淺談管樁在巖溶地區(qū)中的應(yīng)用

1、<p>　　淺談管樁在巖溶地區(qū)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要:結(jié)合廣西玉林玉林國際商貿(mào)城工程實例，對在巖溶地區(qū)管樁適用性及常出現(xiàn)問題，提出一些建議及質(zhì)量控制措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：管樁基礎(chǔ)；石灰?guī)r；應(yīng)用 </p><p>　　Abstract: combining the yulin guangxi wood international

2、trade city project examples, in the karst area pile applicability and often appeared problems, this paper puts forward some Suggestions and quality control measures. </p><p>　　Keywords: pile foundation; Lime

3、stone; application </p><p>　　中圖分類號：U656.1+14 文獻標識碼：A文章編號： </p><p>　　廣西玉林地區(qū)下臥基巖主要為石灰?guī)r,所以，在玉林地區(qū)采用的樁基中，絕大部分為灌注樁，預(yù)應(yīng)力管樁很少。近幾年,隨著房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展，預(yù)應(yīng)力管樁在玉林地區(qū)的應(yīng)用得以不斷推廣，主要是管樁具有施工快、成樁質(zhì)量可靠、污染少、噪聲小和成本相對較低等特點。但在玉林巖溶地

4、區(qū)，石灰?guī)r基本為微風(fēng)化基巖，巖面起伏變化大，對于巖面傾斜坡度較大地段，樁端位于傾斜堅硬石灰?guī)r面上,給管樁的設(shè)計與施工帶來了較大困難，樁基出現(xiàn)較多質(zhì)量事故。如何處理？本文根據(jù)工程實踐，對管樁在巖溶地區(qū)應(yīng)用進行探討分析，并針對不同的情況提出相應(yīng)的措施。 </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　玉林國際商貿(mào)城一期工程位于玉林市玉州區(qū)二環(huán)北路

5、城西片區(qū)，占地1500畝，分A、B、C、D區(qū)地塊，擬建子項目包含有商鋪、招商中心、獨立交易展示區(qū)、綜合展示中心、辦公樓等。根據(jù)工程建設(shè)計劃，先建設(shè)A區(qū)招商中心、B區(qū)、C區(qū)，擬建建筑物高3～5層，框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計采用錘擊管樁基礎(chǔ)，樁端置于石灰?guī)r面上。 </p><p><b>　　2地質(zhì)情況 </b></p><p>　　場地屬于清灣江二級階地，上覆土層主要為沖洪積成因的

6、黏性土、砂土，下伏基巖為下伏基巖為泥盆系中統(tǒng)東崗嶺階石灰?guī)r。根據(jù)A區(qū)招商中心地質(zhì)勘察報告，場地巖土層劃分及 </p><p>　　特性如下： ①人工填土：灰黃色，主要為黏性土,松散，承載力特征值fak=70kPa，該層分布于整個場地，層厚0.30～2.00m，②耕土：灰色，較軟，揭露厚度0.30～0.70m，承載力特征值fak=80kPa，分布于整個場地；③黏土：黃褐色，可塑狀，承載力特征值fak=150kPa，

7、局部分布，層面埋深1.20～2.50m，平均厚1.60m；④粉質(zhì)黏土：黃褐色，可塑狀，承載力特征值fak=140kPa，局部分布，層面埋深0.50～2.10m，層厚0.40～2.90m；⑤粗砂：灰白色，飽和，松散，嚴重液化，承載力特征值fak=80kPa，該層場地大部分有分布，埋深1.10～3.80m，揭露厚度懸殊介于2.90～9.90m；⑥石灰?guī)r：灰白色，微風(fēng)化，堅硬，較完整，淺層溶洞、溶蝕破碎一般發(fā)育，承載力特征值fak=7000k

