岩溶发育区工程桩超前钻勘察实例阐述

摘 要：岩溶发育地区往往地质条件复杂，地下水量丰沛，各种岩溶现象层出不穷，场地条件对工程建设影响很大，对于采用桩基础的建筑，详勘资料往往不能满足设计要求，此时就需要进行一柱一桩勘察。该文主要以工程桩位超前钻的实际应用及对桩基工程的施工建议。主要以恒大地产在大连市大连湾镇开发的“恒大港湾城”项目为例简要说明工程桩位超前钻的过程和方法。

关键词：岩溶 超前钻 溶洞 地下水

中图分类号：R62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0059-02

在岩溶发育地区进行工程建设，必须要了解、掌握建筑物范围内及附近区域的工程地质条件和水文地质条件，尤其是各种岩溶现象的发育程度、发育规模和特征，这一点对工程建设极为重要，它不仅关系到工程建设项目建设的可行性分析，也对工程项目的投资、建设具有指导意义。在岩溶发育区进行工程地质勘察，一般来讲，若采用桩基础，详细勘察阶段的地质资料往往不能满足桩基设计及施工的要求，此时就需要针对设计桩位进行超前钻勘探，以便具体确定每个桩位下溶洞或土洞的规模、数量，为工程桩选定稳定可靠的基岩持力层，确保工程建设的安全及顺利进行。

1 工程概况

该工程位于大连市大连湾镇李家小学南侧、振兴路北侧，距离海岸线不足1 km，场地内拟建建筑物14栋，层数5～22层，外形为矩形，设计采用机械成孔灌注桩基础，共布设1400根桩。

2 勘察工作布置

2.1 桩位布置

超前钻孔位依据设计单位提供的桩位位置图，现场采用GPS定点设备进行实际测量，桩间距1.5～2.5 m，水平位置偏差小于20 mm，标高误差小于20 mm。坐标系统为大连市城建坐标系，高程系统为1985国家高程基准。

2.2 勘察方法

勘察使用XY—100型钻机50台、DDP—100型汽车钻2台及水车10台，钻探采用冲击和回转方法钻进，第四系土层及全风化岩石采用无水干钻的钻进方法、套管护壁，对强风化和中风化岩石采用金刚石、复合片钻头循环水钻进方法，连续取芯，开孔钻具直径146 mm、终孔钻具直径110 mm，，每个回次钻进小于2.0 m，岩心采取率60%～80%，钻探深度达到桩端连续稳定的中风化岩石面以下6 m。对于相邻桩底持力层起伏变化较大时，钻探深度适当加深。钻探工作符合《工程地质钻探标准》（CECS240-2008）要求。

2.3 勘察技术要求

（1）查清楚岩溶地区的下列部位岩溶及土洞位置：①土层厚度不大、土层裂隙及下伏岩体裂隙发育部位。②岩石扩张性质的裂隙较多、土层与岩石石牙、石笋交接部位。③场区内有多组断裂带时，各条断裂带相互交界的位置。④场地地势低洼的地段，场地内有地表水体或距离地表水体较近的地段。⑤在地下水活动较强地段以及经过较大深度水位下降地段。

（2）在超前钻钻探过程中，若发现较大的、人员可能进入的大型溶洞或土洞，在保证安全的前提下，应进入洞室进行勘察，查明洞室大小，走向方位，人员不能进入的洞室，可以采用物探或井下摄影等方法。

（3）对于已进行超前钻且进行基坑开挖的地段，应随时掌握基坑开挖后的地质信息，并及时和超前钻资料做好比对，若有较大偏差，应及时进行检测或进行补钻，以查明实际工程地质条件。

