岩溶水对桩基施工的影响分析

李江峰

广西第四地质队

摘要：桩基础作为岩溶区高层建筑常见的基础型式之一，被广泛应用于广西灰岩岩溶区建设中。然而，在桩基础施工过程中，由于岩溶区地下水较发育、基岩溶洞连通性较好、裂隙较发育而造成桩基础施工困难，本文基于广西柳州市灰岩地基桩基础施工案例，对桩基施工中的成桩方式进行分析，并对岩溶及岩溶水的危害及防治措施进行探讨，为今后岩溶区桩基施工提供一定的工程借鉴。

关键词：岩溶区；桩基础；桩护壁

1前言

本工程为高层建筑，工程场地位于广西柳州市灰岩岩溶区，桩基础能很好的适应灰岩区的基岩起伏，并能较好的穿越溶洞，使持力层具有较高的承载力和稳定性。然而，在勘察过程中揭示，场地基岩裂隙、孔隙水充沛，对桩基础施工有不利影响，本文对地下水发育的岩溶区桩基础施工出生的问题及处理措施进行分析，对类似工程有一定的工程借鉴意义。

2场地工程地质条件

为简化分析，本文在描述场地工程地质条件时，仅就场地基岩特征、岩溶发育特征及水文地质条件进行描述，不考虑场地气象条件、地质构造等因素对工程的影响，同时不再对场地地形地貌等进行赘述。场地基岩条件描述如下：

2.1基岩特征

根据桩基勘察钻探及区域地质揭示，本场地基岩为中石炭统黄龙组（C2h）灰岩，基岩埋深12～23m。基岩根据风化程度不同分为灰岩强风化层（③1层）以及灰岩微风化层（③2层）两个亚层：

灰岩强风化层（③1层）：灰白色，岩石节理裂隙发育。残余岩块表面粗糙，破碎面呈溶蚀状，层厚0.1～11m。勘察在本层中揭示溶洞洞高0.4～3.0m，多充填软塑～流塑状黏土，少数钻孔揭示为岩溶破碎带，fak=500kN。

灰岩微风化层（③2层）：灰白色，岩体完整、较坚硬，节理裂隙局部稍发育。由勘察在本层中揭示溶洞洞高0.3～6.0m，多充填软塑～流塑状黏土，少数钻孔揭示为岩溶破碎带，fak=5000kN。

场地地层特征参见图1：《地层分布代表性地质断面图》。

2.2岩溶发育特征

本场地的岩溶发育主要表现有以下特点：

⑴场地基岩岩面起伏较大，钻孔揭示岩面标高高差最大可达为9.79m。

⑵场地浅层岩溶较发育，表层灰岩风化溶蚀呈碎块状，裂隙发育，钻孔揭示强风化层厚度最大为10.0m。

⑶勘察揭示场地内灰岩溶洞中等发育。

2.3水文地质条件

下层岩溶裂隙水赋存于灰岩的孔隙、裂隙及溶洞中，接受高水头的侧向补给，具承压性。本勘察期间，测得该层地下水的初见水位埋深15.4～18.82m，水量较大。基岩裂隙水对浅基础施工无影响，但对桩基等深基础施工影响较大。

3桩施工问题分析

本工程采用端承桩，在未揭示有溶洞的桩位，桩端置于微风化灰岩上；在揭示发育溶洞的桩位，桩端应穿过溶洞以溶洞底板微风化层作为桩端持力层。由于场地岩溶发育，在桩基施工过程中产生的问题如下：

3.1桩底端基岩起伏对桩底标高的影响

场地岩面起伏较大，对于桩底是否能按照设计要求深入持力层有较大影响，从而影响成桩后的桩基受力、稳定性。

3.2开挖桩孔突水涌泥

基岩的溶洞、溶槽中多充填软塑状黏土，且其上分布软塑状红黏土，岩溶裂隙水具承压性，水量较大，桩基开挖可能发生突水涌泥。若采用人工挖孔桩施工，存在极大安全隐患。

3.3溶洞掉钻跑浆

由于场地溶洞充填物多为可塑～软塑状粘性土，在进行桩孔开挖时，由于挖桩底部基岩与溶洞处反作用力的差异，易造成挖桩机械出现掉钻的现象；此外，由于溶洞的开放性，基岩裂隙的连通性，在进行桩身混凝土灌注时，易造成浆液延孔壁四周空隙、裂隙跑浆，造成桩身灌注混凝土量大于桩体积。

4解决方案探讨

4.1成桩方式的选择

在地下水位较高并具有承压性的工程场地中，不得使用人工挖孔桩。本工程可采用冲孔灌注桩施工进度较快，并能较好穿各类土层，受地下水影响小，稳定性好，本工程可采用冲孔灌注桩，以减小地下水对桩孔开挖的影响。

4.2.桩底标高的确定

对于持力层起伏较大的情况，在确定桩底标高时，应使得桩身进入持力层的最小深度处，仍可满足规范及设计要求的深入持力层深度。

4.3岩溶处理方案分析

本工程溶洞多为小～大型的全充填溶洞，充填物主要为可塑～软塑状粘性土；此外，岩溶还以溶蚀破碎带的形式发育。对于小中型溶洞，桩基施工时可采取直接穿越成桩的方式进行处理；大型溶洞，可采取抛填片石结合灌注混凝土的方式回填并

4.4地下水处理方案

场地地下水中～大，具承压性，在桩孔开挖过程中，基岩之上的土层在地下水的作用下，易造成突泥涌水，使得孔壁坍塌，因此，在桩孔开挖过程中，应对地下水进行抽排，同时，对于基岩之上软弱土层，在桩孔开挖时，应及时采取相应的护壁措施，方式孔壁坍塌造成桩周空洞。

5结语

本工程地基为典型的灰岩岩溶区地基，在广西卡斯特地貌桩基工程中具有典型性，由于本场地地下水发育，又增加了桩基施工的复杂性和难度，本文从溶洞处理及地下水防治两方面，对桩基施工中遇到的问题及解决方案进行了探讨，为今后卡斯特场地地基桩基施工提供一定的经验参考。

参考文献

[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；

[2]《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB50021-2001）；

[3]《广西壮族自治区岩土工程勘察规范》（DBJ/T45-002-20

11）；

[4]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；

[5]1:10万《柳州市地质系列图集》（1988年，广西壮族自治区地质矿产局）。