柳州巖溶地區(qū)高層建筑基礎(chǔ)類型選擇

摘要：隨著人口的增長及城市化的發(fā)展，城市高層、超高層建筑成為城市房產(chǎn)建筑的主流。為建設(shè)方提供安全、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)形式設(shè)計(jì)方案，是勘察行業(yè)對(duì)社會(huì)應(yīng)負(fù)的責(zé)任。柳州巖溶地區(qū)上覆地層主要有硬～可塑狀紅粘土或粘土（fak=250～150kPa）、稍～中密狀圓礫（fak=250～400kPa），一般厚度約20m；20m以下呈軟～流塑狀粘土或松散狀粉砂（fak=80～120kPa）；下伏基巖為白云巖、石灰?guī)r（中～微風(fēng)化，fak=2500～10000kPa）。地下河縱橫貫通，巖溶發(fā)育，地質(zhì)條件復(fù)雜。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；建筑基礎(chǔ)類；高層建筑

中圖分類號(hào)：TU457 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）10-0072-03

1 工程實(shí)例分析

1.1 工程概況

項(xiàng)目2#、3#樓位于柳州市柳邕路，西北臨柳邕路，東南接銀仔山，東北、西南兩側(cè)為多層民居。區(qū)域地貌屬孤峰-峰叢巖溶平原。擬建建筑基底總面積2814m2，14～16F，樓高39.5～46.5m；地下室-2F，總高約為10.0m。整平標(biāo)高2#樓：91.0m，3#樓：91.6m。框架結(jié)構(gòu)。

1.2 場地工程地質(zhì)特征

場地主要由第四紀(jì)人工堆積雜填土（Qml）和殘積成因紅粘土（Qel）組成，下伏上石炭統(tǒng)（C2）石灰?guī)r。

1.3 地下水、水及土的腐蝕性

場地地下水賦存于土層中的地下水為上層滯水，初見水位埋深約1.00～2.00m，穩(wěn)定水位為0.30m～1.10m（標(biāo)高88.04m～88.93m），補(bǔ)給來源以周邊居民生活用水及大氣降雨為主；賦存于基巖中的地下水為巖溶裂隙溶洞水，初見水位在基巖面以上1.00～2.00m，其水位升降受大氣降水和柳江河水位影響，穩(wěn)定水位埋深1.00～1.40m（標(biāo)高87.74～89.23m），具有微承壓性。上層滯水水量不大，巖溶裂隙溶洞水水量豐富，巖溶較發(fā)育地段單樁孔涌水量達(dá)30～50t/h。

地下水水質(zhì)類型主要為SO42-·HCO3--Ca2+、SO42--Ca2+·Na+，對(duì)砼結(jié)構(gòu)及砼結(jié)構(gòu)鋼筋具微腐蝕性。

場地距柳江河約1000m，根據(jù)柳州水文站提供的柳江河水文資料，柳江河多年平均水位70.94m，枯水期（10月至次年2月）一般為67.00m～69.00m，歷史上發(fā)生大洪水有四次，依次為1902年洪水位91.47m，1988年8月31日洪水位89.04m，1994年6月17日洪水位89.26m，1996年7月19日洪水位92.43m。柳江下游已建的紅花電站設(shè)計(jì)蓄水位標(biāo)高為77.5m，柳江河回水位78.00m。

場地上覆硬塑狀、可塑狀紅粘土，屬微弱或不透水層，下伏微風(fēng)化石灰?guī)r，巖溶裂隙發(fā)育，其地下水類型主要以上層滯水及巖溶裂隙水，與柳江河有一定的連通性，其水位變化受柳江河水位的影響，故應(yīng)考慮場地地下水對(duì)地下室的浮托力，該場地建筑抗浮水位按82.50m考慮，同時(shí)在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)考慮地下水對(duì)建筑物及施工的影響。

1.4 巖溶發(fā)育特征

據(jù)鉆探揭露，巖面起伏大，基巖面埋深為6.00～17.40m（標(biāo)高83.64～71.56m）；巖溶發(fā)育，鉆孔遇洞（槽）率達(dá)81.5%，屬巖溶強(qiáng)烈發(fā)育場地。溶洞（槽）充填物多為可～軟塑狀或軟～流塑狀粘性土，部分夾薄層石灰?guī)r，個(gè)別為無充填溶洞。

1.5 巖土工程評(píng)價(jià)

場地土類型為中軟土，建筑場地類別為II類。場地內(nèi)無液化地層，屬可建設(shè)的一般場地。場地的抗震設(shè)防基本烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。

場區(qū)無斷裂通過，亦無新構(gòu)造活動(dòng)跡象，區(qū)域及場地的穩(wěn)定性較好。場地地基土為膨脹土，地基脹縮等級(jí)為Ⅲ級(jí)。

1.6 地基基礎(chǔ)類型的分析評(píng)價(jià)

