人工挖孔樁樁基施工勘察的編制

儲(chǔ)江生

摘要：樁基勘察為施工階段勘察，在類(lèi)似項(xiàng)目中經(jīng)常出現(xiàn)，但大多勘察以判別巖性是否到樁端持力層，是否滿足設(shè)計(jì)要求，報(bào)告編制比較混亂并沒(méi)有全面性和系統(tǒng)性；本次以工程實(shí)例介紹施工勘察，按勘察規(guī)范和相關(guān)規(guī)范要求，編制不良地質(zhì)作用下樁基勘察報(bào)告，為類(lèi)似勘察項(xiàng)目編制報(bào)告提供參考。

關(guān)鍵詞：不良地質(zhì)作用；石灰?guī)r；巖溶角礫巖；充填物；溶蝕

一、工程概況

安徽某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司擬在淮南市鳳臺(tái)縣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)馬崗集菜市場(chǎng)舊址興建馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)項(xiàng)目，該項(xiàng)目1#按規(guī)劃設(shè)計(jì)為28F（H=81.2m）、2#樓規(guī)劃設(shè)計(jì)為33F（H=95.7m），兩棟樓正負(fù)零標(biāo)高皆為25.90m，框剪結(jié)構(gòu)，采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁端原設(shè)計(jì)要求進(jìn)入④中風(fēng)化灰?guī)r不小于1.0米且樁長(zhǎng)不小于6.0米；1#樓設(shè)計(jì)67根樁、2#樓設(shè)計(jì)64根，兩棟樓合計(jì)131根樁。2014年底1#、2#樓人工挖孔樁進(jìn)行施工，開(kāi)挖深度在4.20～26.80m；

二、樁基勘察工作目的

在人工挖孔樁施工過(guò)程中，按照原設(shè)計(jì)要求，需挖至穩(wěn)定的巖石持力層，但由于基巖為灰?guī)r，巖溶現(xiàn)象發(fā)育，主要為大小溶洞（溝、槽）發(fā)育，也無(wú)規(guī)律（現(xiàn)場(chǎng)挖孔深度4.20～26.80m）；穩(wěn)定的基巖持力層不明確。鑒于此本工程各責(zé)任方經(jīng)過(guò)協(xié)商確定，需對(duì)1#、2#樓進(jìn)行逐樁樁基勘察工作。

1、本次勘察工作目的重點(diǎn)在逐孔查明已施工的樁孔底面下一定深度范圍內(nèi)巖石特征、巖溶現(xiàn)狀及充填物的特征。

2、對(duì)巖溶等不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因及現(xiàn)狀進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性。

3、論證和評(píng)價(jià)本工程采用人工挖孔樁所涉及的巖土工程問(wèn)題。

4、根據(jù)本次專門(mén)的樁基勘察成果，結(jié)合原詳勘成果資料和現(xiàn)場(chǎng)工程樁已實(shí)施情況，為后續(xù)的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工提出合理的建議和意見(jiàn)。

三、勘察依據(jù)及使用規(guī)范、規(guī)程

（1）《馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》（詳勘，2014年6月29日）

（2）《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）；

（3）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）；

（4）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）；

（5）《建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程》（JGJ/87-2012）；

（6）《巖土工程勘察安全規(guī)范》（GB50585-2010）；

（7） 《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50266-99）

（8） 《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）

（9） 《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）；

（10）建設(shè)單位提供的建筑物規(guī)劃平面總布置圖及樁基施工圖以及合同書(shū)等。

四、勘察工作布置、勘察方法和工作量

1、勘察工作布置

本次專門(mén)的樁基勘察主要利用現(xiàn)場(chǎng)已施工的人工挖孔樁逐孔進(jìn)行勘探工作，主要要求勘探孔鉆至穩(wěn)定基巖面下一定深度，或鉆至20.0～30.0m（以樁頂標(biāo)高下深度）

