某住宅小区岩溶地质勘察及地基处理

某住宅小区岩溶地质勘察及地基处理

1岩溶洞隙地质条件及处理措施位于新市市小岗村以北。有6栋14层楼，框架结构，地下室连接建筑面积4980平方米。平面图如图1所示。根据地质勘察报告,在场区北部、西部及西南部(A1-A5栋楼位置)下伏基岩由碳质页岩,细、粗砂岩组成,可选作持力层,因此该区域设计采用人工挖孔桩基础。在场区的东南部A6栋位置,平面尺寸为36mx33m,经过第二次详细的勘察,溶洞极其发育,遇溶率为58%,洞体顶板埋深15.80m-49.05m,洞高0.30m-18.10m,垂向上,在局部地段呈串珠发育,大部分溶洞内含粘性土及岩石碎屑。局部地段岩土界面还有土洞发育。岩溶发育区内,连续稳定的中、微风化岩埋藏深,大部分地段在50m以下。岩溶水丰富。对岩溶洞隙根据其位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件综合分析,因地制宜,采取下列处理措施:(1)当条件许可时尽量采用浅基础,充分利用上覆性能较好的土层为持力层或使基底与洞体间保留相当厚度的完好岩体。(2)当以岩石作持力层时可局部加深基础,通过钻孔灌注桩或墩穿过单个洞体,使基础荷载传递到下部完好的岩体上。(3)对已外露的浅埋洞隙可采用挖填置换,清理洞隙后以碎石或混凝土回填。(4)当顶板薄、跨度大时,可在洞底设置附加支撑以减少洞跨,也可加固洞顶,用浆砌块石嵌补洞顶岩体及洞隙边坡。(5)当洞体开口较小开挖清理困难时,可用灌浆填塞,填浆材料视要求而定,可用岩石、砂浆或混凝土,也可用小压力灌浆,加固基底下一定厚度的溶隙及破碎岩体。(6)在结构上选用有利于与上部结构共同工作,整体性好的基础型式。根据本区(A6栋位置)岩溶极其发育,连续稳定的中、微风化岩埋藏深,上覆土层有一定承载力的工程地质条件,综合考虑安全、经济等因素,决定采用片筏基础,并对上覆土层做深层搅拌桩加固。2复合地基设计2.1冲积土亚层的划分根据岩土工程勘察报告资料,地基土自上而下为:(1)、素填土:松散,新近回填,经压实,一般厚度约为3m。(2)、粘土、粉质粘土:黄红色、灰黄色,含细、中、粗砂,属冲积土,按稠度划分为软塑、可塑、硬塑及坚硬层四层,厚度约为2.7m。其中,可塑层fk=168-235KPa,qs=24KPa,硬塑层fk=280-400KPa,qs=38KPa,坚硬层fk=430-600KPa,qs=43KPa。(3)、粉土:黄红色、灰黄色,稍湿～很湿,含多量的中、粗砂,属冲积土,按其密度可分为稍密、中密、密实三个亚层,以稍密、中密为主,厚度约为3m。其中稍密层fk=145-190KPa,qs=10KPa,中密层fk=258-400KPa,qs=20KPa。(4)、粗砂:黄红色、灰黄色,很湿～饱和,含少量粘性土,属冲积土,按其密度可分为稍密、中密两个亚层,厚度约1m。其中,稍密层fk=194-236KPa,中密层fk=256-322KPa,qs=30KPa。(5)、粘土、粉质粘土:灰色、灰黑色,含少量粉细砂,为残积土,按稠度分为四个亚层,软塑、可塑、硬塑及坚硬层,以硬塑及坚硬层为主,厚度为7m,其中硬塑层fk=280-400KPa,qs=38KPa,坚硬层fk=430-600KPa,qs=43KPa。以下为基岩风化带,基岩为页岩、砂岩、石灰岩。场区静止地下水位埋深1.40-3.00m,地下水主要来源于大气降水及地表侧向渗透补给,地下水类型为孔隙潜水及基岩裂隙岩溶水。石灰岩单孔涌水量为155.2m3/d。2.2基础承载力基根据以上地质条件,设计水泥搅拌桩桩径为600mm,桩长为10m,桩顶标高为-5.5m,场地地面标高约-0.3m,为保证桩顶标高整齐,每根桩多喷0.3m,故加固深度为15.2m,搅拌加固深度达到第五层粘土、粉质粘土,其中实桩长为10.3m,空桩长4.9m。布桩基本网为1.5m×1.5m,桩位是正方形排列,中心及局部地段在正方形中心又加桩一根,使桩位呈等腰三角形排列,共有892根桩。