提要：巖溶地區(qū)的建筑基礎(chǔ)采用何種形式是一個華南地區(qū)普遍存在而又難于解決的工程實際問題，本文對陽春新鋼鐵棒材廠工程中遇到的基礎(chǔ)處理問題進行了探討分析，并針對具體情況提出了一些處理措施供大家參考。
　　關(guān)鍵詞:巖溶地區(qū)，基礎(chǔ)，處理措施
　　一、前言
　　陽春新鋼鐵棒材廠位于廣東省陽春市西南的大南山西南角，行政區(qū)劃屬為潭水鎮(zhèn)，屬丘陵地貌，場地三面環(huán)山，并有沖溝發(fā)育，場地地形起伏較大，場地最大高差近54米，而且根據(jù)場地巖土工程勘查報告書得知，場地勘探深度內(nèi)分布的主要地層有：人工填土層、第四系根植層、碎石層、含礫粉質(zhì)粘土層、粘土層、中風(fēng)化灰?guī)r層、溶洞、微風(fēng)化灰?guī)r層等。灰?guī)r中發(fā)育有不同大小的土洞和溶洞，溶洞有空洞、半填充、全填充。充填物為粉質(zhì)粘土，局部含少量碎石，遇水塌陷。土洞及溶洞發(fā)育為本場地內(nèi)主要的不良地質(zhì)作用，根據(jù)地質(zhì)報告得知，發(fā)現(xiàn)土洞和溶洞的鉆探孔占所有鉆探孔的13.3％，場地處于坡積及洪積兩個地貌單元，可作為持力層的碎石層、粘土層厚薄不均，灰?guī)r層頂面起伏大于10％，陡峭不平，為不均勻地基。
　　二、陽春新鋼鐵棒材廠主廠房樁基
　　因該棒材廠有吊車大小吊車共9臺，其中17.5t＋17.5t吊車，吊車跨度為28米的A6級吊車有2臺；10t＋10t吊車，吊車跨度為28米的A7級吊車有2臺；32/5t吊車，吊車跨度為25.5米的A5級吊車有1臺；20/5t吊車，吊車跨度為25.5米的A5級吊車有1臺；20/5t吊車，吊車跨度為16.5米的A5級吊車有2臺；15t吊車，吊車跨度為16.5米的A6級吊車有1臺；廠房內(nèi)還有各種工業(yè)用設(shè)備管道與管線、單軌吊和懸掛設(shè)備，荷載較大，根據(jù)場地巖土工程勘查報告書的建議，可采用人工挖孔樁和沖孔灌注樁。經(jīng)反復(fù)考慮，決定主廠房基礎(chǔ)采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁身采用C35混凝土，樁徑為D800，以中風(fēng)化灰?guī)r層為樁端持力層，樁端進入持力層深度為不小于1米，樁長預(yù)計為30米，單樁承載力特征值為2200KN。當(dāng)遇到土洞或溶洞時，擊穿溶洞到達穩(wěn)定巖層。沖孔灌注樁鋼筋籠的縱向鋼筋采用HRB335級熱軋鋼筋10Φ20，螺旋箍筋Φ8@100/200，而且每隔2米左右設(shè)置一道Φ20的加勁箍，主廠房共設(shè)計有沖孔灌注樁258根。樁基設(shè)計參數(shù)如下表所示：
　　時代成因 地層代號 巖土名稱 密度及
　　狀態(tài) 人工挖孔樁 沖孔灌注樁 巖石飽和單軸抗壓強度frk(Mpa)

　　經(jīng)過現(xiàn)場做單樁豎向抗壓靜載荷試驗檢測得知，樁徑為D800的沖孔灌注樁單樁豎向抗壓極限承載力為4767KN，滿足設(shè)計的要求。
　　單樁豎向抗壓靜載荷試驗統(tǒng)計表
　　　但在施工沖孔灌注樁時，也反映出此種樁型的弊端，現(xiàn)總結(jié)如下：
　　1．因泥漿排放的問題，再加上當(dāng)?shù)赜晁�偏多，造成整個場地一片泥濘，致使其它工序和工種無法展開作業(yè)；
　　2．因場地回填土較厚，樁端持力層埋深較深，設(shè)計樁長較長，成孔時容易引起塌孔和縮頸，碰見溶洞時則有卡鉆頭和掉鉆頭的現(xiàn)象，給施工單位造成一定的難度；
　　3．當(dāng)用水泥和粘土混合灌漿填充溶洞時，不易控制填充量，理論上直至孔洞內(nèi)填滿為止，但其中有一個樁下的溶洞，光用于填充的水泥就用了137袋；
　　4．沖孔灌注樁成樁時間長，孔底沉渣（虛土）厚度較難控制，而且成樁質(zhì)量不易保證，受外部環(huán)境的影響較大，混凝土用量大，樁基工程造價大。
　　三、陽春新鋼鐵棒材廠主廠房設(shè)備基礎(chǔ)樁基
