摘要：在斷裂帶形成的地下暗河地段施工灌注樁時(shí)，根據(jù)暗河與暗河周圍的地質(zhì)特征可采取針對(duì)性的處置措施：（1）全套管護(hù)壁成樁；（2）采用摻入速凝劑的高標(biāo)號(hào)水下混凝土；（3）先采用低標(biāo)號(hào)混凝土填充，再成孔、灌注樁體混凝土。以下以一項(xiàng)典型工程為例論述以上3種處置方案的應(yīng)用。實(shí)踐結(jié)果表明：處置措施針對(duì)性強(qiáng)，較好地節(jié)省了工程造價(jià)，縮短了工期，滿足了“經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行”的基本要求。

關(guān)鍵詞：灌注樁斷裂帶地下暗河地下空洞

中圖分類號(hào)：U445.551

ResearchofFillingPilesFoundationConstructionTechnologyintheUndergroundRiverSectionFormedbyFaultZone

XIEChengqi

YunjiSmartEngineeringCo.，Ltd.，ShenzhenCity，GuangdongProvince，518000China

Abstract：Whenconductingfillingpilesworkintheundergroundriversestionformedbyfaultzones，correspondingdisposalmeasuresshouldbetakenaccordingtothegeologicalcharacteristicsoftheundergroundriveranditssurroundings：1）Pileswithfullcasingwallprotection;2）Highgradeunderwaterconcretemixedwithacceleratingagentcanbeused;3）Low-gradeconcretecouldbefirstfilled，andthenpileholeswouldbebored，pileconcretebefilled.Atypicalprojectiscitedasfollowsasanexampletodiscusstheapplicationoftheabovethreedisposalschemes.Thepracticalresultsshowthatthedisposalmeasuresarehighlytargeted，effectivelysavingtheprojectcost，shorteningtheconstructionperiod，andmeetingthebasicrequirementsof"economicallyreasonableandtechnicallyfeasible".

KeyWords：Fillingpiles;Faultzone;Undergroundriver;Undergroundcavity

深圳市的斷裂破碎帶分布范圍廣、形態(tài)多樣；大型工程項(xiàng)目位于斷裂破碎帶上或其影響范圍內(nèi)時(shí)，常會(huì)因?yàn)榛A(chǔ)施工工藝的不適用而導(dǎo)致地基基礎(chǔ)的分部分項(xiàng)工程陷入停滯、延期狀態(tài)。以下論述一例在斷裂帶形成的暗河地段施工灌注樁的成功工藝案例，目的在于啟發(fā)工程技術(shù)人員，并在生產(chǎn)實(shí)踐注意以下事項(xiàng)：（1）在斷裂帶（尤其是區(qū)域性大斷裂帶）從事巖土工程勘察時(shí)，外業(yè)工作的側(cè)重點(diǎn)；（2）斷裂帶構(gòu)造巖類、裂隙、空洞、地下暗河等的分布對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生的影響；（3）在斷裂帶上進(jìn)行樁基施工時(shí)，如何使工程措施更有針對(duì)性。

1工程概況

該醫(yī)院工程位于廣東省深圳市龍華區(qū)觀湖街道，東北側(cè)緊鄰平安路（龍瀾大道），西南側(cè)距離橫坑水庫(kù)約300m，總用地面積56204.3m2，建設(shè)用地面積約56000m2，總建筑面積（含地下室）約356868m2，建設(shè)內(nèi)容包括新建辦公科研樓、門診樓、內(nèi)科住院樓、外科住院樓、婦幼住院樓及醫(yī)技裙樓等。擬建建筑地上為5～19層，建筑物總高度小于100m。根據(jù)規(guī)劃，以內(nèi)科住院樓東側(cè)邊線為界，西側(cè)為3層地下室，底板標(biāo)高為41.1m；東側(cè)為1層地下室，底板標(biāo)高為49.5m。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。上部塔樓采用框筒結(jié)構(gòu)，裙房和地下室采用框架結(jié)構(gòu)，建筑主體采用大直徑旋挖成孔灌注樁基礎(chǔ)。