2、勘察方法

根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、擬建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、場(chǎng)地條件、場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，本次工作方法主要有：鉆探、取樣和室內(nèi)試驗(yàn)等。取巖石樣采用巖芯管，巖石試驗(yàn)主要為單軸抗壓試驗(yàn)及容重。巖石試驗(yàn)由安徽省某檢測(cè)咨詢有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)室完成。高程系統(tǒng)與場(chǎng)區(qū)建設(shè)使用的高程系統(tǒng)一致。

3、勘察工作量

本次共完成人工挖孔樁鉆芯孔131個(gè)，其中取樣孔45個(gè)，鑒別孔66個(gè)，總進(jìn)尺位1610.0米，取巖石樣32組、土樣4組、擾動(dòng)樣9組、溶洞填充物原位測(cè)試標(biāo)貫28次。

4、勘察時(shí)間

外業(yè)工作于2015年3月5日進(jìn)場(chǎng)施工， 2015年4月9日完成。室內(nèi)巖土樣試驗(yàn)報(bào)告于2015年4月16日結(jié)束，內(nèi)業(yè)資料整理于2015年4月28日完成。

五、基巖描述及其特征

（1）、前期詳勘報(bào)告內(nèi)容

根據(jù)《馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》（詳勘，2014年6月29日）

④層石灰?guī)r（？）--層厚1.1～11.4m，層底標(biāo)高為5.62～-12.85m?；野住⑶嗷疑?，中風(fēng)化，泥質(zhì)～微晶結(jié)構(gòu)，中厚～厚層構(gòu)造，夾薄層。巖性以石灰?guī)r為主，局部夾黃色泥巖及砂巖薄層，巖芯呈短柱狀、長(zhǎng)柱狀，沿層面斷開(kāi)。裂隙較發(fā)育，沿裂隙面發(fā)育方解石細(xì)脈，脈寬1～10mm，分布不均勻。沿裂隙面有明顯的溶蝕現(xiàn)象，部分地段發(fā)育有溶洞，主要為硬塑狀態(tài)粘性土、密實(shí)狀態(tài)的砂礫及灰?guī)r碎屑充填，分布不均勻且無(wú)規(guī)律。溶洞為全充填，勘察期間未見(jiàn)空洞。巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD約 20～40，采取率約80%，屬破碎～較完整的較硬～堅(jiān)硬巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)分類(lèi)Ⅱ～Ⅳ。地基承載力特征值 （fak ）為1200KPa。

④-1層巖溶角礫巖（？）--層厚1.9～28.8m，層底標(biāo)高為7.44～-14.87m?；疑珚A褐紅夾灰白、灰色，礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，角礫成分為灰?guī)r，呈棱角狀，直徑20～600mm，基質(zhì)為泥質(zhì)及少量鈣質(zhì)，膠結(jié)較差，局部巖芯手掰可斷，巖芯呈短柱狀，碎塊狀，屬極破碎的極軟巖，巖石基本質(zhì)量等級(jí)分類(lèi)Ⅴ。實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)一般為111.0～138.0擊/30cm，平均為127.2擊/30cm。地基承載力特征值 （fak ）為600KPa。

（2）、本次勘察描述

④層石灰?guī)r（？）：灰白色、青灰色，中風(fēng)化，泥質(zhì)～微晶結(jié)構(gòu)，中厚～厚層構(gòu)造，以灰?guī)r為主，局部夾黃色泥巖和砂巖薄層；鉆孔取芯較完整，但局部有裂隙發(fā)育，取芯較破碎，沿裂隙面有明顯的溶蝕現(xiàn)象，部分地段發(fā)育為溶洞，其充填物主要為硬塑狀粘土夾中密至密實(shí)狀態(tài)礫石及碎巖屑，分布不均勻且無(wú)規(guī)律。鉆孔進(jìn)尺基本均勻，無(wú)落桿現(xiàn)場(chǎng)，勘察期間未見(jiàn)空洞。在裂隙發(fā)育層面處，巖石強(qiáng)度稍差；該層巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD在20～35，采芯率在75%，屬于極破碎～較完整的較硬～堅(jiān)硬巖，巖體質(zhì)量等級(jí)在Ⅱ～Ⅴ；