　　主廠房設(shè)備采用的是高架平臺上的棒材軋制線，工藝上要求所有的重型軋機設(shè)備、精整區(qū)設(shè)備及冷床區(qū)設(shè)備均在相對標(biāo)高為3.800米和5.000米的高架平臺上，動荷載較大，精度要求較高。
　　因業(yè)主工期計劃調(diào)整，施工工期縮短，業(yè)主要求設(shè)計考慮采用速度快，施工方便的其它基礎(chǔ)形式來代替沖孔灌注樁。
　　考慮主廠房樁基礎(chǔ)的施工周期長，采用沖孔灌注樁已不能滿足業(yè)主工期進度的要求，在比較了其它基礎(chǔ)形式后，設(shè)計人員向業(yè)主和施工單位提出靜壓預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁的基礎(chǔ)形式，并分析此種樁基的優(yōu)缺點。
　　分析表明靜壓預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁具有下列優(yōu)點：
　　1.樁身混凝土強度高，樁身質(zhì)量可靠。管樁采用工廠化生產(chǎn)，生產(chǎn)標(biāo)準化、自動化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量有充分保證。這一點與沖孔灌注樁等其他灌注樁相比，預(yù)應(yīng)力管樁具有很大優(yōu)勢。目前，在深基礎(chǔ)中用的最多的灌注樁，由于在施工現(xiàn)場通過水下混凝土灌注成樁，成樁工藝復(fù)雜，成樁過程中易受人為因素影響，樁身質(zhì)量難于保證，常常導(dǎo)致孔底沉渣過多，樁身混凝土質(zhì)量出現(xiàn)缺陷，影響了樁的承載能力。
　　2.單樁承載能力高。預(yù)應(yīng)力管樁樁身混凝土強度高，可高達C80。能打入密實的砂層及強風(fēng)化巖層，樁尖進入密實的砂層或強風(fēng)化巖層后經(jīng)過強烈的擠壓，改變了樁尖周圍的砂層和巖層的原始狀態(tài)，樁端的承載力可提高80%～100%。如直徑500mm，壁厚100mm的預(yù)應(yīng)力管樁，最高設(shè)計承載力可達到2700kN,相當(dāng)于Ф600沖孔灌注樁。
　　3.設(shè)計選用范圍廣，地質(zhì)條件適應(yīng)性較強。預(yù)應(yīng)力管樁的產(chǎn)品類型多，有不同規(guī)格的樁徑和壁厚可供選擇，市場采購方便。
　　4.機械施加的靜壓力大，穿透能力強，破損率低。預(yù)應(yīng)力管樁樁身強度高，加上生產(chǎn)時采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝，預(yù)應(yīng)力主筋采用高強陰螺紋低松弛鋼棒，與混凝土粘結(jié)性能好，混凝土的有效預(yù)應(yīng)力高，而且可穿透5m～6m厚密的砂隔層和頂板較薄的溶洞。
　　5.單位承載力造價低。靜壓預(yù)應(yīng)力管樁單方面混凝土造價雖然比較高，但單樁承載力高，每噸承載力造價要明顯優(yōu)于灌注樁。沖孔灌注樁為發(fā)揮其承載力，常為嵌巖樁，往往樁身較長，樁徑較大，施工成本較高。
　　6.施工速度快、低噪聲、無振動、工效高、無污染，可以連續(xù)施工，工期短。預(yù)應(yīng)力管樁由于工廠生產(chǎn)，不占用現(xiàn)場施工的成樁和養(yǎng)護時間，而且沉樁快捷。一臺靜壓樁機，正常情況下，每個臺班可以壓入7～15根樁，較之沖孔灌注樁，工效大大提高，從而降低工程造價。
　　7.施工文明，現(xiàn)場整潔。預(yù)應(yīng)力管樁由于工廠化生產(chǎn)和機械化施工，施工場地整潔，施工文明，不會發(fā)生像沖孔灌注樁工地遍地泥漿的臟亂情況。
　　但靜壓預(yù)應(yīng)力管樁也有以下缺點：
　　1.仍然具有擠土效應(yīng)，對周圍建筑環(huán)境及底下管線有一定的影響，要求邊樁中心到相鄰建筑物的間距較大；
　　2.施工場地的地耐力要求較高，在新填土、淤泥土及積水浸泡過的場地施工易陷機；
　　3.過大的壓樁力（夾持力）易將管樁樁身夾破夾碎，或使管樁出現(xiàn)縱向裂縫；