8、Pa，分布于整個場地，層面埋深2.50～43.0m； </p><p>　　地質(zhì)報告對天然地基與樁基進行了評價，評價認為場地不宜采用管樁，適宜采用沖孔灌注樁（墩），結(jié)論建議采用水泥攪拌樁進行地基處理，采用復(fù)合地基作為基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)形式采用條形基礎(chǔ)。 </p><p>　　B區(qū)地質(zhì)情況與A區(qū)基本一致，C區(qū)基巖埋藏相對較深為12.00～43.0m，局部大于45m，但在勘探中，因受建設(shè)方要求勘

9、探深度≤15.00m的限制，大部分鉆孔深度為15.00m，未鉆到石灰?guī)r面，且6m以下基本為松散液化中粗砂、礫砂層。 </p><p><b>　　3樁基設(shè)計 </b></p><p>　　建設(shè)單位為了追求施工速度，不采納地質(zhì)報告建議，要求設(shè)計單位采用管樁，而設(shè)計單 </p><p>　　位為廣西區(qū)外某設(shè)計院，對在巖溶地區(qū)進行管樁設(shè)計經(jīng)驗不足，采

10、納了建設(shè)單位的意見，設(shè)計為管樁基礎(chǔ)，直徑為φ=400 ，要求樁端為石灰?guī)r面，其中石灰?guī)r的樁端土的極限端阻力標值qpk=10000kPa，采用錘擊法進行施工。 </p><p><b>　　4施工情況 </b></p><p>　　樁基施工隊根據(jù)建設(shè)方和設(shè)計要求進行施工,施工情況如下: </p><p>　　A區(qū)招商中心施工情況:已施工50根樁后

11、，有25根斷樁，6根斜樁，承載力不滿足要求，不合率達62%。B區(qū)未施工；C區(qū)綜合展示中心樁基施工情況：施工76根樁，有6根斷樁，有6根樁樁長達35m尚未到基巖面，且承載力未滿足承載力要求。 </p><p><b>　　5設(shè)計變更 </b></p><p>　　首先建設(shè)單位委托勘察單位進行了補充勘察。根據(jù)補充地質(zhì)資料，A區(qū)招商中心出現(xiàn)斷樁位置基巖埋藏深度與原勘察報告提

12、供的基本一致為2.50～7.00m，但同一基礎(chǔ)內(nèi)巖面起伏變化大，為1～3m不等；C區(qū)綜合展示中心出現(xiàn)斷樁位置基巖埋藏深度7.00～8.00m左右，同樣同一基礎(chǔ)內(nèi)巖面起伏變化大；而樁長超長未達承載力要求的6根樁位置，基巖埋藏深達40.00～45.00m,樁端落在液化砂土上，且樁周大部分為嚴重液化砂土。 </p><p>　　根據(jù)補充地質(zhì)資料，結(jié)合施工實際情況，對基礎(chǔ)設(shè)計進行了變更： </p><

13、p>　?。?）對于尚未施工的B區(qū)變更采用墩（灌注樁）基礎(chǔ)。因A區(qū)招商中心和C區(qū)已進行管樁施工，仍繼續(xù)采用管樁基礎(chǔ)，在斷樁位置，充分利用所斷裂在下部土層樁體進行壓樁。 </p><p>　?。?）考慮到樁端受到石灰?guī)r面傾斜影響，在管設(shè)計中對于傾斜石灰?guī)r的樁端極限端阻力標值qpk由原10000kPa改為5000kPa進行設(shè)計。 </p><p>　　（3）以靜壓法施工代替原設(shè)計的錘擊法，

14、同時降低單樁承載力的要求，樁徑由φ=400mm變更為φ=500mm。 </p><p>　?。?）為了消除石灰?guī)r面陡坡對樁基長期穩(wěn)定性的影響，要求靜壓樁施工時，壓樁壓力為樁承載力特征值的3.0～3.5倍。但對于樁長短于9m的管樁，特別是已施工的A區(qū)招商中心中樁長為4～6m的管樁，壓樁壓力改為樁承載力特征值的2.5倍。 </p><p>　　6 設(shè)計變更后的施工質(zhì)量情況 </p>

