广东环达工程检测有限公司
摘要：本文针对岩溶地区，对基桩钻芯法判定桩端持力层的相关内容，进行了研究和分析，目的是根据钻芯法检测准确判定持力层的岩土性状，以此保证基桩的稳定性，也为相关工程的建设，提供基础性的保证。
关键词：岩溶地区；基桩；钻芯法判定；持力层
判定持力层岩土性状，是基桩钻芯法检测应用的重点。其实，在很多工程实践可以发现，岩溶地区的不良地质对基桩的稳定性造成了严重的影响，主要是对原生结构造成了严重的影响，其原因就是对持力层没有做出准确的判断。因此，为了保证岩溶地区基桩的稳定性，对持力层进行准确的判断是非常必要的，可以将钻芯法应用到其中，通过一系列的手段，以此对持力层进行准确的判断，为确保工程质量提供了重要的技术支持。
一、基桩
基桩是建筑工程结构中的一个专业术语，桩基础由桩和连接于桩顶的承台共同组成。同时，若是桩身埋于土中的话，那么承台地面就会与土直接接触，这样叫做低承台桩基。若是桩身上部分露出的话，承台底位于地面以上，叫做高承台桩基[1]。在工程施工的时候，选用哪种基桩类型，需要根据实际情况而决定。同时，基桩是工程建设的基础，该方面具有较强的稳定性，可以大大提升工程建设的质量。在桩基础施工完成后，需要对桩基的持力层进行检测判定，根据广东省标准《建筑地基基础检测规范》要求，每根桩所有钻芯孔均应对桩底持力层钻取不少于3D且不少于5m。
二、工程实例
以广州市花都区某桥梁工程为例，该项目采用冲孔灌注桩基础，桩长40~65m，桩径1200~2500mm。桩基础施工前每根桩均已进行了超前钻，建设单位在桩基础浇筑完混凝土28d后委托检测单位进行了桩基础检测。该项目地处岩溶地区，地质情况复杂多变，检测过程中发现部分桩桩端持力层仍然存在溶洞的现象。例如某桩设计要求桩端持力层岩土性状为微风化岩，岩石单轴抗压强度值为不小于8MPa。钻芯法检测结果为：第1孔深度26.73~28.93m为微风化灰岩、28.93~32.00m为强风化砂岩；第2孔深度26.74~26.94m为微风化灰岩、26.94~35.38m为强风化砂岩；第3孔深度26.61~26.91m为微风化灰岩、26.91~32.30m为强风化砂岩（详见图1~图3），不满足设计要求。此桩出现同一根受检桩三个钻芯孔在桩端持力层反映的岩土性状存在较大差别的现象，正是说明了该场地的地质情况相当复杂。参建各方根据钻芯法检测的结果，在该桩周围重新进行了补充勘察，勘探结果同样显示岩层变化极大。针对该桩的处理，设计单位提出该桩按废桩处理，在原桩位重新施工，并且根据补充勘察的地质报告重新确定了施工桩长。本次检测，较好地反映了桩端持力层的严重问题，为设计单位进行工程处理提供了依据，为工程质量的控制提供了重要的技术支持，保证了工程质量。
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图1：9-R1#桩第1孔 图2：9-R1#桩第2孔
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图3：9-R1#桩第3孔
三、基桩失稳的原因
岩溶地区是地质地貌的一种形态，主要包括有：溶洞、溶沟、溶槽、裂隙、暗河、石芽、漏斗及钟乳石等方面，并且岩土层也相对较为复杂，对基桩的稳定性，造成了严重的影响，出现失稳的现象[2]。下面就对岩溶地区导致基桩失稳现象产生的主要原因，展开了分析和阐述。
1、由于岩溶地区的地质条件相对较为复杂，自身的强度和承载力相对较差，进而导致基桩的稳定性相对较差，基桩发生不均匀沉降，严重影响了工程结构的施工质量。
2、岩溶地区基桩若是存在溶洞、持力层岩性、结构形式、厚度、节理裂隙等方面，稳定性就会大大下降。因此，针对该现象，需要采用钻芯法对持力层进行判断，通过检测的数据，采取相应的解决措施，以此保证基桩的稳定性。
四、持力层岩土性状判定
岩溶地区基桩钻芯法判定持力层，所包含的内容有很多，因此一定要对各个方面进行综合性的考虑，这样才能保证判定的准确性。
（一）基桩沉降
在岩溶地区基桩钻芯法判定持力层的时候，溶洞是一项重点内容，做好该方面的分析，可以对基桩的持力层进行准确性判定。那么，钻芯法判定持力层的时候，需要从以下几个方面展开。
