談巖溶區(qū)某場(chǎng)地巖土條件和基礎(chǔ)型式的建議

羅 均 宇

(福建省121地質(zhì)大隊(duì)工程勘察院，福建 龍巖 364000)

談巖溶區(qū)某場(chǎng)地巖土條件和基礎(chǔ)型式的建議

羅 均 宇

(福建省121地質(zhì)大隊(duì)工程勘察院，福建 龍巖 364000)

介紹了在覆蓋型巖溶區(qū)土洞和溶洞分布的范圍、埋藏深度及其發(fā)展對(duì)建筑物地基和基礎(chǔ)的危害，通過(guò)某工程實(shí)例對(duì)覆蓋型巖溶區(qū)地層分布及工程地質(zhì)性質(zhì)的分析，提出了建筑地基基礎(chǔ)型式的選擇方式，對(duì)同類(lèi)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)具有一定的借鑒作用。

覆蓋型巖溶，工程地質(zhì)特征，基礎(chǔ)型式選擇

0 引言

覆蓋型巖溶區(qū)，土洞和溶洞分布的范圍、埋藏深度及其發(fā)展對(duì)建筑物地基和基礎(chǔ)危害程度大，直接影響建筑物的持力層和基礎(chǔ)型式的選擇。

擬建場(chǎng)地位于新羅區(qū)東肖鎮(zhèn)龍騰南路東側(cè)，為商住小區(qū)。擬建建筑物層數(shù)為27層～34層、高79.45 m～99.75 m，平均荷載600 kN/m2，地下室1層。通過(guò)對(duì)場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件、擬建建筑物荷載及上部結(jié)構(gòu)等情況的綜合分析，建議采取合理的基礎(chǔ)型式和不良地質(zhì)作用的處理措施。

1 場(chǎng)地工程地質(zhì)特征

1.1地形、地貌及地質(zhì)構(gòu)造

擬建場(chǎng)地位于龍巖溶蝕盆地的南側(cè)，平坦開(kāi)闊。屬于龍巖東肖溪河床和高河漫灘地貌單元。覆蓋層主要為第四系人工填土、沖洪積層，下伏基巖為灰?guī)r。

本場(chǎng)地西側(cè)外圍約900 m有一組近南北向壓性逆斷層通過(guò)，東側(cè)外圍約2 000 m有一組近南北向壓性逆斷層通過(guò)。受斷層擠壓的影響，裂隙較發(fā)育，地下水活動(dòng)較強(qiáng)烈，為巖溶弱發(fā)育區(qū)。第四系土層覆蓋在基巖之上，且厚度較大，場(chǎng)地屬中等～深覆蓋型巖溶區(qū)。

1.2巖土層種類(lèi)

場(chǎng)地內(nèi)巖土層由上往下可分成八大層：

①素填土：黃、土黃色，由卵石、圓礫和砂組成，呈松散狀，具明顯濕陷性，高壓縮性，工程力學(xué)性能差。

②粉質(zhì)粘土：淺黃、土黃色，較純，可塑狀態(tài)，工程力學(xué)性能一般。

③卵石：淺黃色，很濕～飽和，稍～中密狀態(tài)，工程力學(xué)性能較好。

④含卵石粉質(zhì)粘土：淺黃、黃色，含30%～40%的卵石，可～硬塑狀態(tài)，工程力學(xué)性能一般。

⑤粉質(zhì)粘土:灰、灰黃色，較純，可塑狀態(tài),工程力學(xué)性能一般。

⑥含碎石粉質(zhì)粘土：淺黃、紅黃色，含25%～40%的碎石，可～硬塑狀態(tài)，工程力學(xué)性能較好。

⑦含角礫粉質(zhì)粘土:褐黃、灰黃色，含25%～30%的角礫，可～硬塑狀態(tài),工程力學(xué)性能較好。

土洞：基本充填，洞高:4.20 m～10.30 m,洞底埋深:57.80 m～72.60 m。

⑧中風(fēng)化灰?guī)r：二疊系棲霞組，淺灰、灰色，中～厚層狀，巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)，裂隙較發(fā)育，巖體基本質(zhì)量等級(jí)分級(jí)為Ⅲ級(jí),Ⅳ級(jí)，為較硬巖。

1.3巖土層的設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)