15、<p>　　設(shè)計變更后，管樁工程按以上要求施工后，斷樁率大大降低，樁不合率由原62%降至6％左右，其中在石灰?guī)r埋藏深度小于9m的地段斷樁率較高達10%，在石灰?guī)r埋藏深度為15m左右的地段斷樁率約為5%，而在石灰?guī)r埋藏深度為20m以上的地段斷樁率約為1%。斷樁經(jīng)補樁后，經(jīng)驗樁全部合格。 </p><p><b>　　7工程實例分析 </b></p><p>

16、;　　管樁在廣西玉林石灰?guī)r地區(qū)應(yīng)用較少，建設(shè)方、設(shè)計方與施工方的經(jīng)驗不足，造成了上述工程管樁斷樁量較大，建設(shè)方邀請玉林相關(guān)設(shè)計單位和勘察單位相關(guān)專家進行多次討論，基礎(chǔ)設(shè)計和施工也經(jīng)歷了多次修改。根據(jù)本工程情況，分析其原因主要有如下幾點： </p><p>　　(1)地質(zhì)資料原因：應(yīng)對每個基礎(chǔ)進行施工勘察；地質(zhì)情況不夠詳細，致使原設(shè)計使用了不合理的設(shè)計參數(shù)(如石灰?guī)r的極限端阻力取值)和施工技術(shù)要求，也給施工方對基巖

17、控制造成了一定難度。 </p><p>　　(2)設(shè)計原因：未采納地質(zhì)報告建議，服從業(yè)主意見采用管樁；對石灰?guī)r地區(qū)沒有設(shè)計經(jīng)驗，未對巖溶地區(qū)管樁適用性進行充分論證，采用施工方法及個別設(shè)計參數(shù)不符合實際。 </p><p>　　(3)施工原因：缺少巖溶地區(qū)施工經(jīng)驗，施工前未進行試樁，遇到常易斷樁情況，未及時向建設(shè)方、設(shè)計方反映情況，及時修正施工參數(shù)。 </p><p>

18、;　　8石灰?guī)r地區(qū)管樁適宜性評價及質(zhì)量控制措施 </p><p>　　根據(jù)玉林石灰?guī)r地區(qū)管樁施工實例，綜合考慮巖溶地質(zhì)特征，對管樁在玉林巖溶地區(qū)的適宜性進行評價，并對加強質(zhì)量控制的措施建議如下： </p><p>　　(1)應(yīng)有詳細、準確的地質(zhì)資料作為保證 </p><p>　　地質(zhì)資料必須詳細、準確。采用管樁，當石灰?guī)r面埋藏較淺時，應(yīng)在詳細勘察的基礎(chǔ)上進行對每個柱

19、位布孔進行施工勘察，詳細了解石灰?guī)r分布范圍、巖面埋深、巖溶洞隙及溝槽分布規(guī)律等，為設(shè)計和施工提供全面、準確的地質(zhì)依據(jù)。 </p><p>　　(2)對石灰?guī)r場地管樁適用性應(yīng)進行充分分析評價 </p><p>　　在掌握詳細的地質(zhì)資料的情況下，應(yīng)根據(jù)場地石灰?guī)r特征和建筑物特點對管樁的適用性進行充分分析評價，不但考慮巖溶地區(qū)中巖溶發(fā)育、巖面傾斜、管樁無法嵌入基巖等對樁基長期穩(wěn)定性造成影響，同時

20、還要針對石灰?guī)r面復(fù)雜多變易造成斷樁，液化砂土、溶溝溶槽部位流塑狀淤泥等造成承載力不滿足等不良地質(zhì)因素的影響。根據(jù)工程經(jīng)驗，對于管樁巖溶地區(qū)的適應(yīng)性建議為：對于巖面埋藏深度小于6m石灰?guī)r場地，不宜采用管樁；對于巖面埋藏深度小于9m石灰?guī)r場地，多層與高層建筑不宜采用管樁基礎(chǔ)；對于巖面埋藏深度小于16m石灰?guī)r場地，高層建筑不宜采用管樁基礎(chǔ)； </p><p>　?。?）選擇適當?shù)某翗斗椒?</p><

