凹”形異常體。具體表現(xiàn)為反射能量較強和同相軸不連續(xù)等特點。根據(jù)地質雷達測試結果,巖溶發(fā)育特征呈豎向發(fā)育,發(fā)育寬度不大。
5工程難度討論及基礎方案
該位置由于巖溶呈豎向發(fā)育,發(fā)育深度大,達70m之深,但寬度不大。若采用常規(guī)的揭穿溶洞頂板,采用溶洞底板的方式,存在施工難度大,經(jīng)濟成本高,施工工期長,且基礎施工的過程中,易產(chǎn)生垮塌等不安全因素,因此,綜合考慮施工工藝、施工工期及經(jīng)濟成本,基礎方案及地基處理原則如下:
1)當基礎埋置深度小于或等于3.0m(基礎埋置深度從地下室底板標高起算),且基礎受力層以下無溶洞、裂隙發(fā)育時,優(yōu)先選擇獨立柱基、條形基礎或片筏基礎。
2)當基礎受力層內(nèi),有溶洞、裂隙發(fā)育,溶洞頂板巖層厚度不大,基礎埋置深度?。ㄙF陽人工挖孔深度一般不大于25.0m),基礎采用樁基礎,揭穿溶洞底板,利用溶洞底板。
3)基巖面起伏性較大地段,適當加大基礎埋深以避免基礎應力擴散角范圍內(nèi)有臨空面存在;相鄰基礎埋深相差較大的,應將埋深淺的基礎適當加深,避免埋深淺的基底應力疊加在埋深大的基礎上。
4)局部地段受深部巖溶切割影響,存在順層臨空面,若將基礎穿過最下層潛在滑面,基礎施工中,風化基巖開挖深度較大,這樣施工進行慢、難度大。對于處于深切臨空面邊上的柱位,根據(jù)實際工程地質條件,建議增大基礎嵌巖深度,以減少樁底壓力,避免滑移。
5)局部處于深切巖溶裂隙位置的柱位,建議在原柱位周邊補充鉆探等勘察手段,以尋找淺部可靠持力層支點,采用梁板跨越處理,以減小深孔的施工難度。
6)對于樁長較大,未找到可靠支點跨越處理的基礎,根據(jù)巖溶場地基礎施工經(jīng)驗,樁基礎施工建議采用旋挖施工或泥漿護壁沖擊成孔工藝,進行基礎施工,以保障施工安全。對于該工藝施工的基礎,應對樁進行鉆芯檢測,檢查樁底沉渣,以保證建筑物安全。
6結束語
根據(jù)以上原則,結合工程地質平面圖、剖面圖反映的地質資料,綜合考慮工程經(jīng)濟、施工工期等因素,建議采用合理的地基基礎方案。對巖溶地基的處理,在保證建筑物安全的原則上,可采用中風化灰?guī)r作基礎持力層,采用獨立柱基、條形基礎、片筏基礎及樁基礎等基礎形式;局部巖溶、裂隙發(fā)育深度較大的柱位,補充施工勘察尋找可靠持力層支點后采用梁跨越處理;埋深大的樁基礎采用旋挖施工或泥漿護壁沖擊成孔工藝。
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