深圳岩溶发育区某桩基工程超前钻实例分析

发表时间:2021/4/7   来源:《建筑实践》2020年第36期   作者:刘思佳
[导读] 岩溶发育地区往往地质条件复杂,基岩起伏较大
        刘思佳
        深圳市长勘勘察设计有限公司   广东.深圳518003
        【摘要】 岩溶发育地区往往地质条件复杂,基岩起伏较大,对于采用桩基础的高层、超高层建筑,详勘资料往往难以满足要求,须进行一桩一孔或一桩多孔超前钻以指导桩基施工、确保桩基工程质量。本文以龙岗世茂深港国际中心(一期公寓)项目桩基工程超期钻为例,结合相关资料,总结场地岩溶发育的一般特征,分析岩溶发育区进行超期钻的重要性和必要性。
        【关键词】 岩溶地区 桩基工程 超前钻
1、引言
        岩溶(又称喀斯特)是可溶性岩石在水的溶蚀作用下,产生的各种地质作用、形态和现象的总称。
        深圳市可溶岩主要为下石炭统石磴子组碳酸盐岩,主要分布于龙岗河、坪山河及其支流断陷谷地、盆地区以及葵涌盆地。伴随着深圳城市建设的快速发展,越来越多超高层建筑在岩溶发育区兴建,深圳地区高层、超高层建筑基础型式大多选用桩基础。岩溶发育地区一般地质条件复杂,溶洞、溶槽、溶蚀裂隙等岩溶形态发育复杂且无规律,基岩面埋深起伏大等。详细勘察阶段的地质资料往往不能满足桩基设计及施工的要求,此时就需要针对设计桩位进行超前钻,超前钻是工程勘察的不可或缺的重要阶段,利用超前钻摸清桩基的地质条件、确定桩底标高、对保证桩基施工质量、工程进度、节约投资有重要指导意义。
2、工程概况
        龙岗世茂深港国际中心(一期公寓)项目位于深圳市龙岗区大运片区龙飞大道东侧,如意路南侧,包括6栋(T1~T6栋)29层~48层公寓楼,高度约98.7m~180m,框剪结构,设置2层地下室。本项目设计采用桩基础,T1栋采用摩擦灌注桩,桩径0.8m,设计单桩承载力特征值为5000KN,T2~T6采用嵌岩桩,以微风化白云质灰岩⑧1作为桩端持力层,桩径1.2m~1.8m,设计单桩承载力特征值为13200~29800KN。
        本项目采取一桩一孔及一桩多孔的原则进行超前钻。其中T1栋摩擦桩基采用一桩一孔,T2~T6栋桩径为1.2m的嵌岩桩采取一桩一孔;桩径为1.5m的嵌岩桩采取一桩三孔;桩径1.8m的嵌岩桩,采取一桩四孔。
3、场地工程地质条件
        1)地形地貌:场地原始地貌类型为冲积台地,经人工改造场地原始地貌业已改变,整体较平坦。
        2)地质构造:本场地区域以断裂构造为主。根据《深圳地质》,本工程场区附近发育的主要断裂构造是属于北东向龙城断裂组(F125),该断裂分布于回龙埔、龙城一带,位于场地附近约0.5km,走向北东50°~60°,倾角为50°~70°;其性质为左旋斜冲,发育在下石炭统测水组中,该断裂没有全新世活动的迹象,不会对本工程场地的稳定性产生影响。
         3)根据钻探资料,本项目场地主要地层如下:
        (1)第四系人工填土层(Qml):按物质组成可分为杂填土(1-1)、素填土(1-2)和填石(1-3)三个亚层;
        (2)第四系冲洪积层(Qal+pl):勘察主要揭露有含有机质黏土(2-1)、中砂(2-2)和粉质粘土(2-3)。
        (3)第四系坡残积层(Qdl+el):主要分可塑状粉质黏土(3-1)、硬塑状粉质黏土(3-2)、可塑~硬塑状含碎石粉质黏土(3-3)和软塑状含碎石粉质黏土(3-3)。
        (4)燕山四期花岗岩(ηβ5Κ1):矿物组成主要为石英、长石,其次为黑云母等,室内定名为强绢云母化细粒黑云母花岗岩。勘察揭露其全风化带(4-1)、强风化带(4-2)。
        (5)石炭系白云质灰岩(C1):微风化白云质灰岩(5),青灰、灰白、褐红色,节理裂隙较发育,部分裂隙面充填方解石脉呈闭合状,部分裂隙面受氧化物浸染呈灰褐、褐红、浅绿等色,部分岩芯可见溶蚀裂隙凹面及溶蚀小洞,岩芯较完整~较破碎,属较完整~较破碎的较硬岩,岩体基本质量等级为Ⅲ~Ⅳ级。
         4)地下水特征:本场地场地稳定水位埋深3.50~13.40m,标高介于36.70~48.42m。地下水类型以潜水为主,主要受大气降水及地表水补给,水位变化因季节而异;此外下伏石炭系下统白云质灰岩中赋存有岩溶水,受大气降水及上层地下水补给,其涌水量大小及径流规律主要受岩溶的连通性影响较大,局部与潜水形成稳定的地下水水面,一般在溶洞发育及连通性好的地方水量较大。
4、岩溶发育情况分析
        本项目桩基工程超期钻共布完成钻孔470个,其中142个钻孔发现有土洞或溶洞等岩溶现象,岩溶见洞率为30.2%。参考详细勘察本项目6栋塔楼范围完成钻孔46个,其中10个钻孔发现有岩溶现象,见洞率为21.1%,超期钻见洞率明显高于详勘数据。具体到各栋楼的岩溶发育情况如下表(表1):