（1）天然地基均勻性評(píng)價(jià)。若采用天然地基筏式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面標(biāo)高約為81.00m，場地內(nèi)可作為持力層的地基土為力學(xué)強(qiáng)度較高的紅粘土（硬塑狀），與下部紅粘土（可塑狀）共同組成地基壓縮層，局部持力層為石灰?guī)r，其底面坡度局部大于10%，基底下厚度為0.00m～9.00m，建筑物寬度為b2#=28.7m、b3#=18.3m，0.05b2#=1.435m、0.05b3#=0.915m。持力層在基礎(chǔ)寬度方向上的厚度差值為：為2.00m、3.00m、3.80m、0.60m，地基為不均勻地基。

驗(yàn)算結(jié)果表明，主樓基礎(chǔ)放置在可塑狀紅粘土中時(shí)，按基礎(chǔ)深寬修正后的fa、按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算的fa、按天然地基極限承載力fu計(jì)算的fa小于Pk，因此地基強(qiáng)度不能滿足要求。

（3）樁基礎(chǔ)分析評(píng)價(jià)

該場地下伏基巖為微風(fēng)化石灰?guī)r，力學(xué)強(qiáng)度高，但巖溶強(qiáng)烈發(fā)育（詳見工程地質(zhì)剖面圖），工程勘察鉆孔揭露溶洞頂板埋深最大為23.90m（標(biāo)高65.47m），底板埋深最大為42.70m（標(biāo)高46.97m），最大洞高為26.20m。同時(shí)受淺層巖溶發(fā)育程度的控制富水性不均。大部分巖面埋深較淺，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，巖溶形態(tài)以溶洞（槽）、溶蝕裂隙為主，穿越厚度大，成孔較困難。

1.7 基坑工程分析

該建筑擬設(shè)二層地下室，基坑大開挖后，將會(huì)形成約10m的深基坑，其坑壁四周主要由第①層、第②層土組成，各層土側(cè)壁土體允許自立高度按公式（Z0）估算分別為0.61m、8.98m、

1.68m，其自立高度小于基坑開挖深度，直立基坑處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)采取支護(hù)措施。

場地除東南側(cè)為銀仔山外，其余三面均為住宅，且距離為3～5m，因此場地基坑不具備放坡條件，建議采用排樁進(jìn)行支護(hù)。

場地中上層滯水穩(wěn)定水位埋深在0.30m～1.10m（標(biāo)高88.04m～88.93m），水量較小，基坑開挖時(shí)可以抽干，對(duì)基坑開挖施工影響較小。巖溶裂隙水最高水位按82.50m計(jì)時(shí)，高出基底標(biāo)高81.00m，且場地基巖面埋深大部分均低于巖溶裂隙最高水位，因此基坑開挖時(shí)可能發(fā)生突涌，破壞地基強(qiáng)度，給基坑開挖施工帶來困難。

據(jù)場地鉆孔水位觀測及區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)長觀資料，上覆第四系土層為相對(duì)隔水層，下伏巖溶裂隙水稍具承壓性，其水位標(biāo)高約為82.50m，地下室基底標(biāo)高約81.00m，地下水位高出基底近1.50m，需考慮地下室的抗浮問題。

位于主樓下的地下室，由于上部荷載大，主要是施工期間的臨時(shí)抗浮問題，可用基坑臨時(shí)強(qiáng)排水的措施進(jìn)行解決。主樓以外的獨(dú)立結(jié)構(gòu)的地下室，由于荷載小，屬永久性抗浮問題，可采用設(shè)置抗浮錨桿的措施。抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高按82.50m考慮。

2 結(jié)語

在巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)，采用單一的地基基礎(chǔ)形式往往滿足不了高層、超高層建筑的設(shè)計(jì)要求，從建筑的安全、經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形式。實(shí)例中的基礎(chǔ)適宜采用樁-筏結(jié)合基礎(chǔ)。樁端持力層采用微風(fēng)化石灰?guī)r。樁位設(shè)置、數(shù)量、樁徑應(yīng)根據(jù)巖土工程詳細(xì)勘察資料設(shè)計(jì)、選擇。

據(jù)柳州區(qū)域工程施工資料，巖溶水單孔涌水量一般在30t/h～50t/h，局部巖溶發(fā)育地段單孔涌水量大于80t/h，水位埋藏淺，且具微承壓性，如采用人工挖孔樁，施工難度較大，工期長，將對(duì)工期和工程費(fèi)用造成不利，因此該工程不宜采用人工挖孔樁基礎(chǔ)；若采用沖孔灌注樁，其施工不受地下水位的影響，施工工期較短，但其噪音、振動(dòng)對(duì)周邊居民有一定影響。

場地地下水位高出基底近1.50m。基坑開挖時(shí)須采取有效的抽排水措施，同時(shí)應(yīng)注意因抽排地下水對(duì)周邊建筑的影響，防止因此而造成的周邊建筑的沉降。

參考文獻(xiàn)

[1] 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021—2001）（2009年版）[S].

[2] 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011—2010）[S].

[3] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007—2011）[S].

[4] 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）[S].

[5] 廣西膨脹土地區(qū)建筑勘察設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)程（DB45/T396-2007）[S].