2地形地貌、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)簡(jiǎn)述

場(chǎng)地地勢(shì)呈西南高、東北低，原始地形標(biāo)高為49.64～67.72m，最大相對(duì)高差18.08m；原始地貌為低丘間溝谷，溝谷走向?yàn)楸蔽鳌蠔|，后經(jīng)人工堆填筑高整平，并種植樹木，成為國(guó)有儲(chǔ)備用地；場(chǎng)地周邊市政道路路面標(biāo)高為53.342～65.579m。

地層自上而下有：第四系人工填土（Qml）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）、第四系全新統(tǒng)坡洪積層（Q4dl+pl）、第四系上更新統(tǒng)沼澤相沉積層（Q3h）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）、第四系殘積層（Qel）、場(chǎng)地下伏基巖為侏羅系砂巖（J）及早白堊世坪田凸單元蝕變花崗巖及角礫狀花崗巖（K1Pt）及構(gòu)造巖（F）；部分地段尚有地下空洞，主要分布于構(gòu)造巖層內(nèi)。

場(chǎng)址范圍內(nèi)通過(guò)大芬斷裂束丹竹頭斷裂（根據(jù)《深圳地質(zhì)》（地質(zhì)出版社，2009年版），斷裂編號(hào)為F3441，屬先張拉后壓扭斷裂），呈北西走向，傾向南西，傾角約70°～75°，斷層及其影響帶橫向?qū)挾?/p>

超過(guò)200m。場(chǎng)地內(nèi)基巖受斷裂構(gòu)造影響蝕變嚴(yán)重，碎裂、糜棱巖化特征十分明顯，綠泥石化現(xiàn)象明顯；中、微風(fēng)化基巖中節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面傾角多為70°～80°，節(jié)理裂隙在近地表基巖中呈現(xiàn)極發(fā)育，蝕變嚴(yán)重，局部綠泥石化現(xiàn)象明顯，差異風(fēng)化明顯，風(fēng)化溝槽密集[1]；場(chǎng)地完全處于斷裂構(gòu)造及其影響帶中，場(chǎng)地內(nèi)中、微風(fēng)化巖面埋深大且起伏大，厚度變化極大。

場(chǎng)地西南距橫坑水庫(kù)約300m，橫坑水庫(kù)泄洪通道從場(chǎng)地西側(cè)穿過(guò)，現(xiàn)狀為常年流水的小河溝，寬約0.5～2.5m不等，深約0.3～1m，地勢(shì)相對(duì)較低洼。橫坑水庫(kù)面積約250000m2，庫(kù)容約2550000m3，正常蓄水水位標(biāo)高為60.2m，水庫(kù)壩堤面標(biāo)高約為64.5m。

3問題

設(shè)計(jì)樁端持力層為中、微風(fēng)化巖，當(dāng)構(gòu)造碎裂巖厚度較大（≥15m）時(shí)，以構(gòu)造碎裂巖作為樁端持力層，并適當(dāng)加大嵌巖深度，實(shí)際樁長(zhǎng)為7～50m。實(shí)際成樁后混凝土充盈系數(shù)至少為1.3，相當(dāng)數(shù)量基樁的充盈系數(shù)達(dá)1.5以上，驗(yàn)證、表明了場(chǎng)址范圍內(nèi)的斷裂構(gòu)造裂隙極發(fā)育，且不排除分布地下空洞的可能性。