本場(chǎng)地通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)主要受力層地基土載荷板試驗(yàn)及當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)，推薦各巖土層主要設(shè)計(jì)參數(shù)值見(jiàn)表1。

表1 各巖土層主要設(shè)計(jì)參數(shù)值表

1.4場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地東側(cè)為東肖溪，距場(chǎng)地10 m～20 m，河寬25 m，河水水深約0.6 m，水面標(biāo)高約在367.65 m～368.86 m，河床高程為：366.75 m～368.20 m。防洪堤堤頂高程為371.25 m～373.20 m，東肖溪30年一遇洪水水位標(biāo)高為370.25 m～372.30 m，歷史最高洪水水位為372.50 m。

場(chǎng)地內(nèi)地下水類(lèi)型上部主要為第四系孔隙型潛水及下部巖溶承壓水。

第四系孔隙型潛水主要賦存于卵石層中,略具承壓性，卵石層屬?gòu)?qiáng)透水層，富水性好，為主要含水段。第四系孔隙型潛水主要靠大氣降水、地表水及其他地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給，與東肖溪河水水力聯(lián)系密切，通過(guò)蒸發(fā)和補(bǔ)給河水等方式排泄,地下水徑流方向總體由南向北、由西向東方向排泄，流向東肖溪。場(chǎng)地地下水的年變化幅度約2.0 m～3.0 m。

下部巖溶水為承壓水，分布于灰?guī)r的溶洞中，溶洞的連通性好，屬?gòu)?qiáng)透水層，富水性好，水位標(biāo)高為353.99 m～354.53 m。巖溶水主要由地下水側(cè)向或垂直補(bǔ)給，水位變化幅度約1.0 m～2.0 m，與上部潛水水力聯(lián)系較不明顯。

1.5場(chǎng)地地震效應(yīng)

擬建場(chǎng)地位于龍巖市新羅區(qū)東肖街道，抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組屬第二組。場(chǎng)地土的類(lèi)型為中硬場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，場(chǎng)地下部土洞、巖溶相對(duì)發(fā)育，屬抗震不利地段。

1.6場(chǎng)地不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害

1.6.1場(chǎng)地不良地質(zhì)作用概述

根據(jù)本次勘探揭露的地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)周邊地質(zhì)踏勘結(jié)果，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料分析，在鉆探控制深度范圍內(nèi)場(chǎng)地未見(jiàn)大裂隙、采空區(qū)和活動(dòng)斷裂等。場(chǎng)地內(nèi)基巖未見(jiàn)人工洞穴、臨空面或軟弱巖層。根據(jù)場(chǎng)地周邊環(huán)境地質(zhì)條件分析，場(chǎng)地除土洞、巖溶外未見(jiàn)其他滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)及地面沉降等不良地質(zhì)作用。

1.6.2土洞

本次勘察共有5個(gè)鉆孔揭露土洞，約占鉆孔總數(shù)的5.8%，場(chǎng)地土洞弱發(fā)育。土洞高度在2.30 m～32.30 m間。土洞埋深在57.80 m～72.60 m之間，其中埋深在50 m～60 m的1個(gè),60 m～70 m的3個(gè)，70 m～80 m的1個(gè)，土洞多分布在灰?guī)r面上，在地表下60 m～70 m分布最多，占總數(shù)的60%。土洞充填率為5/5=100%，為軟塑和流塑狀含礫粉質(zhì)粘土充填。各土洞分布情況詳見(jiàn)表2。

表2 土洞分布表

1.6.3不良地質(zhì)作用發(fā)展趨勢(shì)和危害程度

根據(jù)《1/2.5萬(wàn)龍巖盆地供水水文地質(zhì)勘探報(bào)告》和本次鉆探資料表明，受區(qū)域構(gòu)造影響，場(chǎng)地巖體破碎、裂隙發(fā)育，為地下水的良好通道，特別是可溶性的巖石破碎帶是地下水活動(dòng)較強(qiáng)烈地段，導(dǎo)致巖溶發(fā)育；基巖中有良好的排水通道，地下水的頻繁變化活動(dòng)作用使得地下水對(duì)松軟土體產(chǎn)生潛蝕、搬運(yùn)作用，使得在巖土交界面處易發(fā)育土洞，當(dāng)土洞發(fā)育至一定程度則易產(chǎn)生塌陷。根據(jù)綜合分析，該區(qū)域?qū)儆谕炼慈酢械劝l(fā)育區(qū)，可能發(fā)生塌陷，其危害程度較大。

