岩溶地质条件地基处理方案

摘要：位于长沙市湘江边的某一房地产项目，由于存在岩溶，地下水位高等多种复杂地质条件。为此，本文通过对该项目可能采用的各种地基基础方案进行对比论证，最终确定了CFG桩地基处理后做筏板基础的地基方案。项目建成后的长期观测和使用情况表明，该处理方案是安全、合理、经济可行的。

关键词：岩溶溶洞地基处理CFG桩

Abstract: the edge of xiangjiang river in changsha city a real estate project, and because it has karst, groundwater level higher a variety of complex geological conditions. Therefore, this article through to the project may adopt various foundation scheme contrast demonstrates, final CFG pile foundation treatment do after the raft foundation scheme. After the completion of the project of the long-term observation and use shows that the scheme is safe,, reasonable, economical and feasible.

Keywords: karst cave CFG pile foundation treatment

中图分类号：P642.25文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

长沙市湘江边的某一房地产项目，拟建场地地坪标高为37.45m，建筑物地下二层为车库及商场，地上分为四栋十七层的高层住宅。地下车库建筑面积15521m2，商场建筑面积1394.2m2，住宅建筑面积62628m2，总建筑面积92098.2m2。该工程设人防工程，按六级二等人员掩蔽所及物资库计算，设计使用年限为50年，结构安全等级为二级；砼结构的环境类别为一类及二a类(局部)。地下两层为大底盘，长124m，宽136m，地下室底板标高为27.80m，地下室实际埋置深度4.2m，地下室抗浮水位为32.5m，地质勘探时33个孔发现有5个孔有岩溶，而且在建筑场地内均匀分布。整个场地覆盖层厚度10～20m，岩面坡度比较大，溶洞深度1～1.8m。

二、地质勘察情况

根据勘察报告，场地原始地貌单元属湘江冲积阶地，后经人工整平，现地势平坦。根据野外钻探揭露，场地内埋藏的地层有人工填土、第四系淤积层、第四系冲积层、第四系残积层，场地内下伏基岩为泥盆系白云质灰岩。场地内各地层的特征自上而下依次描述如下：

1、人工填土(Qml)①：场地都存在该层，层厚1.20~7.50m；

2、第四系淤积(Ql)含有机质粉质粘土②：层厚0.50~2.90m；

3、第四系冲积(Qal)粉质粘土③：在整个场地内普遍分布，具中等强度及中等压缩性，埋藏较深，层厚1.50~6.10m；

4、第四系冲积(Qal)含有机质粉质粘土④：该层仅局部分布，层厚0.40~2.50m；

5、第四系冲积(Qal)中细砂⑤：在整个场地内普遍分布，呈松散一稍密状态，层厚1.20~8.00m；

6、第四系冲积(Qal)圆砾⑥：在整个场地内普遍分布，呈中密~稍密状态，强度中等，一般粒径为2~20mm，最大粒径为60mm，层厚0.80~5.60m；

7、第四系残积(Qel)粉质粘土⑦：稍湿，可~硬塑状态，具有中等强度及中等压缩性，层厚0.50~11.70m；

8、泥盆系(D)中风化(r2)白云质灰岩⑧：为场地内下伏基岩，揭露厚度3.00~4.00m，层厚不详，强度较高，属较硬岩，岩体较完整，岩体基本质量等级属Ⅲ类，其变形小，局部溶蚀现象发育，溶蚀孔洞内地下水较丰富；

