复杂地质条件下桩基施工勘察的必要性及工作重点分析.doc

1、复杂地质条件下桩基施工勘察的必要性及工作重点分析【摘要】本文首先介绍了复杂地质条件下桩基施工勘察的必要性，接着对复杂岩溶发育区及基岩风化不均匀地质条件下桩基施工勘察进行了勘察工作重点分析及探讨。 【关键词】复杂地质条件；岩溶发育；桩基；施工勘察 中图分类号：F407.1 文献标识码： A 0 引言 近几年随着经济的高速发展，城市内土地资源的稀缺，越来越多的建（构）筑物需要建筑在岩溶较为发育以及基岩风化严重不均匀等复杂地质条件下，由于地质条件的复杂性及不均匀性，加之建（构）筑物竖向荷载较大，因此建（构）筑物基础型式大多采用较为安全的桩基深基础型式。 建（构）筑物工程勘察的主要任务是按勘察阶段的要

2、求，正确反映工程地质条件，提出岩土工程评价，为设计、施工提供依据。常规的工程勘察工作一般分三个阶段，即可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察1。通常做完详细勘察后对地基基础处理与加固、不良地质现象的防治工程进行岩土工程计算与评价，就可以满足建筑物地基与基础施工图设计的要求。但当工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重要工程，需要进行进一步的施工勘察。 对于在复杂地质条件下选用桩基础的工程，由于地质条件变化大，详细勘察钻孔揭示的地层情况根本不能有效的代表各个桩位处的实际地层情况，因此要想确保桩基础的稳定性，提高整个工程项目的质量，必须在桩基础设计及施工前进行桩基施工勘察。 1 复杂岩溶区大直径灌注桩施工

3、勘察重点分析 1.1 复杂岩溶区地质特征 按出露与分布情况，可分地表岩溶和地下岩溶。地表岩溶按岩溶发展规律有石牙与溶沟、石林与岩溶漏斗、峰林、峰丛、溶蚀洼地、孤峰与岩溶平原、盲谷、断头河、落水洞等。地下岩溶主要是指大型的地下溶洞和地下暗河。我们这里所指的在复杂岩溶区进行工程建设所对应的是地表岩溶发育区。 地表岩溶发育区主要地质特征是溶沟、溶槽及溶隙较发育且其内多有软弱充填物，少部分为半充填及无充填，石灰岩基岩面起伏较大。大连地区地表岩溶典型发育照片见图 1。 图 1 地表岩溶发育情况 1.2 岩溶区桩基施工勘察的必要性 岩溶区桩基一般为大直径嵌岩桩，要求的单桩承载力相对较大，桩底需全断面作用在

4、稳定的中分化或微风化基岩上。由于桩基施工成孔大多选用机械成孔的方法，仅仅依靠打桩机钻进状态及所取上来的岩渣无法准确判定桩底是否为全断面的稳定基岩，而且更不能确定桩底以下 3-5米范围内是否还发育有溶洞、软弱夹层等影响桩基稳定的不良地质作用。因此在岩溶发育区进行大直径灌注桩的桩基施工勘察是十分必要的。 1.3 岩溶区桩基施工勘察工作重点 1.3.1 施工勘察布孔原则 最常规的布孔原则是一桩一孔布设，钻孔布置在桩基的中心点处。如果桩径较大（通常超过两米）或局部地段地质条件变化很大，还可以按照桩基轮廓线及地质条件进行一桩多钻2，一般应布置 2-3 个钻孔，综合考虑勘察结果进行桩基的设计及施工。 1.

5、3.2 施工勘察钻探深度原则 对于岩溶区大直径的灌注桩施工勘察，勘察终孔条件为：在满足最小桩长要求的前提下，进入稳定的中风化或者微风化岩石深度不小于三倍桩径+桩底嵌岩深度3 ，这样保证桩底以下具有一定的稳定岩石厚度。1.3.3 施工勘察工作重点 （1）钻孔放点时必须进行高精度定位，尽量保证平面误差及高程误差控制在 5cm 范围以内。在钻探前建议对孔位进行二次复测，避免人为因素导致原测放点钻孔位置移位4。 （2）灰岩基岩面起伏较大，刚见岩时一般较为破碎，虽然从风化程度上可以定为中风化，但是从希望利于桩底全断面嵌岩的角度考虑，可定义部分强风化岩石。 （3）钻进时遇有溶洞应放慢钻进速度，避免钻具顺软

