巖溶地區高層建筑樁筏基礎的設計及施工措施

王儒軍

（中信建筑設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

對于高層、超高層建筑，垂直荷載與水平荷載都比較大，很多時候天然地基的承載力并不能滿足建筑基礎的設計要求，同時由于巖溶地區地基本身不穩定，建筑基礎更適合采用樁筏基礎。因此，探討巖溶地區高層建筑樁筏基礎的設計及施工措施具備顯著的實踐價值。

1 巖溶地區高層建筑樁筏基礎設計要點

對巖溶地區而言，樁基設計的基礎原則，應當以鉆孔樁或者沖孔樁為主。對于單樁荷載相對較大、巖層埋深比較淺的情況，應當采用嵌巖樁或者墩基礎設計。對于基巖面存在比較大的起伏特征時，應當采用摩擦型的灌注樁［1］。巖溶發育相對比較弱并且基巖面起伏不突出、上覆土層相對比較厚且土質良好的情況下，可以采用預應力管樁。

根據巖溶地區的地質特征，樁筏基礎的設計要點主要在以下三個方面，首先是樁基的布置，應當盡可能讓樁群承載力的合力點和豎向永久荷載的合力點重合，以使樁基受力均勻并且有比較大的抗彎模量。其次是對于剪力墻結構的樁筏基礎，應當將樁盡量布置在剪力墻下。最后是對于嵌巖樁，嵌入傾斜的完整的或較完整巖的全斷面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m，傾斜程度應當超過30%的中風化巖，按照傾斜度和巖石的完整性適當添加嵌巖的深度，嵌入平整、完整的堅硬和較硬的巖，嵌巖深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。

借助作者巖溶地區高層建筑的設計與施工經驗，下面總結幾點關于樁筏基礎的設計原則：1）樁基設計期間應當以樁超前鉆及相關地址資料作為基礎，明確樁基的長度［2］；2）在樁基直接落在腐蝕并且存在嚴重裂縫的溶洞頂板時，應當按照摩擦樁進行設計和計算，并且不考慮溶洞頂板端承作用。當沒有腐蝕、裂縫的持力層時，可以在復核溶洞頂板受力的同時確保安全富裕度，應當盡可能控制在3m到4m左右的微風化完整頂板，并嚴格參照樁基底部的溶洞頂板最小控制厚度；3）針對獨立存在的溶洞，應用片石或者是壓漿的方式進行填塞，并在使用中確保空洞部位已經被完全填充，并做好對溶洞中樁的摩擦阻力分析；4）針對串通與大型的溶洞，需要考慮是否存在流塑狀物質，并采用并鋼護筒的方式處理；5）針對串珠樁溶洞可以應用片石、壓漿等方式進行填充，如果并沒有完整的基巖持力層，可以根據摩擦樁方式進行設計［3］；

2 巖溶地區高層建筑樁筏基礎施工要點

2.1 做好施工前期準備工作

首先，需要對巖溶場地做好全面性的考察，建筑工程的樁基工程屬于隱匿性工程，在遇到溶洞時應當做好施工問題的分析。如果某一個環節存在問題，且處理不妥善便會導致掉鉆、漏漿甚至是坍塌的風險，對施工質量會造成嚴重影響。對此，樁基礎施工前期必須做好對巖溶場地的全面性、細致性的勘查，按照整個區域內的地基適宜性、穩定性做好客觀評價，同時做好施工措施、流程的優化，確保施工工作順利開展。同時還需要做好施工前的場地平整處理，做好鉆孔的施工平臺控制，在對于巖溶場地勘查的基礎工作，樁基礎施工前期應當根據施工現場的實際情況來調整。溶洞情況比較復雜的地區，泥漿池應當適當擴大，從而滿足施工現場對于泥漿的需求量。

2.2 施工處理方案

如果巖溶地區溶洞的腐蝕程度不明顯，但是溶洞當中存在填充物或者無裂縫形成，此時可以借助直接沖孔的方式進行施工處理。同時，在施工中應當適當增加泥漿的使用比例，實現對孔壁的保護作用。溶洞穿孔的過程中應當對泥漿做好密切的觀察，如果存在漏漿問題，應當在第一時間用黏土進行填充處理，做好補漿施工。假如溶洞發育情況比較差，溶洞當中沒有填充物，此時便可以提升埋設深度，同時在溶洞頂板1到2米的范圍內做好短進尺，并注重對漏漿問題的觀察，如果存在漏漿則應及時采用補漿施工處理。如果溶洞發育情況較好，并且存在明顯的裂縫發育，此時若出現漏漿則會呈現漏漿量比較大的情況，對此，可以應用全互通的方式進入到巖層頂部，規避因為泥漿量過大導致覆蓋層坍塌的問題發生。

在具體施工中也可以借助加裝鋼護筒的方式進行樁基處理。對于普通的溶洞，也就是2到3米以內深度的溶洞，可以采用填充法，由專人密切關注孔洞內的水位變化，一旦泥漿面出現下降則應當及時補充泥漿，并維持孔洞內水位壓力，預防踏空。在漏漿后回填片石與黏土，片石與黏土的比例在3：1左右。在泥漿遺漏問題消失之后觀察24小時，并在情況恢復之后繼續沖孔。對于中、小型溶洞串聯的問題，可以應用普通溶洞處理方式進行，采用溶洞當中孔隙比較小的幾個層，以分層溶洞填充的方式維持整體持力層，并確保樁基達到相應的承載力需求。對于大溶洞，也就是3米以上的溶洞，應當應用加裝鋼護筒的方式進行施工。

3 結語

綜上所述，巖溶地區的高層建筑樁筏基礎設計與施工非常重要，在施工期間需要做好多方面不安全因素的總結分析，并根據實際施工項目的特征做好針對性的施工質量控制。不斷的總結各個工程項目的樁筏基礎施工經驗，針對當前建筑樁基工程的設計與施工理論，做好針對性的技術改進，從而為高層建筑提供可靠的樁筏基礎，提高整個建筑的安全性和經濟性。