④-1層灰?guī)r角礫巖（？）：褐紅夾灰白、灰色，礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礫屑成分為灰?guī)r，呈棱角狀，粒徑20～600mm，巖芯呈短柱狀，碎塊狀，屬極破碎的極軟巖，巖石基本質(zhì)量等級(jí)分類(lèi)Ⅱ～Ⅴ。取芯大部破碎，局部可見(jiàn)完整芯樣；沿裂隙面有明顯的溶蝕現(xiàn)象，部分地段發(fā)育有溶洞，主要為砂土夾礫石、中密至密實(shí)狀態(tài)（少量稍密狀）的砂礫及灰?guī)r碎屑充填，分布不均勻且無(wú)規(guī)律。溶洞分布無(wú)規(guī)則，大小不一，存在0.20～9.20m深的溶洞。

六、地下水及水土對(duì)建筑材料腐蝕性

本次勘察，巖層中含有孔隙裂隙水，局部具微承壓水，水量一般，場(chǎng)地周邊無(wú)污染性水源，根據(jù)原勘察詳勘報(bào)告，綜合判斷擬建場(chǎng)地及附件的水和土對(duì)砼及砼中鋼筋具有微腐蝕性。

本次采用泥漿護(hù)壁鉆探，地下水情況參照原詳勘報(bào)告；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人工挖孔樁情況，地下水量一般，成孔抽水可進(jìn)行施工。

七、不良工程地質(zhì)條件和不良地質(zhì)作用

本次專門(mén)勘探，鳳臺(tái)縣馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目1#、2#樓共有131根樁，鉆孔揭示現(xiàn)樁孔底巖層5.80～34.40m深，本次控制孔進(jìn)入該層11.0m至34.4m不等；1#樓鉆孔揭露了31根樁存在溶洞，2#樓鉆孔揭露了32根樁存在溶洞；由于灰?guī)r和角礫巖都大量存在裂隙發(fā)育和溶蝕作用，取巖芯樣大部破碎，不良工程地質(zhì)條件較普遍存在；溶洞均為全填充，充填物為硬塑狀態(tài)粘性土或中密～密實(shí)狀（少量稍密狀）的砂礫土。

八、巖層及巖溶的地質(zhì)背景和形成條件及穩(wěn)定性分析

勘探揭示1#、2#樓的灰?guī)r和灰?guī)r角礫巖其歷史成因?yàn)闇\海及海陸交替相成積，為互層狀，成層厚度不一。后受地殼運(yùn)動(dòng)在場(chǎng)地表現(xiàn)為多向受力產(chǎn)生褶皺；反映在場(chǎng)區(qū)是產(chǎn)狀規(guī)律不明顯。

由于巖石為可溶性的碳酸鹽類(lèi)巖石，在地勢(shì)抬高后沿層理、節(jié)理及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的裂隙等處在水力的作用下產(chǎn)生不同程度的巖溶現(xiàn)象（溶洞、溝、槽等）。

從巖溶充填物（粘性、砂礫土）反映，此后巖溶（溶洞、溝、槽等）又被陸相沖積物及巖石本身的風(fēng)化碎屑所充填，且后期未發(fā)生明顯的溶蝕現(xiàn)象。1#、2#樓處基巖雖巖溶現(xiàn)象較發(fā)育，但其充填物多為硬塑狀粘性土及中密～密實(shí)狀砂礫類(lèi)；基巖現(xiàn)處于地面5.62～7.44m以下（根據(jù)詳勘報(bào)告），即有較厚的覆蓋層，透水性差，受大氣降水滲入條件差，因此基巖應(yīng)不具備繼續(xù)產(chǎn)生對(duì)工程有影響的不良地質(zhì)作用。

九、樁底巖石測(cè)試試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)及巖土性質(zhì)評(píng)述