該場(chǎng)地屬于覆蓋型灰?guī)r的巖溶弱發(fā)育的不良地質(zhì)作用分布區(qū)域。溶洞頂板巖體基本質(zhì)量等級(jí)一般為Ⅲ級(jí),Ⅳ級(jí)，由于擬建物的荷載較大，應(yīng)考慮巖溶的不穩(wěn)定影響。

2 基礎(chǔ)型式及持力層的建議

根據(jù)擬建物特點(diǎn)及所處地段工程地質(zhì)條件，擬建物地基基礎(chǔ)和基礎(chǔ)型式方案分析如下：

擬建的建筑物地上為27層～34層(地下1層地下室)，建筑高度地上為79.45 m～99.75 m(地下室1層，高度為5 m)，平均荷載為600 kN/m2,擬采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，對(duì)差異沉降敏感。

根據(jù)場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件、擬建建筑物荷載及上部結(jié)構(gòu)等情況，主樓挖至坑底后出露的土層以③卵石、④含卵石粉質(zhì)粘土和⑥含碎石粉質(zhì)粘土層，各層承載力不能滿(mǎn)足擬建主樓荷載要求，不具備天然地基條件，需采用樁基礎(chǔ)或經(jīng)地基處理后采用筏板基礎(chǔ)。

建筑物單柱荷載較大，上部土層承載力無(wú)法滿(mǎn)足采用天然地基的要求。且基巖面變化較大，巖溶弱發(fā)育?；鶐r埋深大于60.00 m。由于巖石太深，嵌巖端承樁不可行，建議采用樁土復(fù)合地基或樁筏基礎(chǔ)方案。因土層中含較多的碎石、卵石，打入式樁施工難度大，建議采用沖(鉆)孔樁與地下室底板下的③卵石等地層構(gòu)成樁土復(fù)合地基，采用片筏基礎(chǔ)(或采用樁筏基礎(chǔ))，樁端持力層可選④含卵石粉質(zhì)粘土和⑤含碎石粉質(zhì)粘土，局部⑤粉質(zhì)粘土層，有效樁長(zhǎng)建議按35 m～45 m左右控制，樁徑采用1 000 mm左右。

基坑底出露的土層有③卵石、④含卵石粉質(zhì)粘土、⑥含碎石粉質(zhì)粘土，由于下部存在土洞，對(duì)基礎(chǔ)的穩(wěn)定不利，應(yīng)對(duì)土洞進(jìn)行地基處理(如低壓注漿)。

3 結(jié)語(yǔ)

巖溶區(qū)場(chǎng)地土層中有土洞和溶洞，對(duì)地基的穩(wěn)定性有一定的影響，對(duì)場(chǎng)地的巖溶、土洞進(jìn)行有效補(bǔ)強(qiáng)后(采用樁基或地基處理)，可消除土洞、溶洞和軟弱土層對(duì)地基穩(wěn)定性的影響，地基經(jīng)處理滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后，采用經(jīng)濟(jì)適宜的基礎(chǔ)型式，為今后的勘察設(shè)計(jì)工作中，在同類(lèi)場(chǎng)地條件下提供一點(diǎn)勘察設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

[1] GB 50021—2001,巖土工程勘察規(guī)范(2009版)[S].

[2] GB 50007—2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JGJ 72—2004,高層建筑巖土工程勘察規(guī)程[S].

Introductiontokarstareaasitegeotechnicalconditionsandbasictypeofadvice

LuoJunyu

(FujianProvince121GeologicalTeamEngineeringSurveyInstitute,Longyan364000,China)

Introduced the extent of the distribution of soil holes and karst caves, the depth of burial and its development are of great harm to the building foundation and foundation. Through some engineering examples of karst area of strata distribution and the analysis of the engineering geological properties, put forward the building foundation type selection, the foundation design has a certain reference value to the similar area.

covering type karst, engineering geological characteristics, foundation type selection

P642

A

1009-6825(2017)26-0066-02

2017-07-04

羅均宇(1967- )，男，高級(jí)工程師