上海市地下空间设计研究总院有限公司 上海市浦东新区 200120
摘要：岩石地基承载力高，压缩模量大，但是硬度高施工困难，基础设计时要在满足设计要求的前提下尽量选择开挖难度小，形式简单的基础形式。本文以贵阳某实际工程为例，阐述岩石地基的基础设计形式以及开挖过程中遇到岩溶、泥潭等的处理方式。
关键词：岩石地基；独基；岩石锚杆；基础形式
1、引言
岩石地基与一般软土地基相比具有承载力高、压缩模量大的特点。《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）[1]中写明：“岩石一般可视为不可压缩地基，上部荷载通过基础传递到岩石地基上时，基底压力以直接传递为主，应力呈柱形分布”，“由于岩石地基刚度大，在岩性均匀的情况下可不考虑不均匀沉降的影响”，“置于完整、较完整、较破碎岩体上的建筑可仅进行地基承载力计算”。本文结合工程实例，阐述岩石地区的基础选型，结合岩石地质施工开挖困难，选择合理的趋利避害的基础形式具有重要意义。
2、工程实例
2.1工程概况
本项目位于贵州省贵阳市观山湖区窦官村金朱西路南侧，场地北侧紧邻金朱西路，南侧紧邻轨道交通1号线，西侧临近轨道交通1号线，东侧紧邻金湖路。考虑到金朱西路是观山湖区联系朱昌百花湖风景名胜区的重要通道，是重点建设和打造的生态景观大道，对景观功能有较高要求。因此利地价值，形成以轨道交通站点及车辆段为核心的综合物业开发体系。该地块设置城市青年公寓产品。该项目地上六栋100m高的剪力墙住宅，沿地块斜向排列布置，地上建筑面积：120989.73㎡；地下为平站结合的地下二层车库，并设有三个7m宽的车库出入口，地下面积38269㎡（含人防13692㎡），平战结合建造抗力等级为核6级常6级的人员掩蔽部，属于甲类人防工程。平时作为地下车库等功能使用，战时作为二等人员掩蔽部使用。
2.2场地概况
贵州地区，地质比较复杂，建筑物一般采用岩石地层作为其持力层，但考虑相邻基岩面起伏较大，场地内局部存在溶洞区域；且地下水位标高相对较高，地下室抗浮不够，因此，基础形式既要考虑抗浮又要考虑承压，基础形式相对比较复杂，且又需综合考虑岩石施工开挖困难，因此复杂岩石地基承载力的确定对于工程建设具有重要的意义。该地区地表是规模不等的串珠状溶洞、裂隙。相邻基岩面起伏大于5m，场地内局部几个钻孔下存在溶洞区域；且地下水位标高相对较高，地下室抗浮不够。
2.3基础选型
2.3.1根据工程地质和水文地质条件，地下室底标高基本位于中风化基岩标高以内，基础采用独立基础或桩基（钻孔灌注桩）基础，基础嵌岩深度按0.5m考虑。根据地勘报告，当基础底板距离持力层小于3m时，采用独立基础；当基础底板距离持力层大于3m时，采用桩基础。
独基设计：由于地质条件起起伏伏，通过控制基础底标高来定；
桩基设计：根据《贵州建筑桩基设计与施工技术规程》（DBJ52/T088-2018），[2]表5.3.3-1注4，置于较破碎岩体上的嵌岩桩当嵌岩桩深度小于1倍桩径或1m时按（摩擦）端承桩设计，因此本工程地下室采用端承桩，不考虑侧摩阻力（大多数桩长在3~8m之间，可忽略侧摩阻力），桩端进入持力层0.5m，为方便施工，桩径与主楼一致均为1200mm。根据当地规范，桩应通长配筋；当遇到孔点下有岩洞的区域，基础需要穿过溶洞置于稳定的持力层上，根据《贵州省建筑地基基础设计规范》（DBJ52/45-2018）4.1.1条[3]，灌注桩穿越洞室的临空部分桩身、斜坡上基桩的外露部分桩身应按框架柱配筋。桩身承载力应按照《贵州省建筑地基基础设计规范》（DBJ52/45-2018）8.5.8条进行设计：
按照端承桩计算
2.3.2底板采用防水板，由于存在独立基础，当基础低于底板标高时，底板在柱下处弯矩很大，不能当做板支座，（桩基础处有柱墩，可以当做支座）因此统一考虑在柱下设置柱墩。
当柱墩下存在独基时，为方便施工，将独基与柱墩整体浇筑，做法如下：
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2.3.3独基设计