1、本次專門(mén)勘探，現(xiàn)場(chǎng)取1#和2#樓樁端持力層下部巖樣做了天然抗壓試驗(yàn)，④中風(fēng)化石灰?guī)r和④-1層中風(fēng)化灰?guī)r角礫巖天然抗壓強(qiáng)度指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如下：

天然巖石抗壓強(qiáng)度指標(biāo)數(shù)理統(tǒng)計(jì)表 表1

統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

地層

統(tǒng)計(jì)數(shù)n

最大值

MAX（MPa）

最小值

Min（MPa）

平均值（MPa）

標(biāo)準(zhǔn)差σ

變異系數(shù)δ

修正系數(shù)γs

標(biāo)準(zhǔn)值k MPa

④石灰?guī)r

17

50.23

26.35

34.15

4.81

0.14

0.91

30.90

④-1灰?guī)r角礫巖

13

54.89

28.63

38.17

8.64

0.22

0.86

34.18

說(shuō)明：試驗(yàn)的巖樣取鉆探孔完整巖石，實(shí)驗(yàn)值供參考。

2、溶洞充填物原位測(cè)試統(tǒng)計(jì)表 表2

統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

地層

統(tǒng)計(jì)數(shù)n

最大值

MAX擊

最小值

Min擊

平均值 擊

標(biāo)準(zhǔn)差σ

變異系數(shù)δ

修正系數(shù)γs

標(biāo)準(zhǔn)值

k 擊

溶洞

（粘土夾礫石）

15

18

15

16.6

0.95

0.05

0.95

15.9

溶洞

（砂夾礫石土）

12

31

18

24.2

3.89

0.16

0.9

24.7

3、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔資料顯示，1#樓除9#、14#、31#、32#、36#、54#、56#取巖芯較完整外，其余孔都存在破碎巖石和破碎帶或軟弱夾層等不良地質(zhì)條件；4#、5#、10#、12#、13#、14#、15#、16#、18#、20#、21#、23#、24#、25#、26#、28#、30#、31#、32#、37#、38#、48#、50#、52#、60#、62#、63#、64#、65#、66#、67#等31個(gè)孔存在溶洞不良地質(zhì)作用。巖性情況詳見(jiàn)"鉆孔柱狀圖"。

4、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔資料顯示，2#樓都存在在破碎巖石和破碎帶或軟弱夾層等不良地質(zhì)條件；1#、2#、3#、4#、5#、7#、8#、10#、11#、12#、13#、15#、16#、17#、19#、20#、22#、26#、27#、29#、33#、39#、43#、44#、48#、49#、50#、51#、52#、58#、63#、64#等32個(gè)孔存在溶洞不良地質(zhì)作用。巖芯情況詳見(jiàn)"鉆孔柱狀圖"。

5、鉆孔在挖孔樁中心施工，樁端下部雖揭示有5m深巖石，但局部存在破碎或軟弱夾層等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

6、1#和2#樓揭露63個(gè)孔的溶洞資料顯示，溶洞內(nèi)充填，無(wú)空洞，鉆孔進(jìn)尺較均勻、無(wú)落桿現(xiàn)象；充填物主要有硬塑狀粘土夾礫石和砂夾礫石土等。具體詳見(jiàn)"鉆孔柱狀圖"。

十、場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)

根據(jù)詳勘報(bào)告，并查閱區(qū)域地質(zhì)資料和本次勘探結(jié)果，擬建場(chǎng)地?zé)o明顯的活動(dòng)斷裂構(gòu)造。場(chǎng)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造為非活動(dòng)性的，總體判定場(chǎng)地是穩(wěn)定的。

場(chǎng)地內(nèi)雖有巖溶不良地質(zhì)現(xiàn)象，通過(guò)采取合適的地基基礎(chǔ)類(lèi)型和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施后，適宜本工程建設(shè)。

十一、巖土工程問(wèn)題分析及樁基設(shè)計(jì)參數(shù)

