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浅议灰岩地区地质条件对桩基施工的影响及措施

时间:2007-07-18  来源:  浏览:4576次
由于岩溶的发育,若桩基础落在溶洞顶部当顶板厚度达不到设计要求时,就容易造成严重的质量隐患…结论综上所述,在灰岩地区进行基础方案选型及施工确实存在较大困难,必须充分了解场地的地址和水文条件全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响,合理地选择基础形式和施工措施…因此,在灰岩地区,必须要在详细的地质水文物探资料的基础上,选择合理的基础形式…
浅议灰岩地区地质条件对桩基施工的影响及措施1、岩土工程地质状况:

1.1地层分布

灰岩地区地层大致分布有:

a)人工填土层(Qml);

b)冲洪积层:分布有粉质粘土、粉土、砂、砾等。呈软塑至可塑状态,孔隙潜水量大,渗透性能好;

c)残积层(Q0’),由灰岩风化残积而成、一般为湿—饱和,流塑至可塑状态,与基岩的接触带部分由于潜水影响呈流塑状态;

d)岩层:为灰岩(大理岩)、断层、裂隙、岩溶发育,基岩面溶沟溶槽等溶蚀现象严重。

1.2岩溶发育特征

灰岩地区的岩溶发育具有一定的规律,普遍表现为:

(1)自上而下,由强变弱;基岩面上分布着溶沟、溶槽,浅部基岩岩溶发育较强,有的甚至呈串珠状自上而下分布,深部为古老溶洞,分布较少、暗河为古老溶洞连通而成。

(2)浅部溶洞充填物多,深部充填物少;充填物呈全充填一半充填一无充填,一般呈流塑—软塑状态:

(3)构造裂隙发育,地下水活动频繁地方溶洞较发育。

1.3地下水特征

灰岩地区地下水按其贼存介质可分为三种类型,即:

a)赋存于冲洪积及残积层的孔隙水,渗透性强;

b)赋存于下伏溶洞、溶蚀裂隙及暗河中的岩溶裂隙水,连通性好,水量丰富;

c)赋存于构造断裂带中的裂隙水,连通性强。

2、对基础的影响及应采取的措施

2.1对持力层的影响及措施

由于灰岩地区冲洪积、残积层渗透性能好,在孔隙水丰富的情况下,土层的强度和深基坑的支护将大受影响,降水措施也易影响周边建筑的安全,同时土洞发育也会严重影响土层的稳定性,因此,在地下潜水丰富、土洞较发育的灰岩地区,不易采用天然基础。由于岩溶的发育,若桩基础落在溶洞顶部、当顶板厚度达不到设计要求时,就容易造成严重的质量隐患。因此,在灰岩地区,必须要在详细的地质、水文、物探资料的基础上,选择合理的基础形式。对于桩基础,要进行一桩一孔的超前钻探措施,以查明桩底以上的岩溶发育情况,选择合理安全的桩底标高;至于深基础降水措施?则必须先充分了解其水文地质条件,并论证降水方案的可行性,建议采用帐幕封闭式降水。

2.2对桩基础施工的影响及措施

2.2.1人工挖孔桩基础

该基础形式由于具有易于进行持力层鉴别和孔底沉渣控制,桩底易做扩大头以增加单桩承载力,施工工期短,造价低等优点,一直被广泛采用,但在灰岩地区施工则存在以下困难:

(1)第四系的冲洪积层及残积层在富含孔隙水的情况下易形成流砂、流泥、涌水,严重影响开挖和护壁,盲目开工易造成质量隐患和影响施工安全。

(2)岩溶水、裂隙水易形成涌水。

(3)岩溶内呈流塑—软塑状态的泥质、沙质充填物严重影响护壁的稳定性和开挖施工的安全;

(4)由于地下水流通性能好,在混凝土浇捣过程中孔内水量大易引致水灰比变化或砂浆流失,造成桩身松散、离析等问题。

若采用人工挖孔桩,可采取以下措施:

(1)进行详细的地质和水文勘察,充分了解施工区的岩溶分布情况及地下水的分布情况如流向、流量、水位等。

(2)采取有效的降水措施。降水成功与否是灰岩地区能否采用人工挖孔桩的先决条件,因在地下水丰富的灰岩地区,降水非常困难,不易采用人工挖孔桩。

(3)采用钢套管护壁用于防止流砂、流泥和涌水;

(4)在孔内地下水大的情况下,采用水下灌注等措施;

2.2.2钻孔灌注桩

大直径钻孔灌注桩有工程进度快、可采用反循环大口径、不受地下水影响、施工安全可靠等优点。但在灰岩地区施工存在以下困难:

(1)软弱地层(流塑—软塑状态的凝泥层及富含地下水的残积层)易引起塌孔。

(2)岩溶内施工易卡钻、掉钻,同时岩溶内护壁困难,易造成混凝土流失;

(3)灰岩(大理岩)间硬度入嵌岩以及穿透岩容顶板教困难;

(4)钻进施工中、钻孔易沿路沟、溶槽的基岩面倾斜。

(5)孔底沉渣难于控制。

因此,在灰岩地区进行钻孔灌注桩施工。应采取以下措施:

(1)在软弱层以及溶洞内施工,可采用跟进套管护壁成孔。

(2)钻进岩石时,采用预钻孔跟进钻进法,或直接改用冲孔法成孔。

(3)溶洞、溶槽、溶沟中施工时,可采用预埋块石,保证钻头作业面强度均匀,减少成孔倾斜。

(4)加强管理,保证清渣的彻底。

2.2.3冲孔灌注桩

冲孔桩因冲击能力大,穿透力强,较易穿过岩溶顶板,不受地下水影响,桩长、桩径灵活性较大等优点,成为灰岩地区一种较理想的成桩形式,但施工也存在以下困难:

(1)软弱层泥浆护壁困难,尤其在岩溶内护壁易塌孔。

(2)溶沟、溶槽内施工时易卡冲斗,沿岩面易发生倾斜。

(3)冲斗的冲击易使桩尖处持力层松动。

(4)沉渣清理较困难,易降低端承力。

因此,可采取下列必要措施:

(1)软弱层以及溶洞内施工时,可采用套管护壁成孔;

(2)溶沟、溶槽内施工时,可采用预埋块石,保持冲斗的作业面强度均匀,以减少孔斜和卡冲斗;

(3)终孔处采用轻冲,清渣可采用跟进探头,用以检查沉渣情况。

3、结论

综上所述,在灰岩地区进行基础方案选型及施工确实存在较大困难,必须充分了解场地的地址和水文条件、全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响,合理地选择基础形式和施工措施。从各种基础形式来看,端承桩是比较安全的;在降水成功的条件下,人工挖孔桩是较快速经济的;若降水不成功,则钻、冲结合的孔校是最安全可靠的。

(萧俭广)

来源:水利工程网

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