        超期钻结果与详勘资料对比显示:岩溶强发育地段详细勘察结果对桩长的预估与实际施工存在较大的差异。T4栋塔楼两者差别较大,原详细勘察该栋钻孔未揭露溶洞等,超期钻钻孔遇洞率达70%,且多为串珠状溶洞,预测施工难度增加较大。
5、超期钻效果评价
        本工程T1栋楼采用摩擦灌注桩,超期钻结果显示,该区未见溶洞、土洞等岩溶现象,后续施工可按原计划采用旋挖成孔,确保桩长等因素满足设计要求即可;其余各栋岩溶中等发育~强发育,基岩起伏较大,尤其是T4栋,串珠状溶洞较多,施工难度增大,施工单位应根据超期钻结果对桩基施工过程中可能出现的遇斜岩偏孔、遇溶洞和土洞漏浆、塌孔等不利因素做好分析预测,选择合适的施工工艺,并制定相应处理方案,采取相应的措施,合理安排进度,确保施工质量。
        通过对本项目的后期工程师驻场验桩服务,本工程超期钻较为准确的反映出各桩的地质情况,对桩长的预测较为合理,该项目桩基工程施工较为顺利,后续桩基检测满足规范及设计要求。
6、结束语
        岩溶发育区地质条件复杂,详勘资料可能与超前钻结果存在一定的偏差,因此桩位超期钻是工程勘察的重要阶段,在基础施工前按规范进行超前钻能合理预测施工的不利因素,以便合理安排工期,保障工程桩的施工质量。

参考文献
[1] 康镇江,王玉梅等 《深圳地质》[M].地质出版社,2009.
[2] GB50021-2001.《岩土工程勘察规范》(2009年版)[S].中国建筑工业出版社,2009.
[3] JGJ94-2008.《建筑桩基技术规范》 [S].中国建筑工业出版社,2008.
[4] 黄炎旋.岩溶区工程桩桩位超期钻勘察的重要性 [J].西部探矿工程,2006(6),173-174.
[5] 吴继国.岩溶发育区某小区施工勘察实例分析 [J].江西建材,2014(8),228.
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