1、根據(jù)1#和2#樓樁孔底鉆孔揭露地層分析 1#和2#樓樁孔底巖石主要有④石灰?guī)r和④-1層灰?guī)r角礫巖，水平方向均勻性差，且均有不同程度的存在巖溶不良地質(zhì)現(xiàn)象，但充填物（硬塑狀態(tài)粘性土，中密～密實(shí)狀（少量稍密狀）砂礫土）性質(zhì)較好。

2、本次勘察孔孔口標(biāo)高以上巖土層仍參按原詳勘報(bào)告《馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》（詳勘，2014年6月29日）。

3、原設(shè)計(jì)人工挖孔樁樁端進(jìn)入④層石灰?guī)r或④-1層灰?guī)r角礫巖，且樁端下要求有一定厚度穩(wěn)定完整的巖石；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)已挖孔現(xiàn)狀和本次勘探成果，終孔滿足此設(shè)計(jì)條件和有關(guān)規(guī)范的要求難度較大（樁端持力層厚度，相鄰樁孔底高差大等）。

4、根據(jù)本次樁基專項(xiàng)勘察及現(xiàn)有已有挖孔樁的實(shí)施情況，依據(jù)有關(guān)規(guī)范和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，人工挖孔樁的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表：

人工挖孔樁極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值參數(shù) 表3

層序及巖土名稱

人工挖孔樁

qsik（kPa）

qpk（kPa）

④層灰?guī)r

600

12000

④-1層灰?guī)r角礫巖

400

6000

巖溶充填物

（粘性土、砂礫土）

110*

3000*

注：帶有*值為經(jīng)驗(yàn)值。

十二、設(shè)計(jì)施工建議

1、考慮人工挖孔樁樁端巖性不均勻及存在有充填物（粘性土、砂礫土）的溶洞等，建議1#、2#樓采用樁筏基礎(chǔ)，確?；A(chǔ)整體穩(wěn)定。

2、人工挖孔樁終孔條件，按樁長(zhǎng)控制為主，樁底巖性識(shí)別為輔；樁長(zhǎng)根據(jù)設(shè)計(jì)荷載和布樁及已有設(shè)計(jì)施工條件，參照表3設(shè)計(jì)參數(shù)，按樁端處于不利條件取值；補(bǔ)樁及挖孔深度綜合確定。

3、挖孔樁在到設(shè)計(jì)深度時(shí)，逐孔驗(yàn)收。

4、樁基施工，考慮已有樁成孔停工時(shí)間較長(zhǎng)，以及可能增加相應(yīng)的樁，建議樁基施工考慮間跳施工，確保相鄰樁成孔安全和成樁質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)超過(guò)擬設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的樁孔，可采用先清除孔底淤土及沉渣后，用素混凝土填實(shí)至擬設(shè)計(jì)樁底處；然后根據(jù)設(shè)計(jì)擴(kuò)孔在樁底部需作相應(yīng)的處理，滿足樁底部受力均勻要求。

5、成樁可能性、施工條件和對(duì)環(huán)境的影響

人工挖孔樁：根據(jù)原詳勘報(bào)告，1#和2#樓區(qū)域土層依次為①雜填土、②粉質(zhì)粘土、③粉質(zhì)粘土；且土層覆蓋較淺僅6.80～14.50m；場(chǎng)地平整，通風(fēng)較好，施工可操作性較強(qiáng)，質(zhì)量可靠、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等，由于該擬建區(qū)雜填土較厚，地勢(shì)臨山坡帶，存有一定量積水，在挖孔時(shí)需加強(qiáng)抽排水工作，確保成孔安全；做好施工方案的論證工作，確保人工挖孔過(guò)程安全；挖樁孔過(guò)程，遇到填充物為砂礫土段（含擴(kuò)孔）應(yīng)采取有效的護(hù)壁措施，確保安全。

6、其他

6.1未說(shuō)明部分可參考原詳勘報(bào)告《馬崗集農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》（2014年6月29日）

6.2高層建筑應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)工作。

6.3樁孔終孔前需及時(shí)通知我司和詳勘勘察單位專業(yè)人員驗(yàn)孔。

參考文獻(xiàn)：

[1]《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）

[2]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）；

[3]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）；

[4]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）