問題所在區(qū)域?yàn)?層地下室，設(shè)計(jì)坑底標(biāo)高約39.5m?；娱_挖至坑底以上約0.5m處施工工程樁。2019年4月起，本區(qū)進(jìn)入多雨季節(jié)；4月下旬，施工至門診與醫(yī)技樓西南側(cè)基樁（編號(hào)243#）時(shí)，澆筑的混凝土快速塌落、流失，無(wú)法順利凝固成樁。經(jīng)與建設(shè)單位、監(jiān)理單位溝通，總包單位協(xié)商現(xiàn)場(chǎng)超前鉆施工單位緊鄰于問題樁孔一周施打3個(gè)鉆孔，揭示地下垂向呈串珠式分布若干空洞；f5d6f33eb815bc2034b5d3f3ff24a3f41d41e2eb3f8484b718e90b7b1ffb35cc通過(guò)研究地勘報(bào)告，發(fā)現(xiàn)本地段在詳勘階段已揭示若干地下空洞，主要位于構(gòu)造碎裂巖與基巖內(nèi)；而在2018年施工靠近平安路一側(cè)（位于場(chǎng)地東側(cè)）的支護(hù)樁時(shí)，同樣遭遇地下空洞。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比、分析，咨詢顧問專家，查明造成243#樁基無(wú)法順利成樁的主要原因是：降雨后，本場(chǎng)地地下水極豐富，構(gòu)造裂隙是較好的儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)，部分地段空洞互相聯(lián)通，形成地下暗河，水流排向北側(cè)場(chǎng)地外。

結(jié)合地勘報(bào)告，由建設(shè)五方責(zé)任主體共同確定、選取特定超前鉆位置；2019年5月初到中旬，在可能分布大洞徑地下空洞的位置密集施工超前鉆孔。該區(qū)域除分布小洞徑（洞徑≤50cm）地下孔洞外，有3個(gè)樁位（除243#外，尚有257#及269#）處分布大洞徑（洞徑：4.0～8.0m）地下空洞，或可能為地下暗河主要流動(dòng)通道。

4解決問題的方案

總包單位、樁基分包單位在與設(shè)計(jì)單位、地勘單位、巖土工程專家等多方溝通后，采用以下3種方案，經(jīng)試驗(yàn)成樁，效果較好。

（1）采用全套管護(hù)壁工藝成樁，由于整體處于封閉環(huán)境，且采用清水清孔，基樁質(zhì)量非常高，有極高的安全性和穩(wěn)定性[2]；可隔離地下暗河對(duì)混凝土的沖刷，避免地下空洞對(duì)成樁的不利影響，但造價(jià)高，不適宜全面使用，適用于地下空洞垂向分布密度大、洞徑大、地下暗河水量大、流速大的地段；對(duì)于成孔施工，為防止孔壁坍塌，亦可采用鋼套筒跟進(jìn)成孔，即一邊旋挖（沖、鉆）孔，一邊接高套筒，并將其震動(dòng)下沉至已鉆成的孔段內(nèi)，以有效護(hù)壁并隔斷地下水。

（2）使用摻入適量速凝劑的高標(biāo)號(hào)（強(qiáng)度等級(jí)≥C60）水下混凝土，并調(diào)整混凝土配合比，使其具有較低的坍落度；同時(shí)，為使混凝土較好地充填地下空洞，適當(dāng)延長(zhǎng)灌筑間隔時(shí)間；適用于地下暗河水量豐富但流速較小或有地下空洞分布的地段。

（3）先采用低標(biāo)號(hào)（如C20）混凝土灌注，實(shí)踐證明，除流失外的部分，可殘留10%～20%的混凝土凝固形成“保護(hù)體”，再進(jìn)行二次成孔、清孔、吊入鋼筋籠、二次清孔、灌注設(shè)計(jì)強(qiáng)度混凝土；該方案成本低，適用于裂隙極發(fā)育、封閉空洞多、地下暗河流速低的地段。

使用以上3種措施前，尚采用錨桿機(jī)在樁孔周圍2m處鉆孔灌注水玻璃（Na2O·nSiO2）。在注漿壓力的驅(qū)使作用下，水玻璃壓入巖體的空隙和裂縫之中，主要作用是充填巖體的空隙和裂縫[3]，從而增強(qiáng)破碎巖體的整體性，有效避免樁孔施工時(shí)孔壁掉塊、坍塌、灌注的混凝土流失。

后兩種措施與水玻璃處理地基為超前地層處理，工作原理為：先在暗河與地下空洞、巖體裂隙發(fā)育地段形成固結(jié)結(jié)構(gòu)，再在固結(jié)結(jié)構(gòu)形成區(qū)域施工灌注樁體[4]。

