岩溶地基人工挖孔桩施工处理措施

摘 要：在岩溶地基上设计人工挖孔桩时，尽最大限度地利用原场地基岩，不作大的处理，满足桩的承载力要求，论述了常见问题的处理方法。

关键词：溶洞 岩溶地基 人工挖孔桩 裂隙 石芽 锚杆

Karst hand-dug pile foundation construction deal

Zheng Wei

( Hunan Urban Construction College, Xiangtan, Hunan 411101 )

Abstract : Design of foundations in karst hand-dug pile, the best venues to maximize the use of original rock, no big deal to meet the requirements of pile bearing capacity, discusses the treatment of Frequently Asked Questions.

Keywords : cave

karst foundation

hand-dug pile

fracture

bud stone

anchor

1. 概述

岩溶又名喀斯特，是可溶性岩层（石灰岩、白云岩、石膏等）以被水溶解为主要的化学溶蚀作用，并伴随以机械作用而形成溶洞、沟槽、裂隙等一系列现象和作用的总称。我国的岩溶地区分布较广，如广西、四川、云南、贵州最多，其余湖南、广东、浙江、江苏、山东、山西等地也存在规模大小不同的岩溶地区。在岩溶地区，建筑物的基础可以设计为人工挖孔桩，桩基施工时，会经常遇到溶洞、石芽、溶沟和裂隙，因为溶洞对建筑物的安全影响较大，施工时必须慎重处理。

2. 岩溶地基人工挖孔桩设计及施工注意事项

2.1对整个建筑场地内溶洞、裂隙和溶沟的发育规律，埋藏条件和溶洞的分布、形状、大小、延伸方向、基岩的完整性、风化程度、地下水情况和溶洞填充物都要详细勘查清楚。要特别注意场地内是否有大型溶洞，因为它对建筑物的安全最具威胁。另外，还要特别注意溶洞的主要延伸方向和线路，因为这条线路上基岩的溶洞、裂隙分布最多，使基岩的承载力偏低。设计人工挖孔桩时，这条线路上的桩径及桩底面积建议扩大10%～20%，以提高桩的承载力。

2.2人工挖孔桩成孔后，在每个桩孔上钻进1～3个超前钻孔，钻孔深度进入稳定持力层不小于3倍桩径，同时不小于5m。主要目的：查明每个桩孔的地层结构及分布特征；查明土洞、溶洞分布及大小、规模、连通程度、充填情况；查明强风化层厚度，溶洞顶板厚度；查明稳定持力层的准确顶面标高及其标准承载力；初步判定地下水类型、大小及流向。

2.3桩端应力扩散范围内应无岩体凌空面，否则，应验算基底岩体向凌空面倾覆的可能性。

2.4适当加强桩顶拉梁的刚度和地下室底板的厚度，以加强桩与底板的空间整体作用，使底板能帮助桩承担部分荷载。

2.5岩溶地基人工挖孔桩不能采用砖护壁,因为桩成孔后还要在桩底钻孔探明桩底情况,砖护壁在钻孔时易跨壁,会影响桩基施工。

3. 岩溶地基人工挖孔桩施工处理措施

3.1遇到流砂时的处理措施

岩溶地基人工挖孔桩在开挖时，如遇细砂，粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效可靠的措施。

(1)流砂情况较轻时有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用编织袋装土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制内壁满足设计要求。

(2)流砂情况较严重时常用的办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢膜板相似，以孔外径为直径，可分成4-6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.5m左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，装后即支模浇注护壁混凝土，若放图1 多层溶洞处理入套筒后流砂仍上涌，根本无法往下挖，还有可能危及孔内作业人员的人身安全时,可以在钢护筒外侧800mm～1000mm的四周打入拉森钢板桩，钢板桩之间尽量锁上口，个别无法锁口处，再在外侧加打一根钢板桩，形成封闭的止水、止淤泥、止流砂的保护圈。

3.2桩底岩石存在溶洞时的处理

(1)如图一所示,桩底岩石存在溶洞,甚至存在若干层溶洞,应先清爆溶洞,并至少保证在桩底3倍桩径或不少于5米范围内无溶洞。

(2)如图二所示,桩成孔后,检查发现桩底面2/3面积为完整岩面,1/3面积为

流泥 处理方法:

①向有岩石的一面增加扩底尺寸a,由计算确定尺寸a,必须保证桩底岩面的面积能足以承担桩的竖向荷载,并适当增加安全系数；

②在桩底设计悬臂梁L1，并设边梁L2；

③在桩底岩石上植筋，间距约500～700mm,形成锚杆，使岩石与桩形成整体，且防止桩向流泥的一面滑动；

④桩底岩石上布置ф20@150双向钢筋网,浇筑砼后,桩岩形成整体。

3.3桩底有小石林及大石芽情况的处理

(1)如图三所示，桩成孔后，若发现桩底有小石林及小石芽，则应清爆干净，桩才能入岩。

(2)如图四所示，桩成孔后，发现石芽又大又高，且石芽与基岩紧密结合成为稳定坚实的整体，要清爆石芽非常困难，则可以把桩直接做在大石芽上，使大石芽与桩形成受力整体，处理方法如下：

①在大石芽上植筋，间距约500～700mm,钢筋直径ф20～ф25，形成锚杆，外露长度45d；

②岩石表面打成凹凸不平面，并清洗干净；

③沿岩面设置一层双向ф20@200钢筋网,满布。

3.4桩底岩石破碎带处理

如图五所示,桩底存在岩石破碎带,裂隙发育，岩石破碎，有许多微小溶孔分布其中，裂缝内都是粘土填充，且岩石破碎带厚度大,不易清除，则视桩承载力大小处理。如果桩用于多层建筑或位于高层建筑的裙楼，荷载不大，可以把桩直接做在此岩石破碎带上，处理方法如下：

①桩底面积一定要足够，设计时桩底面积适当增加10%～20%，提高安全系数；

②桩设计成“糖葫芦”形式的支盘桩，以增加桩的侧向阻力，提高桩的承载能力；

③加大桩的承台尺寸，使承台分担桩的部分荷载。如果桩位于高层建筑部分，荷载较大，则应采用钻孔桩，钻透破碎带，桩底持力层进入完整的基岩层。

4. 结语

人工挖孔桩承载力大，施工简单，造价经济，成孔后可直接观察桩底基岩情况，也方便探明桩底溶洞，在溶岩地区完全可以作为多层建筑和高层建筑的基础，但要注意溶洞、裂隙、溶沟、石芽等的处理。

参考文献:

[1]李国胜. 建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理―附实例[M],中国建筑工业出版社，2006.

[2]王济川，卜良桃.建筑工程结构鉴定、改造与加固[M],湖南科学技术出版社,1999.

作者简介：郑伟（1965.3 ），男，湖南衡阳人，硕士研究生，湖南城建职业技术学院土木工程系副教授.