搅拌桩设计单桩承载力为160kN,要求与桩身相同配比的室内加固土试块抗压强度不小于1.2MPa,加固后的复合地基承载力标准值fspk不小于230KPa。施工前,对软塑状粘土取样按13%、15%、17%的水泥(425#普硅)掺入量做加固试验,通过7天龄期的检测结果,决定水泥掺入量为15%,水灰比为0.5,即每米桩长水泥用量为70kg。(1)室内加固土的确定Rk=(qsupL+αApqp)(1)Rk=ηfcu,kAp(2)Rk=(qsupL+αApqp)(1)Rk=ηfcu,kAp(2)式中:qs——桩周平均侧阻力标准值,对粘性土可取12Kpa-15Kpa;up——桩径600mm截面的周长;Ap——桩径600mm截面的面积;L——水泥搅拌桩桩长;α——桩端天然地基土的承载力折减系数,可取0.4-0.6;qp——桩端天然地基土的承载力标准值;fcu,k——与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土试块无侧限抗压强度平均值。h——强度折减系数,可取0.35-0.5;所以Ra=(12×1.885×10+0.5×0.283×250)=262KNRa=0.5×1200×0.283=169.8KN>160KN满足设计要求。(2)桩间土承载力折减系数fskfspk=mRa/Ap+β(1−m)fsk(3)fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk(3)式中:m=面积平均置换率;β=桩间土承载力折减系数,其余符号同前。所以fspk=21.1%×160/0.283+0.6(1-0.211%)×250=238KPa>230KPa满足设计要求。(3)fsk式m=(fspk−βfsk)/[(Ra/Ap)−βfsk](4)m=(fspk-βfsk)/[(Ra/Ap)-βfsk](4)式中符号意义同前。3定期进行施工检查(1)施工工艺流程:桩机就位对中-正转钻进至桩顶标高-喷浆下沉搅拌至设计深度-反转提升喷浆搅拌至桩顶标高-重复喷浆下沉搅拌-重复反转提升喷浆搅拌成桩-移至下一根桩施工。(2)施工中着重对水泥掺入比、水灰比、提升喷浆速度(不大于1m/min)三个重点环节进行检查,及时解决施工中的问题。(3)中途因故停钻,接桩重复深度应大于1m,钻头直径每天由作业班长负责检查两次,发现叶片变形,直径小于58cm时应立即更新钻头。(4)因水泥浆在桩中呈柱状,形成一种夹生,复搅可明显提高加固土的无侧限抗压强度,所以采用四喷四拌的方法施工,可以保证桩体质量。(5)施工管理人员每天对完成的工程桩逐根进行质量检查评定,对不合格的桩立即返工重打,合格的交监理签认。(6)施工中,因下部土质坚硬,局部夹硬夹层,存在难以打穿的情况,因此凡桩长大于6m,无法钻进者可终孔,若小于6m,则在其旁边补钻一根桩,所以共施工了901条桩。4桩体试验方案施工完成达到龄期后,由监理公司、设计院及甲方一起选定768#、119#、129#桩进行钻探取芯试验,检查深度与施工深度相吻合,抽出的桩芯呈柱状,完整坚硬,敲击声清脆,搅拌比较均匀,桩体连续完整,岩样送试验室检测,结果符和设计要求,效果较好。选择59#、119#、129#、465#、721#、751#六条桩,由具有检测资质的单位做了静载试验,试验最大荷载为320KN,压板面积为0.5平方米,最大荷载时的最大沉降量为14mm,试验结果完全满足设计要求。在A6栋设置了八个沉降观测点,前五次观测,每次间隔一个月,第五次和第六次间隔为半年,通过一年多的沉降观测,最大沉降值为15.64mm,其中四个点的沉降观测曲线如图2所示。5b不均匀沉降浇筑(1)本住宅楼层数高,基底压力大,采用水泥搅拌桩复合地基改善土的性质,较好的控制了不同岩性、土性、不同风化程度的基岩的不均匀沉降。(2)为了控制不均匀沉降在A5和A6之间设1000mm的后浇带,等到