21、;p>　　預(yù)防和控制斷樁是設(shè)計和施工的關(guān)鍵。靜壓法施工可根據(jù)樁機壓力表讀數(shù)初步確定樁承載力及據(jù)此直觀判斷樁的完整性，可以減輕巖面沖擊反力、減少斷樁，對樁身質(zhì)量控制好，所以其為巖溶地區(qū)管樁施工的首選，一般不宜采用錘擊法施工。 </p><p><b>　?。?）控制斷樁率 </b></p><p>　　在復(fù)雜多變的巖溶地區(qū)，不管是錘擊法或靜壓法施工，如何控制斷樁率

22、是關(guān)健，一般可通過如下方法進行控制：一是通過加大樁徑進行控制，采用相對較大樁徑的樁能比較小樁徑的樁有效降低斷樁率；二是增強樁的剛度，B型樁比A型管樁的抗彎折能力高，能大大減少斷樁量。對于斷樁多發(fā)地段 (石灰?guī)r面埋深較淺：9m以下及9～12m)，認為斷樁率控制在3％～7％內(nèi)為合適，它對工程總造價影響較小，且施工質(zhì)量較好控制。所以，建議巖溶地區(qū)管樁設(shè)計時，應(yīng)選擇Ф500以上樁徑以上的抗彎性能相對較高的B型管樁。 </p>&l

23、t;p>　?。?）確定靜壓樁的施工終止壓力及承載力 </p><p>　　利用加大靜壓壓力的辦法，可以一定程度消除溶洞、巖面不平坦、管樁無法嵌入基巖等對樁基長期穩(wěn)定性的影響；但為了減少斷樁，其值控制在樁身豎向極限承載力60％范圍內(nèi)為宜；單樁豎向承載力特征值取可按終止壓力除以2.5～3.5取值，當石灰?guī)r面較陡、溶洞發(fā)育時取低值；靜壓樁的承載力取值建議為：①終止壓力≤60％樁身豎向極限承載力；②單樁堅向承載力特

24、征值=終止壓力除以2.5～3.5。 </p><p><b>　　（6）選擇樁尖 </b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場試驗對比，采用錐型樁尖明顯優(yōu)于平底型樁尖。由于石灰?guī)r面起伏不平，使用平底型樁尖，容易于樁端處因支撐點不平而產(chǎn)生偏心力作用，支撐點滑移而產(chǎn)生斷樁。而錐型樁尖則有利于巖面反力居中，避免偏心，減少斷樁。 </p><p><b

25、>　　9結(jié)論 </b></p><p>　　在巖溶地區(qū)使用管樁基礎(chǔ),應(yīng)以詳細、準確的地質(zhì)資料作基礎(chǔ)，全面考慮巖溶場地復(fù)雜多變的地質(zhì)特征，充分論證其適用性；要根據(jù)不同地段不同地質(zhì)情況進行正確選擇樁型、單樁承載力、終止壓力等設(shè)計與施工技術(shù)指標；應(yīng)充分考慮巖溶復(fù)雜多變不良因素對基礎(chǔ)長期穩(wěn)定性影響、單樁承載力離散性大等不利狀況，選擇綜合協(xié)調(diào)平衡強的綜合類基礎(chǔ)類型。 </p><p&g

26、t;<b>　　參考文獻： </b></p><p>　　1《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007-2002)中國建筑工業(yè)出版社，2002. 北京： </p><p>　　2《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)中國建筑工業(yè)出版社，2008. 北京： </p><p>　　3 江正榮《建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊（第二版）》中國建筑工業(yè)出