巖溶地區(qū)高層建筑樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計及施工措施

王儒軍

（中信建筑設(shè)計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

對于高層、超高層建筑，垂直荷載與水平荷載都比較大，很多時候天然地基的承載力并不能滿足建筑基礎(chǔ)的設(shè)計要求，同時由于巖溶地區(qū)地基本身不穩(wěn)定，建筑基礎(chǔ)更適合采用樁筏基礎(chǔ)。因此，探討巖溶地區(qū)高層建筑樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計及施工措施具備顯著的實踐價值。

1 巖溶地區(qū)高層建筑樁筏基礎(chǔ)設(shè)計要點

對巖溶地區(qū)而言，樁基設(shè)計的基礎(chǔ)原則，應(yīng)當(dāng)以鉆孔樁或者沖孔樁為主。對于單樁荷載相對較大、巖層埋深比較淺的情況，應(yīng)當(dāng)采用嵌巖樁或者墩基礎(chǔ)設(shè)計。對于基巖面存在比較大的起伏特征時，應(yīng)當(dāng)采用摩擦型的灌注樁［1］。巖溶發(fā)育相對比較弱并且基巖面起伏不突出、上覆土層相對比較厚且土質(zhì)良好的情況下，可以采用預(yù)應(yīng)力管樁。

根據(jù)巖溶地區(qū)的地質(zhì)特征，樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計要點主要在以下三個方面，首先是樁基的布置，應(yīng)當(dāng)盡可能讓樁群承載力的合力點和豎向永久荷載的合力點重合，以使樁基受力均勻并且有比較大的抗彎模量。其次是對于剪力墻結(jié)構(gòu)的樁筏基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)將樁盡量布置在剪力墻下。最后是對于嵌巖樁，嵌入傾斜的完整的或較完整巖的全斷面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m，傾斜程度應(yīng)當(dāng)超過30%的中風(fēng)化巖，按照傾斜度和巖石的完整性適當(dāng)添加嵌巖的深度，嵌入平整、完整的堅硬和較硬的巖，嵌巖深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。

借助作者巖溶地區(qū)高層建筑的設(shè)計與施工經(jīng)驗，下面總結(jié)幾點關(guān)于樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計原則：1）樁基設(shè)計期間應(yīng)當(dāng)以樁超前鉆及相關(guān)地址資料作為基礎(chǔ)，明確樁基的長度［2］；2）在樁基直接落在腐蝕并且存在嚴(yán)重裂縫的溶洞頂板時，應(yīng)當(dāng)按照摩擦樁進(jìn)行設(shè)計和計算，并且不考慮溶洞頂板端承作用。當(dāng)沒有腐蝕、裂縫的持力層時，可以在復(fù)核溶洞頂板受力的同時確保安全富裕度，應(yīng)當(dāng)盡可能控制在3m到4m左右的微風(fēng)化完整頂板，并嚴(yán)格參照樁基底部的溶洞頂板最小控制厚度；3）針對獨立存在的溶洞，應(yīng)用片石或者是壓漿的方式進(jìn)行填塞，并在使用中確?？斩床课灰呀?jīng)被完全填充，并做好對溶洞中樁的摩擦阻力分析；4）針對串通與大型的溶洞，需要考慮是否存在流塑狀物質(zhì)，并采用并鋼護(hù)筒的方式處理；5）針對串珠樁溶洞可以應(yīng)用片石、壓漿等方式進(jìn)行填充，如果并沒有完整的基巖持力層，可以根據(jù)摩擦樁方式進(jìn)行設(shè)計［3］；