（4）在地下水位发育部位，查明地下水的水位，流向，用水量及地下水对建筑材料的腐蚀性，并提出具有针对性的地下水处理建议。

3 区域地质概况

工作区所处大地构造位置为中朝准地台（Ⅰ），胶辽台隆（Ⅱ），复州台陷（Ⅲ）内的复州～大连凹陷的南端东侧，区内出露的地层为震旦系南关岭组和甘井子组石灰岩。

4 场地岩土体工程地质条件

（1）地形、地貌：场地地貌构造剥蚀丘陵，地形起伏不大。

（2）地质构造：工作区内构造不发育，无明显断裂带通过。

（3）岩土体类型：①杂填土：杂色，主要由粘性土、碎石、毛石基础、建筑垃圾及少量生活垃圾组成，碎石粒径10～200 mm不等，大小混杂，其硬杂物含量10%～40%，稍湿，松散状态。②含碎石粘土：棕黄-红褐色，含20%～40%左右石英岩、灰岩碎石、角砾，分布不均，粘土切面稍有光泽，干强度中等，稍湿-湿，可塑状态。③全风化石灰岩：灰黄-黄褐色，原岩化学结构，层状构造，岩体风化节理裂隙极发育，岩芯呈土状，局部呈小碎块状，冲击可钻进，遇水软化。④强风化石灰岩：灰黄-黄褐色，化学结构，层状构造，岩体风化节理裂隙发育，岩芯呈碎块状。⑤中风化石灰岩：灰黄-灰褐，化学结构，层状构造，岩体节理裂隙较发育，岩芯呈短柱状、长柱状，裂隙面由方解石脉充填，局部见溶蚀痕迹。⑥溶洞：由石灰岩溶蚀而成，主要由粘性土、灰岩碎屑及碎块充填，粘性土多呈软塑-可塑状态，灰岩碎屑碎块一般含水量较大，较为松散。

5 地下水情况

钻探期间，在钻探揭露深度范围内，每个钻孔均见有地下水勘察期间观测到的地下水位埋藏深度为4.00～20.30 m，水位标高6.06～7.28 m。平均埋深为6.54 m，因地下水与海水相连，水位受海水潮汐影响较大。拟建场地存在两种地下水类型：一是赋存于第四纪土层的潜水，主要由海水和大气降水补给，主要含水层为杂填土、含碎石粘土；二是赋存于基岩裂隙中的基岩裂隙水，主要由大气降水补给。依据规范GB50021—2001（2009年版）判定，场地环境类别为Ⅱ类。现场采取水样2件，经化验其腐蚀性为：受环境类型影响，水对混凝土结构的腐蚀性为微腐蚀；受地层渗透性影响，水对混凝土结构微腐蚀；水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性在长期浸水条件下为微腐蚀，在干湿交替条件下为中等腐蚀。

6 岩溶发育情况

此次勘察布置钻孔1400个，共完成钻孔1400个，其中434个钻孔发现岩溶现象，岩溶见洞隙率为31.0%。

该工程超前钻资料显示，场地内岩溶现象复杂，溶洞、土洞、石笋、石牙现象发育，基岩面起伏较大，局部岩石坡度陡峭，溶洞、土洞大小不一，有些地段溶洞发育层数较多，呈串珠状，岩石破碎程度较高，局部地段岩石破碎规模较大。

在超前钻过程中，桩基施工单位进场对部分已完成的建筑物场地进行了开挖、整平、机械成孔工作，通过现场实际观察，地下岩溶状况十分复杂，基岩面高低不等，参差不齐，最大高差20 m，存在陡崖，有肉眼可见溶洞。在机械成孔过程中，在部分孔内可见横向贯通的溶洞和土洞，说明地下溶洞、土洞交错复杂，联系密切，规模较大，验证了超前钻资料所提供的地质条件。

综合考虑地质构造、岩层产状、岩性和层厚、洞体形态及埋藏条件、顶板情况、充填情况、地下水、地震设防烈度等因素对地基稳定性的影响，对各存在岩溶现象的钻孔进行了稳定性评价，综合评定本场地的岩溶发育程度为强发育。

针对实际勘察结果，勘察单位对该工程提出了相关意见和建议。

（1）岩溶地区的地基处理方法多种多样，且处理起来难度大，工作条件和技术复杂。需结合实际条件选择合理的设计思想和施工工艺。（2）在本工程中，1～4号楼基岩面埋深浅，溶洞少、多数为单层溶洞，规模小，地下水位低，基坑石方开挖量较多，建议在桩体位置采用爆破处理，再进行人工挖孔桩进行桩孔施工。（3）在其它建筑范围内，基岩起伏面较大，石牙，溶沟现象发育，上覆土层厚度较大，地下水丰富，建议采用旋挖钻机成孔，钻至桩底设计深度以下0.5 m，成桩前必须清理孔底沉渣，保证沉渣厚度满足设计要求。（4）钻孔达到设计深度时，应由地质勘探人员和施工方共同确认孔底地基条件，确保桩底持力层性状满足设计要求。（5）所有进场的材料如商混、桩体钢筋均应有相关出厂合格证明和现场检测记录。以确保工程质量可靠性。（6）由于场地北侧毗邻生活区，在进行桩基施工作业时应严格按照当地政府部门规定的时间进行施工，以免对周边居民造成影响。

7 结语

在岩溶发育地区进行桩基施工前，做好超前钻施工勘察，在保证工程质量、加快施工进度、节约工程造价等方面具有重要作用。

参考文献

[1]吴继国.岩溶发育区某小区施工勘察实例分析[J].江西建材，2014（8）：228.

[2]文秀，程宇，简德超，等.浅谈岩溶地基的勘察与开发[J].企业技术开发，2015（1）：53-55.

[3]孟宪中，肖家靖，胡先法，等.岩溶地区基桩工程超前钻勘察及优化设计[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2013（8）：47-49，53.

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