提要：巖溶地區的建筑基礎采用何種形式是一個華南地區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。
　　關鍵詞:巖溶地區，基礎，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，行政區劃屬為潭水鎮，屬丘陵地貌，場地三面環山，并有沖溝發育，場地地形起伏較大，場地最大高差近54米，而且根據場地巖土工程勘查報告書得知，場地勘探深度內分布的主要地層有：人工填土層、第四系根植層、碎石層、含礫粉質粘土層、粘土層、中風化灰巖層、溶洞、微風化灰巖層等�；規r中發育有不同大小的土洞和溶洞，溶洞有空洞、半填充、全填充。充填物為粉質粘土，局部含少量碎石，遇水塌陷。土洞及溶洞發育為本場地內主要的不良地質作用，根據地質報告得知，發現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，灰巖層頂面起伏大于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；廠房內還有各種工業用設備管道與管線、單軌吊和懸掛設備，荷載較大，根據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。經反復考慮，決定主廠房基礎采用沖孔灌注樁基礎，樁身采用C35混凝土，樁徑為D800，以中風化灰巖層為樁端持力層，樁端進入持力層深度為不小于1米，樁長預計為30米，單樁承載力特征值為2200KN。當遇到土洞或溶洞時，擊穿溶洞到達穩定巖層。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米左右設置一道Φ20的加勁箍，主廠房共設計有沖孔灌注樁258根。樁基設計參數如下表所示：
　　時代成因 地層代號 巖土名稱 密度及
　　狀態 人工挖孔樁 沖孔灌注樁 巖石飽和單軸抗壓強度frk(Mpa)

　　經過現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，滿足設計的要求。
　　單樁豎向抗壓靜載荷試驗統計表
　　　但在施工沖孔灌注樁時，也反映出此種樁型的弊端，現總結如下：
　　1．因泥漿排放的問題，再加上當地雨水偏多，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；
　　2．因場地回填土較厚，樁端持力層埋深較深，設計樁長較長，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象，給施工單位造成一定的難度；
　　3．當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，而且成樁質量不易保證，受外部環境的影響較大，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備基礎樁基
　　主廠房設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備、精整區設備及冷床區設備均在相對標高為3.800米和5.000米的高架平臺上，動荷載較大，精度要求較高。
　　因業主工期計劃調整，施工工期縮短，業主要求設計考慮采用速度快，施工方便的其它基礎形式來代替沖孔灌注樁。
　　考慮主廠房樁基礎的施工周期長，采用沖孔灌注樁已不能滿足業主工期進度的要求，在比較了其它基礎形式后，設計人員向業主和施工單位提出靜壓預應力高強混凝土管樁的基礎形式，并分析此種樁基的優缺點。
　　分析表明靜壓預應力高強混凝土管樁具有下列優點：
　　1.樁身混凝土強度高，樁身質量可靠。管樁采用工廠化生產，生產標準化、自動化程度高，產品質量有充分保證。這一點與沖孔灌注樁等其他灌注樁相比，預應力管樁具有很大優勢。目前，在深基礎中用的最多的灌注樁，由于在施工現場通過水下混凝土灌注成樁，成樁工藝復雜，成樁過程中易受人為因素影響，樁身質量難于保證，常常導致孔底沉渣過多，樁身混凝土質量出現缺陷，影響了樁的承載能力。
　　2.單樁承載能力高。預應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化巖層，樁尖進入密實的砂層或強風化巖層后經過強烈的擠壓，改變了樁尖周圍的砂層和巖層的原始狀態，樁端的承載力可提高80%～100%。如直徑500mm，壁厚100mm的預應力管樁，最高設計承載力可達到2700kN,相當于Ф600沖孔灌注樁。
　　3.設計選用范圍廣，地質條件適應性較強。預應力管樁的產品類型多，有不同規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。預應力管樁樁身強度高，加上生產時采用先張法預應力工藝，預應力主筋采用高強陰螺紋低松弛鋼棒，與混凝土粘結性能好，混凝土的有效預應力高，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。靜壓預應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于灌注樁。沖孔灌注樁為發揮其承載力，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，可以連續施工，工期短。預應力管樁由于工廠生產，不占用現場施工的成樁和養護時間，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，現場整潔。預應力管樁由于工廠化生產和機械化施工，施工場地整潔，施工文明，不會發生像沖孔灌注樁工地遍地泥漿的臟亂情況。
　　但靜壓預應力管樁也有以下缺點：
　　1.仍然具有擠土效應，對周圍建筑環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，或使管樁出現縱向裂縫；
　　4.當地層中有較多難以清除的孤石和障礙物或石灰巖地區、溶溝和溶洞發育地區時，或當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。
　　經過綜合分析和比較，設計最終采用靜壓預應力高強混凝土管樁做為主廠房高架平臺設備基礎樁基。
　　結合當地管樁市場供應情況，選用Φ500x125（壁厚）預應力高強混凝土管樁，樁身混凝土強度等級C80，抗裂和抗彎能力為AB型。預應力管樁采用靜力壓入法施工，樁長預計為30m，實際樁長應按現場靜壓確定，樁端持力層為中風化灰巖或微風化灰巖層。受當地的喀斯特熔巖地貌的地質條件的限制，灰巖中發育有不同大小的土洞和溶洞；喀斯特熔巖地貌的地質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，會產生滑移，造成樁身斷裂。若采用傳統形式的十字形封口鋼樁尖可能會發生比較高的斷樁率，可能會出現大量的斷樁，因此設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生滑移，從而保證了成樁的質量，減小斷樁率，設計人員為增加安全儲備，將單樁豎向承載力特征值設定為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，最終達到設計要求值，采取措施盡可能的減少可能出現的斷樁。
　　
　　樁的施工應嚴格遵照<<建筑樁基技術規范>>(JGJ94-2008)及廣東省標準<<建筑地基基礎施工及驗收規程>>(DBJ15-201-91)執行，要求采用總樁數的1%且不少于3根進行靜載試壓，單樁試壓荷載值見表；并要求采用低應變動力試樁法檢測樁的動測數量按總樁數的25%計取。所有管樁在壓樁終止前的連續滿載復壓次數不小于三次，并且最后一次復壓比前一次復壓下沉基本趨于穩定。
　　壓樁技術要求

　　結果顯示，當施工完540根樁，發現斷樁12根，斷樁率為2.22％，改進后的樁尖使斷樁率大幅降低，經采用高、低應變動力試樁法檢測，成樁質量均為合格樁，通過靜載試壓均達到設計要求的單樁承載力要求，而且施工工期比預計提前了2/3多，施工現場整潔，也不再影響其它工種和工序。
　　四、結論
　　喀斯特熔巖地貌的地質條件在廣東地區經常會遇到，通過陽春新鋼鐵棒材廠高架平臺設備基礎樁基的選用成功，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條件下預應力管樁的施工。
　　隨著預應力高強混凝土管樁越來越多的應用，施工經驗的不斷積累，技術越趨于成熟，預應力高強混凝土管樁的經濟性高和施工周期短，施工質量容易控制和保證的特性，使選用預應力高強混凝土管樁處理喀斯特熔巖地貌的地質條件下的建筑物或構筑物的基礎也是一種可選的方案。