复杂地质条件下桩基施工问题分析及基础选型.pdf

复杂地质条件下桩基施工问题分析及基础选型 邓绍超肖玉明唐光暹唐长东 广西建工集团有限责任公司 南宁 5 3 0 0 1 2 摘要 以南宁市某工程场地为例 对现场桩基础施工时遇到的问题进行了原因分析 并通过对复杂地质条件下的基础 进行分析选型 确定了 C F G 水泥粉煤灰碎石桩 褥垫层 的地基处理方式 结果表明 本工程所采用的地基处理 方式合理 施工后的桩基效果良好 可供相关工程参考 关键词 复杂地质 岩溶地区 桩基础 基础选型 CF G桩 中图分类号 T U 7 5 3 3 文献标志码 B D OI 1 0 1 4 1 4 4 j cn k i j z s g 2 0 1 5 0 6 0 0 6 P r o b le m An a ly s is o f Pile Fo u nd a t io n Co ns t r u ct io n Und e r Co mp lica t e d Ge o lo g ica l Co n d it io n a n d Fo u nd a t io n Ty pe S e le ct io n DENG Sh a o ch a o XI AO Y u mi n g T AN G Gu a n g x i a n T ANG Ch a n g d o n g Gu a n g x i Co n s t r u ct i on En g i n e e r i n g Gr o u p Co L t d Na n n i n g 5 3 0 0 1 2 1 工程 概况 1 1 项 目概 况 某工程位于南 宁市平乐大道东侧 由2 栋L 形塔楼和裙 楼组成 建筑面积 1 2 8 7 3 5 IT I 结构类型均为地下室3 层 地上2 3 层的核心筒 框架结构 总高度9 9 9 5 m 原基础形式 设计为单桩单柱 设计共布设工程桩3 1 3 根 采用旋挖桩机 灌注成型 1 2 地 质条件 整个场地土层分布大致为7 层 依次为第四系素填土 残积硬塑含碎石黏土 碎石 硬塑黏土 可塑黏土和泥盆 系上统较破碎石灰岩及较完整石灰岩 场地覆盖层主要为 第四系人工填土 第 四系残积黏性土及碎石土 最大厚度 5 1 9 0 m 下伏基岩为泥盆系上统扁豆状石灰岩 岩层产状 较平缓 岩体上段岩溶较发育 岩体较破碎 下部岩体较 完整 基岩面起伏变化大 场地地质条件复杂 1 3 水 文地质 本工程地下水主要为第四系覆盖层 中的上层滞水及深 部扁豆状灰岩 中的岩溶裂隙水 其中上层滞水主要赋存于 素填土 层及残积含碎石黏土层上部 水量较小 岩溶裂 隙水主要赋存 于石灰岩 的溶蚀裂隙及洞穴中 溶蚀裂隙水 位 水量主要受岩溶贯通程度的影响而变化较大 2 现场实际施工遇到的问题 在施 工过程 中 发 现 已施工 的工程桩 出现大量 的问 作者简介 邓绍超 1 9 5 6 一 男 硕士 高级工程师 通信地址 广 西南宁市朝阳路4 9 号 5 3 O 0 1 2 收稿 羁期 2 0 1 S I 4 1 7 衄建 筑 拖 工 第 3 7 卷 第 6 醐 题 主要表现在 1 根据规范要求进行桩基静载试验 发现静载试验的 1 2 l3 桩试验荷载均未达到设计要求 具体表现在加载到 第7 级时 桩头 已没人土层 桩端下存在未探明的溶洞 而 桩身混凝土强度等级 完整性均达到规范和设计要求 2 对于裙楼及纯地下室部分 已施工 的1 4 6 根桩 抽取 1 5 根桩的钻芯结果表明 1 5 根桩均未进入较完整岩层 且 有的桩底尚有较厚黏土层 3 在施工过程中 因本工程地质条件复杂 超前钻试 验未能准确反映地底岩层情况 桩施工时 桩端实际到达 完整岩的标高与地勘资料相差甚大 导致部分桩底持力层 厚度无法满足 不小于3 d 或5 m 的设计要求 4 编号为1 3 4 1 3 6 1 3 8 工程桩孔按原设计方案采用 旋挖机成孔至设计桩底标高后 因与超前钻报告提供的完 整岩面标高不相符而暂停施工 以上3 根桩未进行钢筋笼安 放 与混凝土浇筑时间问隔近1 个月 3 原因分析 1 地质复杂 超前钻试验未能准确反映地底岩层情 况 因前期 未按相关要求进行加 密钻探孔 导致未 能真 实 全面地探明场地 的地质情况 后结合详勘和一桩多孔 的超前钻勘察报告成果揭示 项 目场地岩溶地质发育 基 岩起伏大 石芽 溶沟 溶洞 鹰嘴发育较多 地下水多 为岩溶裂隙水 稳定水位位于基坑底2 0 2 8 m 2 现场地勘结果显示 对于桩底取芯得出的部分呈褐 红色性状的岩石 竖向裂隙发育 不能判断与灰色完整岩 石的强度是否一致 是否能作为持力层 3 实际施工时 旋挖机施工 只按照设计 深度进行施 望 望 堂 三 室 塞 查 墨 窒 墨 兰 三 望 坌 塑 兰 兰 工 现场钻进达到设计标高时没有取芯查看是否已进入完 整岩 4 由于地质复杂 主楼桩桩径较大 