龍巖城南T1綜合樓場地的巖溶分布特征與處理

張　桂

（福建省核工業二九五大隊，福建龍巖364000）

龍巖城南T1綜合樓場地的巖溶分布特征與處理

張桂*

（福建省核工業二九五大隊，福建龍巖364000）

龍巖城南T1綜合樓場地處河流一級階地上，地形較為平坦開闊；場地地層上部為沖洪積層，下部基巖為灰巖。場地上部的沖洪積層厚度較大，部分地段有土洞分布；下部灰巖中巖溶發育，溶洞高度變化大，場地灰巖頂面標高相差大，場地工程地質條件復雜，通過對本場地的巖土層分布特征及力學性質進行分析，場地基礎不宜采用淺基礎形式，適宜采用樁基礎，以灰巖為基礎持力層，采用沖孔樁施工。

建筑；場地；巖溶；分布；處理

1　概述

擬建的T1綜合樓位于龍巖市城區南側，設計為辦公及寫字樓，建筑占地面積為1506m2，總建筑面積為33572.19m2，設計地上24層，高度99.90m；地下室2層，高 10.10m。擬采用框筒結構，核心筒總重約39728kN。設計室內地面標高為360.80m。

由于本場地下伏基巖為灰巖且巖溶發育，勘探點按逐樁布置，勘探孔的終孔深度要求鉆至完整灰巖厚度不小于8m，有溶洞時需穿過并重新計算其厚度。若溶洞發育，完整灰巖厚度不滿足該要求，勘探孔深度不小于80m。

2　場地的地形地貌

擬建場地在龍巖盆地南側，地形較平坦開闊。場地建筑紅線范圍內無地下管線設施，為龍巖盆地的沖洪積階地地貌，經人工整平后，場地總體較平坦，整個場地標高介于355.65～361.87m之間，場地相對高差約0.50～6.22m。

3　場地的地質概況

3.1場地的區域地質概況

區域上，本場地位于呈北北東向展布的閩西南坳陷的中南部，北北東向的區域性的政和—大埔深斷裂帶從場地東側5～10km處經過，南北向的泰寧—龍巖大斷裂帶從場地西側6～10km處經過。區域性斷裂構造對本場地無影響。

據區域資料本場地未見活動性斷裂構造通過，屬地質構造活動相對穩定地塊。

3.2場地的巖土層特征

⑤中風化灰巖（P1q）：二疊系棲霞組，灰色、灰黑色；隱晶質結構，薄層狀構造為主，少量中厚層狀，層理傾角平緩，一般為15°～25°，礦物成分以方解石為主，裂隙較發育—不發育，巖芯以柱狀為主，局部夾碎塊狀，局部見溶蝕現象，巖體較完整—完整，屬較軟巖—較硬巖，巖體基本質量等級為Ⅳ級，RQD一般為15%～55%。層頂埋深14.70～51.80m，層頂標高307.92～343.16m，揭示厚度0.44～13.72m，未揭穿，巖面起伏較大，存在臨空面。

⑥土洞：全充填，充填物一般以軟塑—流塑狀含礫粉質粘土，部分半充填、部分無充填，場地部分鉆孔中見到，層頂埋深 24.50～51.50m，層頂標高 305.33～336.43m，揭示高度為0.50～11.00m。

⑦溶洞：全充填，充填物呈軟塑—流塑狀含礫粉質粘土，部分半充填、部分無充填，場地所有鉆孔均見有溶洞，層頂埋深 15.20～86.30m，層頂標高 273.97～342.79m，揭示洞高為0.50～42.90m。本場地的典型工程地質剖面圖見圖1。

3.3場地的水文地質特征

本場地地下水主要為賦存于卵石中的第四系的孔隙潛水和賦存于灰巖中的巖溶裂隙承壓水，其次為各粘性土層中的孔隙潛水。本場地勘察深度內各粘性土層均為弱透水層，卵石為強透水層且富水性較好；由于卵石層和灰巖間有粉質粘土層，因此第四系孔隙潛水與巖溶水不具水力聯系。

上部孔隙水主要靠大氣降水、地表水及地下水側向徑流補給，并通過蒸發及地下水側向徑流等方式排泄，地下水總體流向北東。據現場調查，上部孔隙水混合水位標高一般為353.85～355.02m。場地豐水期地下水水位可上升1.0～2.0m，年水位變幅在1.00～2.0m左右。

灰巖中的巖溶水具承壓性，水位標高為345.16～348.3m之間；巖溶區地下水具連通性，賦水量大。

4　場地的工程地質評價

4.1巖溶的發育特征

（1）根據本場地的特征，灰巖的頂板埋藏深度分別在14.70～51.80m之間；場地巖溶按埋藏條件分類，西側灰巖埋藏深度多在14.70～17.30m間，為淺覆蓋型巖溶；東側灰巖埋藏深度多在20.70～51.80m之間，部分為深覆蓋型巖溶。