　　4.當(dāng)?shù)貙又杏休^多難以清除的孤石和障礙物或石灰?guī)r地區(qū)、溶溝和溶洞發(fā)育地區(qū)時，或當(dāng)土層從較軟突變到堅硬時，不宜采用或慎用，不宜在地下障礙物或孤石較多的場地施工。
　　經(jīng)過綜合分析和比較，設(shè)計最終采用靜壓預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁做為主廠房高架平臺設(shè)備基礎(chǔ)樁基。
　　結(jié)合當(dāng)?shù)毓軜妒袌龉��?yīng)情況，選用Φ500x125（壁厚）預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁，樁身混凝土強度等級C80，抗裂和抗彎能力為AB型。預(yù)應(yīng)力管樁采用靜力壓入法施工，樁長預(yù)計為30m，實際樁長應(yīng)按現(xiàn)場靜壓確定，樁端持力層為中風(fēng)化灰?guī)r或微風(fēng)化灰?guī)r層。受當(dāng)?shù)氐目λ固厝蹘r地貌的地質(zhì)條件的限制，灰?guī)r中發(fā)育有不同大小的土洞和溶洞；喀斯特熔巖地貌的地質(zhì)條件造成土層下的巖面起伏不平，高差較大，陡峭不平，樁尖在陡峭的巖面上無法立足，會產(chǎn)生滑移，造成樁身斷裂。若采用傳統(tǒng)形式的十字形封口鋼樁尖可能會發(fā)生比較高的斷樁率，可能會出現(xiàn)大量的斷樁，因此設(shè)計人員改進了樁尖形式，采用封口H型鋼HW300X300X10X15作為樁尖，樁尖高度為600mm，目的是通過H型鋼良好的塑性變形能力改善樁尖的嵌巖能力，使樁尖的嵌巖更牢固而不易產(chǎn)生滑移，從而保證了成樁的質(zhì)量，減小斷樁率，設(shè)計人員為增加安全儲備，將單樁豎向承載力特征值設(shè)定為2300KN，同時要求嚴格控制壓樁機的壓力，使壓樁的壓力緩慢加大，最終達到設(shè)計要求值，采取措施盡可能的減少可能出現(xiàn)的斷樁。
　　
　　樁的施工應(yīng)嚴格遵照<<建筑樁基技術(shù)規(guī)范>>(JGJ94-2008)及廣東省標(biāo)準<<建筑地基基礎(chǔ)施工及驗收規(guī)程>>(DBJ15-201-91)執(zhí)行，要求采用總樁數(shù)的1%且不少于3根進行靜載試壓，單樁試壓荷載值見表；并要求采用低應(yīng)變動力試樁法檢測樁的動測數(shù)量按總樁數(shù)的25%計取。所有管樁在壓樁終止前的連續(xù)滿載復(fù)壓次數(shù)不小于三次，并且最后一次復(fù)壓比前一次復(fù)壓下沉基本趨于穩(wěn)定。
　　壓樁技術(shù)要求

　　結(jié)果顯示，當(dāng)施工完540根樁，發(fā)現(xiàn)斷樁12根，斷樁率為2.22％，改進后的樁尖使斷樁率大幅降低，經(jīng)采用高、低應(yīng)變動力試樁法檢測，成樁質(zhì)量均為合格樁，通過靜載試壓均達到設(shè)計要求的單樁承載力要求，而且施工工期比預(yù)計提前了2/3多，施工現(xiàn)場整潔，也不再影響其它工種和工序。
　　四、結(jié)論
　　喀斯特熔巖地貌的地質(zhì)條件在廣東地區(qū)經(jīng)常會遇到，通過陽春新鋼鐵棒材廠高架平臺設(shè)備基礎(chǔ)樁基的選用成功，說明我們只要采取改進樁尖形式的措施，嚴格控制施工程序，也能滿足在喀斯特熔巖地貌的地質(zhì)條件下預(yù)應(yīng)力管樁的施工。
　　隨著預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁越來越多的應(yīng)用，施工經(jīng)驗的不斷積累，技術(shù)越趨于成熟，預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁的經(jīng)濟性高和施工周期短，施工質(zhì)量容易控制和保證的特性，使選用預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁處理喀斯特熔巖地貌的地質(zhì)條件下的建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)也是一種可選的方案。