[6] 廣西壯族自治區(qū)巖土工程勘察規(guī)范（DBJ/T45-002-2011）[S].

[7] 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程（JGJ72-2004） [S].

作者簡介：唐磊（1963—），女，廣西柳州人，柳州華錫有色工程地質(zhì)勘察有限責(zé)任公司工程師，研究方向：巖土工程地質(zhì)勘察。

據(jù)場地鉆孔水位觀測及區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)長觀資料，上覆第四系土層為相對(duì)隔水層，下伏巖溶裂隙水稍具承壓性，其水位標(biāo)高約為82.50m，地下室基底標(biāo)高約81.00m，地下水位高出基底近1.50m，需考慮地下室的抗浮問題。

位于主樓下的地下室，由于上部荷載大，主要是施工期間的臨時(shí)抗浮問題，可用基坑臨時(shí)強(qiáng)排水的措施進(jìn)行解決。主樓以外的獨(dú)立結(jié)構(gòu)的地下室，由于荷載小，屬永久性抗浮問題，可采用設(shè)置抗浮錨桿的措施。抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高按82.50m考慮。

2 結(jié)語

在巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)，采用單一的地基基礎(chǔ)形式往往滿足不了高層、超高層建筑的設(shè)計(jì)要求，從建筑的安全、經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形式。實(shí)例中的基礎(chǔ)適宜采用樁-筏結(jié)合基礎(chǔ)。樁端持力層采用微風(fēng)化石灰?guī)r。樁位設(shè)置、數(shù)量、樁徑應(yīng)根據(jù)巖土工程詳細(xì)勘察資料設(shè)計(jì)、選擇。

據(jù)柳州區(qū)域工程施工資料，巖溶水單孔涌水量一般在30t/h～50t/h，局部巖溶發(fā)育地段單孔涌水量大于80t/h，水位埋藏淺，且具微承壓性，如采用人工挖孔樁，施工難度較大，工期長，將對(duì)工期和工程費(fèi)用造成不利，因此該工程不宜采用人工挖孔樁基礎(chǔ)；若采用沖孔灌注樁，其施工不受地下水位的影響，施工工期較短，但其噪音、振動(dòng)對(duì)周邊居民有一定影響。

場地地下水位高出基底近1.50m。基坑開挖時(shí)須采取有效的抽排水措施，同時(shí)應(yīng)注意因抽排地下水對(duì)周邊建筑的影響，防止因此而造成的周邊建筑的沉降。

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[6] 廣西壯族自治區(qū)巖土工程勘察規(guī)范（DBJ/T45-002-2011）[S].

[7] 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程（JGJ72-2004） [S].

作者簡介：唐磊（1963—），女，廣西柳州人，柳州華錫有色工程地質(zhì)勘察有限責(zé)任公司工程師，研究方向：巖土工程地質(zhì)勘察。

據(jù)場地鉆孔水位觀測及區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)長觀資料，上覆第四系土層為相對(duì)隔水層，下伏巖溶裂隙水稍具承壓性，其水位標(biāo)高約為82.50m，地下室基底標(biāo)高約81.00m，地下水位高出基底近1.50m，需考慮地下室的抗浮問題。

位于主樓下的地下室，由于上部荷載大，主要是施工期間的臨時(shí)抗浮問題，可用基坑臨時(shí)強(qiáng)排水的措施進(jìn)行解決。主樓以外的獨(dú)立結(jié)構(gòu)的地下室，由于荷載小，屬永久性抗浮問題，可采用設(shè)置抗浮錨桿的措施。抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高按82.50m考慮。

2 結(jié)語

在巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)，采用單一的地基基礎(chǔ)形式往往滿足不了高層、超高層建筑的設(shè)計(jì)要求，從建筑的安全、經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形式。實(shí)例中的基礎(chǔ)適宜采用樁-筏結(jié)合基礎(chǔ)。樁端持力層采用微風(fēng)化石灰?guī)r。樁位設(shè)置、數(shù)量、樁徑應(yīng)根據(jù)巖土工程詳細(xì)勘察資料設(shè)計(jì)、選擇。

據(jù)柳州區(qū)域工程施工資料，巖溶水單孔涌水量一般在30t/h～50t/h，局部巖溶發(fā)育地段單孔涌水量大于80t/h，水位埋藏淺，且具微承壓性，如采用人工挖孔樁，施工難度較大，工期長，將對(duì)工期和工程費(fèi)用造成不利，因此該工程不宜采用人工挖孔樁基礎(chǔ)；若采用沖孔灌注樁，其施工不受地下水位的影響，施工工期較短，但其噪音、振動(dòng)對(duì)周邊居民有一定影響。

場地地下水位高出基底近1.50m。基坑開挖時(shí)須采取有效的抽排水措施，同時(shí)應(yīng)注意因抽排地下水對(duì)周邊建筑的影響，防止因此而造成的周邊建筑的沉降。

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作者簡介：唐磊（1963—），女，廣西柳州人，柳州華錫有色工程地質(zhì)勘察有限責(zé)任公司工程師，研究方向：巖土工程地質(zhì)勘察。