6、层倾斜钻进，导致钻具别断或钻杆倾斜度过大超出桩位。 （4）当勘探孔孔深较深时，应控制好钻机钻杆的倾斜度，避免底部钻杆平面位置超出整个桩位。 2 基岩风化不均匀地质条件下桩基施工勘察工作重点 2.1 基岩风化不均匀地质特征 岩石的常规风化程度是自地面往下逐渐减弱，风化程度由全风化至强风化再至中风化及微风化的一个过程。但由于岩性、岩相、构造、地下水等不同因素的影响，经常会出现基岩风化不均匀的现象，主要表现特征为： 1、全风化、强风化以及中风化等不同风化程度的岩层呈互层出现。 2、全风化及强风化风化程度较强的岩体中局部夹有薄层或厚层中风化硬夹层；或者风化程度较弱的中风化岩层中夹有薄层或厚层的全风化及

7、强风化风化程度较强的岩体。 2.2 基岩风化不均匀地质条件下桩基施工勘察的必要性 该种地质条件下桩基一般可采用大直径灌注桩或预制桩两种桩型，无论采取那种桩型都必须通过施工勘察查清软弱夹层或者硬夹层的分布范围，并查清桩底以下一定深度范围内是否发育影响桩基承载力的软弱夹层，为设计单位选择合理桩长和桩端持力层提供准确的地质数据。 2.3 施工勘察工作重点 2.3.1 施工勘察布孔原则 通常对于大直径灌注桩，布孔原则是一桩一孔，钻孔布置在桩基的中心点处。 对于预制桩，柱下一般为设置承台的群桩基础，桩基施工勘察布孔一般按照柱列线进行一柱一桩的布置，当局部地段地质条件变化很大时，可按照一桩一孔布设勘探点。

8、 2.3.2 施工勘察钻探深度原则 对于大直径灌注桩，勘察终孔条件为：在满足最小桩长要求的前提下，进入稳定持力层深度不小于三倍桩径+桩底嵌岩深度。 对于预制桩，在满足最小桩长要求的前提下，进入设计要求的稳定桩端持力层深度 3-5 米。 2.3.3 施工勘察工作重点 （1）勘察钻孔定位必须精确，尽量保证平面误差及高程误差控制在5cm 范围以内。 （2）钻探过程中，不能像常规勘察工作中将复杂问题简单化的进行并层处理，而应当反映出全部硬夹层或软弱夹层的分布情况，以便于设计部门分析选择合理的桩端持力层。 3 桩基施工勘察注意事项 可溶岩区域进行桩基础施工勘察后，在桩基础施工阶段部分桩基成孔深度和勘察深

9、度有可能出现不符的情况（一般比例在 10-30%之间） ，具体原因及表现如下： 施工勘察时，钻孔孔径 0.10 米，而目前在建工程设计的桩径均大于0.80 米，由于场地处于岩溶地区，溶沟、溶槽及溶隙较发育，基岩面起伏较大。勘察揭露的稳定基岩面深度不一定是桩基成孔施工的稳定岩面深度，有时会出现勘探成果与实际地质情况有差异的现象，具体表现有如下两种情况： 桩基施工遇到初岩深度与勘探深度有差异的情况，此类情况表现有两种：初岩深度早于勘探深度、初岩深度迟于勘探深度见岩。 根据钻探进尺情况及采取的岩芯，揭露的溶洞厚度为伪穿越厚度，只能准确反映该钻孔孔径范围内岩溶发育状况，不能完全依赖钻探进尺情况及采取的

10、岩芯来判断整个桩径范围内岩溶发育状况。 因此桩基施工阶段需勘察技术人员常驻现场进行验槽工作，主要把握每根桩成孔深度是否达到稳定的持力层，对个别桩基成孔深度与施工勘察资料出入较大的情况结合桩基成孔钻机提取的岩渣进行现场分析，必要时采取补勘工作进一步验证桩端的地质条件。实践证明后续验槽及补勘工作也是保证整个桩基础施工质量的重要环节。 参考文献 1 岩土工程勘察规范 （GB50021-2001） 2 公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98） 3 陆荣林, 张旭辉. 桩基施工勘察钻孔深度设计,建筑科技与经济,2011 年 12 期 4 关峰. 施工勘察对桩基施工的影响, 科技创新导报, 2011 年 28期 5 建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008） 作者简介：李敬峰，高级工程师，1979 年生，大连理工大学硕土毕业，从事岩土工程勘察、设计等工作。