桩长较深 有的 大于5 0 m 旋挖机成孔至设计桩底标高后与地勘资料不 符时 如继续成孔施工会遇到无法成桩浇筑情况 且存在 安全隐患 4 基础选型分析及效果 4 1 方案对比 工程基础持力层强度不均匀 性质变化较大 则难以 满足建筑物对地基承载力的要求 鉴于现场地质情况的复 杂性 基础工程 的继续推进有3 种备选方案 一柱一桩的原 桩基础 桩筏基础 复合地基 筏板基础 3 种基础方案分 析对比如表1 所示 表 1 3 种基础 方案对 比分析 基础 桩基础 原设计 桩筏基础 复合地基 方案 旋挖施工 筏板基础 1 未施工桩可能再度循 可迅速开展地基处理 工期 环出现前阶段问题 若确定桩端持力 工作 可以把握工 要求 2 已旌工桩处理复杂 层 可继续施工 期 但较桩筏基础工 无法判断工期 工期较短 期较长 1 未施工桩桩底基岩情 况无法判断 存在质量隐 已施工桩可靠性难 地基改良能满足主楼 质量 患 须进一步探明 以判断 设计上难 核心筒部位的大荷载 方面 2 已施工近2 0 0 根桩可靠 以把握可分担的荷 承载力要求和整体不 性难以判断 必须处理 载 可能存在质量 均匀沉降要求 质量 否则存在质量隐患 隐患 可靠 1 必须追加勘探投入和 成本 已施工桩的处理费 增加了原设计底板 需要进行地基改良 分析 2 J 由于大面积施工无法 的厚度 增加投 增加了原设计底板厚 展开 机械设备和人员会 资 度 较桩筏基础增加 大量怠工 2 部分费用 1 未施工桩地质勘察成 桩筏基础中桩 土 难点 果必须客观准确 能指导 筏共同作用机理非 地基改良要满足主楼 分析 施工 但实际难以做到 常复杂 设计难度 核心筒部位大荷载承 2 已施工桩处理后的验 相对较大 设计人 载力要求和整体不均 匀沉降要求 证较困难 员难以掌握 针对上述3 种方案 从工期 质量 安全 经济等方面 进行 比对之后 认 为如果采用一柱一桩的原桩基础的设计 方案 继续探明桩底情况非常困难 导致工期和投资损失 必然加大 而采用复合地基形式或桩筏基础形式 则更符 合本工程建造实际 更能满足工程安全 质量 快速和较 低成本的要求口 4 2 方案确 定 1 如果采用桩筏基础 则施工桩基时 部分孔深要达 t 1 5 o m 以上 面临前述桩基施工存在的问题 同时 以 目 前国内的施工技术水平来说 将会导致很多技术难题 如 溶洞的处理 顶板厚跨 比值和完整程度的确定 泥浆浓度 过大可能引起的孔底沉渣过厚和钢筋保护层不足 泥浆污 染等 2 考虑到1 楼 2 楼筏板底部地基岩土主要为硬塑黏 土 碎石土 硬塑一 可塑黏土及破碎 较破碎石灰岩 硬塑 黏土 碎石土 硬塑一 可塑黏土承载力较低 破碎 较破碎 石灰岩具有一定的承载力 场地地基岩土分布不均匀 性 状变化较大 采用天然地基筏板基础时 地基岩土的强度 及变形难以满足要求 故确定采用复合地基处理方式以提 高地基承载力 3 复合地基筏板基础具有整体稳定性强 协调变形等 优点 1 楼 2 楼 的基础形式可选用复合地基 筏板基础 处理后的复合地基应进行静载荷试验 复合地基需经检测 合格 满足设计和规范的相关要求 4 如采用复合地基形式处理 以采用较大直径C F G 桩 处理工艺为例 选取合适 的置换率 采取相应 的技术 手段 可 以做到确保上部结构 的承载 力要求 并能保证 建 筑的不均匀沉降要求 经初步测算 置换 桩直径可取 8 0 0 l 0 0 0 m m 混凝土强度一般为C 2 0 强度等级较低且无 需配筋 主楼的原较厚承台也能适当减少厚度 综上所述 最终确定2 栋塔楼采用 C F G 桩 褥垫层 的方式进行地基处理 基础类型均为筏板基础 桩顶钢筋 与筏板采取柔性连接 最终本工程共设计1 1 5 1 根C F G 桩 桩径6 0 0 m m 桩长为 1 1 9 2 8 5 1 11 由于其中的残积硬塑含 碎石黏 Q 3 e 1 层含有分布不规则的硬度较高的石灰岩 造成在地基处理 的C F G 桩基施工 中 普通桩机f 包括旋挖钻 机 长螺旋桩机 等 难 以有效穿透 需要潜孔锤凿岩引孔 6 0 0 根 4 3 基础施工效果 确定 C F G 桩 褥垫层 的地基处理方式后 采用风动 潜孔锤凿岩引孔施工 现场实际采用2 台2 5 型长螺旋设备进 行施工 实际施工仅用3 0 d 完成了现场作业 采用该施 工 方法 既满足设计和施工要求 又缩短了工期 C F G 桩施 工后 经检测施工质量良好 满足规范和设计要求 5 结语 在岩溶发育地区 由于岩体较破碎 基岩面起伏变化 大 场地地质条件复杂 超前钻勘探点不可能摸清整个场 地 的具体情况 桩基施工时 桩底高程很难确定 施工质 量难以控制 合理的基础选型是工期和质量的保证 参 考 文 献 I 1 朱俊峰 方从 启 超深层岩溶地基上桩筏基础选型及工作性状数值分 析 J l 四川建筑科学研究 2 0 1 3 1 9 2 9 6 2 顾太华