摘要：本文以佛山万科里水金域缇香地块详勘拟建场地的岩土工程为例，对广佛岩溶地区的桩基设计与施工进行了探究。
关键词：广佛岩溶地区；桩基设计；施工
引言
工程概况：金域缇香项目位于佛山市南海区里水镇湖州村东北面，地块占地面积约700×125平方米。拟建42层住宅楼13栋，33层住宅楼1栋；1~2层商业楼6栋；3层幼儿园1栋；除幼儿园外，其余区域设有1层局部2层地下室。高层建筑为框剪结构，其余建筑为框架结构，均拟采用桩基础。
1．1场地地质情况：
在勘探孔深度控制范围内，场地岩土层按地质成因分为第四系填土（Qml）、冲积土（Qal）和石炭系（C）基岩，现自上而下分述如下：
①填土（Qml）：由杂填土及砂性素填土组成。
②冲积土（Qal）：按土的颗粒级配、塑性指数及物理力学性质分为8层：②-1淤泥质土（Qal）②-2中砂（Qal）②-3粉砂（Qal）②-4中砂（Qal）②-5粉土（Qal）②-6中砂（Qal）②-7砾砂（Qal）：②-8粉质粘土（Qal）
③残积土（Qel）：勘探孔未见。④基岩（C）：按风化程度分层描述如下：④-1强风化层（C）：④-2中风化层（C）：
1.2、不良地质作用：
场地属于岩溶地区，土洞、溶洞、溶蚀发育。根据钻探结果，在216个钻孔中，有12个钻孔揭露有土洞或溶洞（详见表3.5），见洞率约5.6%，个别土洞规模较大（如ZK63、ZK198、ZK216孔）或相邻土洞有相互连通的可能性（如ZK63和ZK64孔、ZK214和ZK216孔），且不排除相邻钻孔间区域存在土洞或溶洞的可能性，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）6.6.2条划分，属岩溶微发育场地。
2基础方案适宜性评价
2.1天然地基
场地浅表土层力学性质较差，故拟建建筑不适宜采用天然地基基础。
2.2桩基础
本地区常用的桩型有预应力管桩、旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔桩等。
2.2.1预应力管桩
预应力管桩桩身性能好，施工质量易控制，施工速度快，经济性好，可用于本工程，其中静压法沉桩施工时震动小、噪音低，对周边环境的影响小，但较难穿越密度较高、厚度较大的砂层；锤击法沉桩较易穿越密度较高的砂层并取得较静压法沉桩高的桩承载力，但施工时震动大、噪音高，对周边环境影响较大，场地邻近有建（构）筑物，拟用锤击法沉桩时应采取有效的防震降噪措施。本场地局部区域岩面变化稍大或风化岩中见有溶洞且洞顶岩层普遍较薄，中、北部区域普遍由松软土直接到强度较高的风化岩，桩的嵌固稳定性较差，桩承载力取值应考虑这些不利因素。如拟采用预应力管桩基础，可采用对溶洞内灌注砂石、水泥砂浆或素混凝土等措施，另外，桩基施工时应严格控制好桩的垂直度、驳接质量及沉桩力，防止由于桩身局部应力集中或桩尖沿岩面侧滑导致损坏桩体的现象发生。
2.2.2旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩
旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩嵌岩能力强，桩的稳定性好，桩长、桩径选择灵活，可取得较高的单桩承载力，适合于良好持力层埋深不太大的地基条件及荷载较大、荷载分布较集中的建筑物，较适宜用于本工程。由于灌注桩的成桩质量较难控制，特别是岩溶发育地段，施工时应控制好泥浆的稠度和失水率，以防孔壁坍塌和泥皮过厚影响桩周土的侧阻力；成孔后应及时清孔，确保清孔质量、沉渣厚度等符合规范要求。旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩属非挤土桩，无油烟影响，噪音较小，对环境主要影响为泥浆污染，因此需采取有效措施对排出的渣土、泥浆进行妥善处理，防止污染环境。由于场地岩溶为微发育场地，采用旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩时必须进行超前钻施工勘察，对有溶洞发育部位桩基施工时作好各项应急措施，防止漏浆、塌孔、掉钻、卡钻等不利影响，可采用灌砂浆、片石、粘土等措施保证施工顺利进行，必要时可采用护筒方式穿越。地下水对旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩施工影响较大，需做好泥浆配比、备用泥浆量、漏浆、护壁的应急准备工作。
2.2.3人工挖孔桩
场地地下水埋藏浅，水位下有较厚的软土及饱和砂土，人工挖孔施工困难且安全性差，因此本工程不适宜采用人工挖孔桩基础。