现行《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）对独立基础的设计要求是基于土质地基，必须满足地基承载力和变形的要求以及基础抗冲切、抗剪切和抗弯强度的要求。土质地基上的独基高度由冲切计算来控制，而位于岩石地基上的独基与位于土质地基上的独基有明显区别，岩石地基具有刚度大、变形小和承载力高的特点，因此位于岩石地基上的独基基础平面尺寸小，基础高度应由抗剪承载力来控制。根据《贵州省建筑地基基础设计规范》（DBJ52/45-2018）8.2.2条
进行独基截面抗剪验算：
岩石质量等级为Ⅳ级，按照《贵州建筑地基基础设计规范》DBJ52/45-2018第8.2.2-3
截面抗剪满足要求。
根据文献[5]研究可知，岩石地基上的独立基础的基底反力分布并非线性，而是由基础自身的刚度与岩石地基的刚度比决定的。基础刚度相对于地基的刚度越大时，则起的架越效果越明显。基底反力呈现两端大，中间小的应力分布。而岩石地基，则由于基础刚度相对于持力层的刚度较小，则在上部压力作用下，将会在墙柱位置出现应力集中的现象，远离墙柱，则反力越小。
2.3.4地下水位标高相对较高，地下室整体抗浮不够，本工程采用抗浮锚杆进行抗浮设计。因地势西低东高，抗浮水位根据地勘分区段取值。
（1）、抗浮锚杆的构造要求：
①《全国民用建筑工程设计技术措施》2009 （简称《技术措施》）[4]。第80页，7.3.1-5中，锚杆的长度不应小于 4m，且不宜大于 10m.。
②锚杆的间距除必须满足锚杆的受力要求外，尚需大于 1.5m。
③《岩土锚杆（索）技术规程》第5.3.1条对注浆材料有要求。
A、水泥强度应大于 32.5MPa，
B、水泥采用普通硅酸盐水泥，其质量应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB 175的要求。
C、第5.3.2条对搅拌水要求采用饮用水。拌合水的水质应复核现行行业标准《混凝土拌合用水标准》JGJ 63。
D、第5.3.3条对注浆材料采用的细骨料有要求。
E、第5.3.4条对注浆材料中使用的外加剂有要求
本工程锚杆进入中风化灰岩长度取4m；
（2）抗浮锚杆的计算
按全国民用建筑工程设计技术措施计算p81
在锚杆设计时，除验算钢筋满足抗拔承载力外还需要满足以下几点要求：一是杆体与钢筋之间的握裹力大于等于极限抗拉力；二是灌浆体和锚固岩质层之间的摩阻力大于等于极限抗拉力；三必须保证任何情况下锚固段岩质层的稳定性。
2.3.5施工过程一些问题的处理
在施工过程中，根据现场实际开挖会遇到有泥槽、溶洞等情况，设计给出三种措施：一是改为桩基础，确保桩端达到持力层；二是采用换填，此处方法对泥槽范围的准确性要求很高，且换填易导致基础受力不均匀，产生不均匀沉降，所以不是很建议采取此种方法；三是采用注浆加固。
3结束语
（1）岩石地基刚度大，承载力高，设计时可以不考虑沉降；
（2）岩石地基硬度高，施工开挖难度大，应该趋利避害，选择施工操作方便、比较简单的基础形式；
（3）岩石地基独立基础高度设计应是抗剪承载力控制，区别于至于土质地基上的独基；
（4）桩基穿越溶洞时，桩的配筋需要按框架柱配筋。
（5）在岩石地基区域采用抗浮锚杆进行抗浮比较适宜。
参考文献：
[1]建筑地基基础设计规范：GB 50007—2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]贵州建筑桩基设计与施工技术规程：DBJ52/T088-2018.贵阳：贵州省住房和城乡建设厅2018.
[3]贵州省建筑地基基础设计规范：DBJ52/45-2018.贵阳：贵州省住房和城乡建设厅2018.
[4]全国民用建筑工程设计技术措施结构（地基与基础）：北京：住房和城乡建设部工程质量安全监司，中国建筑标准设计研究院2009.
[5]董欣鑫，于新山.预应力智能张拉系统在预制箱梁中的应用[J].公路建设，2013（25）.