5方案效果簡(jiǎn)述

以上3種方案結(jié)合勘察技術(shù)報(bào)告、超前鉆成果，有針對(duì)性地施用，取得良好效果，有效避免了該地段樁基施工的進(jìn)一步延期。充盈系數(shù)為1.3～1.7，經(jīng)低應(yīng)變檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、抽芯檢測(cè)、單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，樁底沉渣滿足設(shè)計(jì)要求，基樁樁身完整性為Ⅱ類～Ⅰ類，單樁豎向抗壓承載力均滿足設(shè)計(jì)要求[5]。

6斷裂破碎帶灌注樁施工其他注意要點(diǎn)

工程技術(shù)人員尚應(yīng)以系統(tǒng)性思維考慮工程問題的解決方案，并在提出方案前、提出方案時(shí)、實(shí)施方案過(guò)程中注意以下所述要點(diǎn)。

（1）對(duì)于勘察設(shè)計(jì)單位、施工單位，有必要收集建筑于本市斷裂帶上與影響范圍內(nèi)的工程資料，對(duì)不同的斷裂形態(tài)予以區(qū)分，以總結(jié)出其適用的基礎(chǔ)型式、基坑支護(hù)型式、施工工法和工藝；并從技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用性的角度分析其優(yōu)劣性，用以指導(dǎo)具體項(xiàng)目的實(shí)施。

（2）在地下水豐富的地區(qū)施工地基基礎(chǔ)工程，宜盡可能避開豐水期，可避免地下水對(duì)施工的干擾，縮短分部分項(xiàng)工程工期，并節(jié)省措施費(fèi)用。

（3）對(duì)斷裂帶形成的地下空洞、地下暗河及裂隙密集地段，亦可借鑒巖溶地區(qū)工程施工的經(jīng)驗(yàn)。

（4）在斷裂破碎帶進(jìn)行灌注樁成孔施工時(shí)，可用以下現(xiàn)象鑒別破碎帶深度范圍：①出現(xiàn)水頭突降，泥漿流失嚴(yán)重；②出現(xiàn)鉆頭漂移、跳鉆、鉆機(jī)擺動(dòng)厲害、斜孔等現(xiàn)象；③沖擊成孔時(shí)，吸錘程度嚴(yán)重，提錘困難[6]。

（5）樁孔成孔過(guò)程中極易發(fā)生孔斜，應(yīng)加大孔斜測(cè)定的頻率，并及時(shí)采取措施[7]。

（6）基樁成樁后，樁身范圍內(nèi)的任意擴(kuò)孔改變了樁的豎向承載力的傳導(dǎo)模式，當(dāng)擴(kuò)孔直徑大到一定程度時(shí)，可能不利于樁端承載力的發(fā)揮，使基樁在設(shè)計(jì)荷載下發(fā)生過(guò)量下沉。

（7）基礎(chǔ)施工大范圍干擾地下暗河時(shí)，除了改變地下水流場(chǎng)，對(duì)地下水環(huán)境亦會(huì)造成一定的污染。

（8）斷裂破碎帶周邊分布大、中型的常年地表水體，且其蓄水量較大、地勢(shì)高時(shí)，應(yīng)注意常年的地下水徑流持續(xù)掏空斷裂構(gòu)造巖體，使地下形成空洞、暗河。

（9）對(duì)灌注樁需穿透地下暗河的地段，其處理措施為將大塊徑石料加工成數(shù)段適宜尺寸的條石，混入碎石塊，投入孔內(nèi)暗河，埋至暗河頂板后，采用比成孔直徑稍小的沖孔鉆頭進(jìn)行二次沖擊成孔；該方法尚需通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證。

7結(jié)語(yǔ)

隨著深圳市建設(shè)用地的日趨緊張，大規(guī)模的建設(shè)工程?？缭綌嗔褞Щ蛱幵跀嗔褞У挠绊懛秶鷥?nèi)；對(duì)斷裂帶的研究與處置直接關(guān)系到工程造價(jià)、工期及運(yùn)營(yíng)期內(nèi)工程的安全性。上述3個(gè)方案較好地解決了建設(shè)工程地基基礎(chǔ)部分位于斷裂帶及其影響范圍內(nèi)時(shí)所遭遇的一類典型問題。

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