9、岩溶填充物⑨：为白云质灰岩溶蚀的产物，主要由粘性土组成，不均匀含10~40%的砂、砾石和碎石，呈湿一饱和，软塑状态。

场地内白云质灰岩中溶蚀现象较发育，主要表现为溶沟溶槽，根据钻探揭露场地内钻孔中发现的岩溶现象统计如下：

（1）孔3，深17.30~19.10m，标高14.16~15.96m，厚1.80m，为溶沟，内全充填第⑨层，以上岩层为石芽。

（2）孔15，深21.20~25.30m，标高7.60~11.70m，厚4.10m，同上。

（3）孔18，深15.80~17.80m，标高15.45~17.45m，厚2.00m，同上。

（4）孔26，深14.50~25.30m，标高14.50~25.30m，厚10.80m，同上。

（5）孔33，深17.10~20.20m，标高12.82~15.92m，厚3.10m，同上。

三、地基处理方案论证

根据本工程的上部结构类型和场地地质情况，有两种地基处理方案可以进行选择，一种方案是钻孔桩或人工挖孔桩，另一种方案是做复合地基进行处理后再做基础。

1、钻孔桩或人工挖孔桩。将桩基直接落在基岩上，从结构的安全角度看无疑是最稳妥的，但是存在以下不确定因素：

（1）本次堪察勘探点间距较大，且场地内桩基础持力层为白云质灰岩⑧，该岩层局部溶蚀作用强烈，为确保桩底持力层的完整厚度，在桩基础施工时必须做施工勘察，在每根桩的位置各钻孔均钻入桩端持力层一定深度，逐桩查明桩底持力层的完整性，这样不排除出现溶洞竖向呈连续出现的情况，如果出现这种情况不仅钻孔会出现很大的难度，而且灌注砼时也难以预料是否会出现砼通过溶沟流失的情况。如果出现这种情况不仅会造成成本增加，工期延长，严重时甚至会造成无法施工。

（2）采用钻孔桩或人工挖孔桩施工都存在很大难度。根据上部结构的类型，最大桩径在2.0m以上，而且必须扩底，特别是在岩溶区，岩溶上方如果岩层厚度不超过5m或3倍桩径的话，还必须打穿该岩层将桩基落在完整的基岩上，白云质灰岩属于较硬岩石，一般的钻头很难钻进，而且岩面坡度变化很大，还存在石芽，存在钻头碰到岩石会打偏的风险，这样对选择施工机械存在很大的难度，而且一般都采用泥浆护壁，对环境的污染很大，处理费用会很高。如果采用人工挖孔桩，同样存在很大难度，一是靠近湘江边，地下水相当丰富，采用降水帷幕和下钢护筒成本会很高，而且这种地质状况存在流沙和垮孔的可能性相当大，之前的施工单位在本场地试挖了两根桩，施工难度很大、工期很长，而且成本相当高，其中还有一根是废桩，所以人工挖孔桩也是不可取的。由于人工挖孔桩存在安全隐患，在有些城市已经是禁止使用了。

2、采用CFG桩进行地基处理后再做基础。从技术角度看，该技术己经比较成熟，而且在我省也成功的应用了很多地方，处理了很多地质状况复杂的场地，CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基80年代多用于多层建筑处理，目前大量用于高层和超高层建筑地基的加固。桩身强度等级多在C5~C25之间。近年来，该技术己在北方地区的高层建筑地基处理中应用，仅北京地区己有近300余栋高层建筑地基处理采用了CFG桩加固技术，其中绝大多数为20～30层，31～35层的超高层建筑有15幢，由于该技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉等特点。

由于只需要做地基一定深度范围的处理，施工难度大大降低，工期、质量、成本都易于控制，而且在周边的两个楼盘己经成功的应用，因此最终采用CFG桩进行地基处理后再做筏板基础基础的方案。

四、结语

本项目在采用了500mm的桩径，1.50m梅花形桩距，桩头直接落在岩层，在桩头和筏板基础相接处设500mm的砂砾褥垫层 经地基处理后，做大载荷板实验，承载力达到了400kN/m2，基础施工过程进展比较顺利，工期和成本也大大节省。经项目建成后的长期跟踪观测，表明该处理方案是安全、合理、经济可行的。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部.《建筑地基基础设计规范》GB 50007－2002[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

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