1、在溶洞基桩钻芯法判定持力层的时候，若是工程施加荷载大小为14100KN，并且基桩持力层厚度为2m的话，就需要对其工况进行计算，图1所示[3]。同时，若是荷载和岩层处于相同的状态下，不同形状的溶洞也会产生一定的变化，进而对桩基的持力层造成了严重的影响，并且该影响是呈现圆形扩散的，逐渐向中心缩小，严重影响基桩的稳定性。该项工程在进行溶洞基桩检测的时候，发现最大位移量均出现在基桩底部，并且根据各项数据，发现溶洞对基桩的持力层造成了严重的影响。所以，需要对该方面进行调整，确保其持力层的地基承载力。
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图4：溶洞形状模拟工况计算
2、溶洞尺寸产生一定的变化，对基桩的持力层也会在造成一定的影响，主要是因为在岩溶地区若是基桩底部的变形量将逐渐趋于一个稳定值，并且若是超过一个临界值，基桩就会产生沉降，那么就会桩基失稳。但是，岩溶地区基桩钻芯法判定持力层的时候，若是没有超过临界值，就证明基桩的持力层处于较好的状态，确保基桩的稳定性。
（二）基桩位置
岩溶地区对基桩位置有着很大的影响，主要是表现为移位方面，并且基桩一旦发生移位，就会影响桩基的稳定性，对工程结构也会造成不利的影响。那么，岩溶地区基桩钻芯法判定持力层的时候，针对该方面，需要从以下几个方面。
1、一般情况下，基桩的最大移位是在桩底及溶洞顶部的位置，并且在岩溶地区基桩钻芯法判定持力层的时候，若是基桩位移距离较大的化，基桩的强度就下降，桩基就会处于失稳的状态[4]。因此，需要采用钻芯法进行探测，判定移位的大小，根据其大小判定持力层的强度。也就是说，若是移位距离相对较大的话，桩底的最大位移量就会越小。也就是向右偏于5m以后，那么桩底的位移量为1m，这样就能保证基桩的持力层趋向于稳定。
2、针对该方面，岩溶地区基桩钻芯法判定持力层的时候，若是位移变化量与桩基底部相比，其数值相对较小的话，并且基桩底部呈现扁平状的状态，那么可以证明其受力状态相对较为集中，基桩的持力层处于性能相对较为良好。岩溶地区基桩钻芯法判定持力层的时候，若是基桩和持力层的变形量相对较小，基桩的稳定性越好，为工程施工质量的提升，给予了重要的支持。
（三）基桩荷载力
需要将基桩荷载作为重点考虑的对象，主要是移位不同持力层和荷载的不同，都会给基桩的稳定性，带来不同的程度的影响，表1所示。在岩溶地区基桩钻芯法判定持力层的时候，若是持力层的厚度处于相同的话，那么若是荷载力的逐渐递增，对基桩持力层就会造成一定的影响，进而出现失衡的现象[5]。但是，若是持力层的厚度相对较大，并且处于相同荷载的作用下，底部移位逐渐呈现减小的趋势，这样在持力层厚度达到一定临界值后，竖向变形与无溶洞情况下的位移量接近，就可以证明基桩的稳定性相对较好。
表1：不同荷载及持力层厚度时基桩的影响
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结束语
由于岩溶地区的地质情况较为特殊，对基桩的稳定性的造成了一定的影响。因此，在分析基桩持力层的时候，可以将钻芯法应用到其中。本文从不同角度和方向，对岩溶地区基桩钻芯法判定持力层进行了分析和研究，只要能够准确客观的判定桩底持力层岩土性状，基桩的稳定性就相对较强，这样才能为整个工程施工质量的提升，给予重要的技术支持。
参考文献
[1]陈磊.复杂岩溶地质区桥梁基桩及持力层稳定性分析[J].粉煤灰综合利用,2019(04):68-71+79.
[2]卢博瑶,方聪,张浩,任滨贤.冲孔灌注桩工程基桩钻芯法检测分析[J].建筑结构,2018,48(S2):865-867.
[3]赵汉亮.岩溶地区基桩钻芯法和高应变法综合应用研究[J].广东土木与建筑,2018,25(03):1-3.
[4]谢代纯.基桩钻芯法与孔内摄像技术综合应用案例——以某桥梁灌注桩偏移检测为例[J].福建建筑,2017(03):85-87.
[5]吕林.提高基桩钻芯法检测中持力层岩芯采取率方法探讨[J].建筑监督检测与造价,2017,10(01):51-53.