（2）所有的灰巖均位于卵石層中的孔隙潛水水位以下。

（3）巖溶發育特征：灰巖溶洞高度差別大，本場地在0.50～42.90m之間，且多具連通性；溶洞充填物大多為流塑—軟塑狀含礫粉質粘土充填，部分半充填，少量無充填。

（4）巖溶的發育強度，主要采用巖溶的面巖溶率和線巖溶率等評價。面巖溶率：本場地的所有鉆孔均見有溶洞，面巖溶率KA=100%；線巖溶率：見于灰巖中的所有深度，巖溶數量為1～7個，線巖溶率KL=6.2%～61.7%。

（5）巖溶的發育部位，具有明顯的不確定性。平面上，巖溶呈片狀分布；豎向上，灰巖埋藏較淺時，溶洞高度較小但數量較多，下部的溶洞高度大；灰巖埋藏較深時，溶洞高度較小且數量也較少。

（6）灰巖頂面高差大。如西側二孔之間，灰巖頂面標高相差38.10m，水平間距僅15.47m，巖面傾角達68°；東側與中部灰巖頂板標高相差 31.10m，距離15.29m，巖面傾角達64°。南北方向，灰巖頂板標高相差相對較小。

可以知道，本場地的灰巖分布區，巖溶發育且巖溶率高，場地的工程地質條件差。

4.2各巖土層物理力學性質指標及主要設計指標建議值

（1）根據本場地的巖土的地層特征，各巖土層的物理力學性質指標建議值見表1；

表1　主要物理力學性質指標建議值表

（2）各巖土層的主要設計參數見表2。

表2　主要設計參數建議值

4.3場地巖溶的處理措施

本建筑物的高度大，為24層，高99.90m，要求的承載力較高。但場地上部土層厚度大強度低，不能滿足地基的強度要求；場地適宜采用樁基礎。

采用樁基礎時，一般應以中風化灰巖為樁基礎持力層，且應確保樁端之下一定深度內無溶洞存在，如存在溶洞，則應根據巖體完整程度對洞頂巖體厚度與洞高的比例關系進行驗算，必要時對洞底溶洞注漿處理，確保安全。當75m內無中風化巖層分布，宜采用摩擦樁基礎，樁長和樁徑經計算確定，并采用后注漿處理。

樁中的土洞在樁基施工時可順便處理，無需采取專門處理措施。

樁與樁之間未發現的土洞和溶洞，由于采用端承樁，一般無需處理。

5　結論

（1）場地為灰巖分布區，灰巖中巖溶發育。

（2）灰巖中溶洞高度差別大，且多具連通性；溶洞充填物少量無充填，大多為流塑—軟塑狀粉質粘土。

（3）場地巖溶為淺覆蓋型巖溶及深覆蓋型巖溶。

（4）采用樁基礎，應以中風化灰巖為樁基礎持力層，且應確保樁端之下一定深度內無溶洞存在，如存在溶洞，則應根據巖體完整程度對洞頂巖體厚度與洞高的比例關系進行驗算，必要時對洞底溶洞注漿處理，確保安全。當75m內無中風化巖層分布，宜采用摩擦樁基礎，樁長和樁徑經計算確定，并采用后注漿處理。

（5）樁中的土洞在樁基施工時可順便處理，無需采取專門處理措施。

（6）樁與樁之間未發現的土洞和溶洞，由于采用端承樁，一般無需處理。

（7）土洞和溶洞充填物呈欠固結狀，對樁基會產生一定的負摩阻力影響。

（8）場地內存在卵石中的潛水和巖溶裂隙巖溶水，在沖（鉆）孔樁施工時可能會使混凝土產生一定的離析作用，應嚴格控制好泥漿濃度，并適當提高水泥標號。

（9）基巖面變化較大部位，樁端全斷面應進入持力層一定深度，傾斜度大于30%的中風化巖，宜根據傾斜度及巖石完整性適當加大嵌巖深度，以保證傾斜巖面樁端的穩定性。

（10）采用沖（鉆）孔灌注樁，其所產生的泥漿及噪音會對周邊環境產生一定的影響，應妥善處理。沖樁震動也會對周圍環境造成一定影響。

（11）沖（鉆）孔灌注樁施工時由于震動和對地下水水位升降變化的持續影響可能造成場地及其附近土洞的突然發展，引起地陷和地表開裂，應加強監測措施。

［1］中華人民共和國建設部.GB50021-2001巖土工程勘察規范［S］.2009年版.中國建筑工業出版社，2009.

［2］福建省建筑設計研究院.DBJ13-84-2006巖土工程勘察規范［S］.福建科學技術出版社，2006.

［3］中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50011-2010建筑抗震設計規范［S］.中國建筑工業出版社，2010.

［4］中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50007-2011建筑地基基礎設計規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2011.

［5］中華人民共和國建設部.JGJ 94-2008建筑樁基技術規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2008.

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1004-5716（2016）08-0019-04

2015-08-06

2015-08-06

張桂（1981-），男（漢族），福建龍巖人，工程師，現從事巖土工程、水文地質與工程地質等工作。