2.3复合地基
通过地基处理可提高地基土的承载能力和压缩模量，从而满足承载力及变形控制要求，对于荷载不太大的建（构）筑物可采用地基处理方案。由于本地区成熟的地基处理经验不足，建议施工前选择地基有代表性的区域进行地基处理试验，以取得相关的施工参数和设计参数。
3基础选型
拟建建筑物有33和42层的住宅楼、1~3层商业楼及幼儿园，使用功能及荷载差异大，结合场地、地基条件、环境条件、各基础型式特点等因素，分别如下：
3.1高层住宅楼
优先考虑采用旋挖孔或钻（冲）孔灌注桩基础，以连续的④-2层中风化岩作桩端持力层，可根据柱荷载大小选用Φ1000~2000mm桩径，如桩端进入连续的中风化岩2~3米，预估桩长约16~29米（普遍小于25米，以现地面标高起算，下同），具体的桩径、桩长应根据要求的桩承载力结合岩土参数及地区经验确定。根据钻探揭露，场地局部区域风化层埋深、强度差异稍大或有相对软硬夹层，个别区段中风化岩较破碎，且存在溶洞等不良地质现象，因此，建议桩基础施工前进行施工勘察（超前钻），以进一步查明桩位处中风化岩的埋深、强度、完整性及是否发育有溶洞，确保桩端持力层的强度、厚度等满足要求。
如拟采用预应力管桩基础，建议以④层风化岩作桩端持力层，可根据柱荷载大小选用Φ400~600mm桩径，根据基础部位的重要性选择地基有代表性的区位进行沉桩试验，以确定预应力管桩的适宜性并取得相关的桩基设计参数。
3.2商业楼及幼儿园
可采用预应力管桩基础，建议以②-6层中砂、②-7层砾砂或④层风化岩作桩端持力层，可根据柱荷载大小选用Φ300mm或Φ400mm桩径。如采用锤击法沉桩、以规范参考的锤重、贯入度或总锤数控制桩长，预估桩长最短约14米、最长约24米（北部区域稍短），单桩竖向承载力特征值可根据地区经验或通过试桩确定。本区域基岩中虽未发现有溶洞，但北部商业楼东侧的ZK10孔见有溶洞（洞高约0.8米），不排除钻孔间区域也存在溶洞的可能性，局部区域岩面较陡或由软土直接到强度较高的风化岩，桩承载力取值应考虑此不利因素，另外，个别钻孔（幼儿园东南侧的ZK198孔）揭示有土洞，基桩应穿越土洞进入其下坚实、稳定的岩土层。
最终采用的方案：幼儿园、商业部分采用管桩，根据打桩情况统计，断桩率很高，最后采用静压桩施工，断桩率还是很高，通过降低承载力的方法减少断桩。
实践证明，岩溶地区由软土直接进入中风化灰岩，管桩不适用，承载力不高。
高层采用灌注桩，旋挖工艺施工，为了详细探明溶洞的分布，必须进行超前钻，根据探明的溶洞再编制详细的施工方案。
4溶洞预处理方案
A、小型溶洞：（0~2）米的溶洞，采用混凝土填充。
B、中性溶洞：（2~4）米的溶洞，采用片石加黄泥回填筑壁，冲孔工艺。（片石：黄泥：水泥=1：1：0.7，每条桩处理需5天）。
C、大型溶洞：（4以上）米的溶洞，采用全钢护筒跟进。备注：对于串珠型溶洞：若溶洞中间土层厚度小于等于1.0米，按累计深度计算判别溶洞类型；若溶洞中间土层厚度大于1.0米，按每个溶洞累加深度计算判别溶洞类型。
实际处理溶洞方案：
1、对于大溶洞采用C方案，埋钢套管护壁穿越溶洞，旋挖成孔。
2、对于中、小溶洞，基本不用处理，同时考虑减少砂层的塌孔，全部采用12米钢套管方案，浇筑混凝土后拔出钢护筒。优点减少了泥浆处理费用，保证混凝土质量、减少混凝土用量，在桩长不是很长的情况下，套筒施工方案也可以推广到非岩溶地区的灌注桩施工。费用和一般旋挖、冲孔成本相当。
5结语
岩溶地区桩基设计和施工注意以下几点：
1、详勘钻孔不能全部反应溶洞情况，必须进行加密钻孔，采用灌注桩要进行超前钻。
2、采用管桩要慎用，必须进行试桩，承载力必须降低，高层慎用，承载力可能不满足设计要求。
3、根据溶洞大小，采用相应的处理方案，注浆、填砂石、片石、套筒穿越等方案，
4、钢套筒施工方案可以在一般土层，特别容易踏空的砂层软土较厚的地质场地推广使用。
参考文献：
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[2]李军伟.对桥梁桩基施工中溶洞处理技术探讨［J］.施工技术.2010（64）：390 －391．
[3]高宏伟.岩溶桥梁嵌岩桩基础设计及施工技术［J］.交通科技.2012（02）：48 －50．
论文作者:孙永民
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/3
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