2 巖溶地區(qū)高層建筑樁筏基礎(chǔ)施工要點

2.1 做好施工前期準(zhǔn)備工作

首先，需要對巖溶場地做好全面性的考察，建筑工程的樁基工程屬于隱匿性工程，在遇到溶洞時應(yīng)當(dāng)做好施工問題的分析。如果某一個環(huán)節(jié)存在問題，且處理不妥善便會導(dǎo)致掉鉆、漏漿甚至是坍塌的風(fēng)險，對施工質(zhì)量會造成嚴(yán)重影響。對此，樁基礎(chǔ)施工前期必須做好對巖溶場地的全面性、細(xì)致性的勘查，按照整個區(qū)域內(nèi)的地基適宜性、穩(wěn)定性做好客觀評價，同時做好施工措施、流程的優(yōu)化，確保施工工作順利開展。同時還需要做好施工前的場地平整處理，做好鉆孔的施工平臺控制，在對于巖溶場地勘查的基礎(chǔ)工作，樁基礎(chǔ)施工前期應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況來調(diào)整。溶洞情況比較復(fù)雜的地區(qū)，泥漿池應(yīng)當(dāng)適當(dāng)擴(kuò)大，從而滿足施工現(xiàn)場對于泥漿的需求量。

2.2 施工處理方案

如果巖溶地區(qū)溶洞的腐蝕程度不明顯，但是溶洞當(dāng)中存在填充物或者無裂縫形成，此時可以借助直接沖孔的方式進(jìn)行施工處理。同時，在施工中應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加泥漿的使用比例，實現(xiàn)對孔壁的保護(hù)作用。溶洞穿孔的過程中應(yīng)當(dāng)對泥漿做好密切的觀察，如果存在漏漿問題，應(yīng)當(dāng)在第一時間用黏土進(jìn)行填充處理，做好補(bǔ)漿施工。假如溶洞發(fā)育情況比較差，溶洞當(dāng)中沒有填充物，此時便可以提升埋設(shè)深度，同時在溶洞頂板1到2米的范圍內(nèi)做好短進(jìn)尺，并注重對漏漿問題的觀察，如果存在漏漿則應(yīng)及時采用補(bǔ)漿施工處理。如果溶洞發(fā)育情況較好，并且存在明顯的裂縫發(fā)育，此時若出現(xiàn)漏漿則會呈現(xiàn)漏漿量比較大的情況，對此，可以應(yīng)用全互通的方式進(jìn)入到巖層頂部，規(guī)避因為泥漿量過大導(dǎo)致覆蓋層坍塌的問題發(fā)生。

在具體施工中也可以借助加裝鋼護(hù)筒的方式進(jìn)行樁基處理。對于普通的溶洞，也就是2到3米以內(nèi)深度的溶洞，可以采用填充法，由專人密切關(guān)注孔洞內(nèi)的水位變化，一旦泥漿面出現(xiàn)下降則應(yīng)當(dāng)及時補(bǔ)充泥漿，并維持孔洞內(nèi)水位壓力，預(yù)防踏空。在漏漿后回填片石與黏土，片石與黏土的比例在3：1左右。在泥漿遺漏問題消失之后觀察24小時，并在情況恢復(fù)之后繼續(xù)沖孔。對于中、小型溶洞串聯(lián)的問題，可以應(yīng)用普通溶洞處理方式進(jìn)行，采用溶洞當(dāng)中孔隙比較小的幾個層，以分層溶洞填充的方式維持整體持力層，并確保樁基達(dá)到相應(yīng)的承載力需求。對于大溶洞，也就是3米以上的溶洞，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用加裝鋼護(hù)筒的方式進(jìn)行施工。

3 結(jié)語

綜上所述，巖溶地區(qū)的高層建筑樁筏基礎(chǔ)設(shè)計與施工非常重要，在施工期間需要做好多方面不安全因素的總結(jié)分析，并根據(jù)實際施工項目的特征做好針對性的施工質(zhì)量控制。不斷的總結(jié)各個工程項目的樁筏基礎(chǔ)施工經(jīng)驗，針對當(dāng)前建筑樁基工程的設(shè)計與施工理論，做好針對性的技術(shù)改進(jìn)，從而為高層建筑提供可靠的樁筏基礎(chǔ)，提高整個建筑的安全性和經(jīng)濟(jì)性。