溶洞灯光设计浅议溶洞区域的结构基础规划

溶洞灯光设计浅议溶洞区域的结构基础规划

1.        导论

我国的溶洞区域分布广泛（图1），溶洞区域的规划和施工具有恰当的特殊性。因此，拾掇溶洞区域的基础规划的特征和办法具有其实用性。本文通过玉林某项目对溶洞区域的基础关键进行拾掇总结，企图在规划阶段充分考虑现场施工和工期等要素，比较国家各现行规范其合理性和实用性，为本公司溶洞区域的基础规划和管控供应参看定见。

图1、中国喀斯特分布图

2.        项目情况介绍

2.1 项目底子信息

玉林某项目（图2）为商业项目，房子高度21.3m，地上四层（部分五层），地下一层地下室（图3），框架结构。建筑面积：地上9.05万平方米（商业），地下2.05万平方米（超市及设备用房）。

图2、玉林某项目作用图

图3、玉林某项目地下室平面安顿图

2.2   本项目地质特征

广西区域属喀斯特地貌，玉林首要是浅层溶洞，本项目地质情况首要有以下几个特征：

（1）溶洞较多。地勘钻孔遇洞率高达48.99%，归于中等凌乱地势。

（2）地质高低很大，深浅不一（图4）。根据同一基础下的超前钻资料闪现，在1米范围内的三个超前钻孔的地质有可能完全不一样。

（3）存在串珠洞、深溶洞的可能（图5）。

（4）根据本地专家介绍，本地钻探较深时，岩面将比较无缺。

（5）现场存在泉眼，出水量较大，给施工构成极大不便当。

图4、玉林某项目地质剖面图1

图5、玉林某项目地质剖面图2

3.        基础比选

基础办法首要由三个方面进行考虑：抗浮规划、地质条件及底板厚度。

3.1 抗浮规划

抗浮核算与常规项目一起，不胪陈。首要的差异在于溶洞区域抗浮锚杆（抗拔桩）存在溶洞的烦扰以及独立基础（承台）的水浮力反向冲切验算更为重要。

3.2地质条件

根据本项目的地质条件，全选用桩基础不只形本钱钱上的糟蹋，也因岩石上的桩基施工的难度增加，增加时间本钱。

本项目规划跋涉行了方案比选和基础证明。概括考虑抗浮要素，判定选用桩（墩）+独立基础+抗水底板+抗浮锚杆作为本项目的基础方案。

各基础办法适用范围如下：

埋深小于等于2米选用天然基础（独立基础、条基）；

埋深大于2米小于等于6米选用墩基础，选用墩直径为1.2米或1.5米；

埋深大于6米选用桩基础（承压桩），选用桩直径为1.0米。

因溶洞内土质无法供应摩阻，且入岩前各土质厚度相差太大且无显着分布规则；溶洞区域假设水浮力不大、添参与岩深度不多的条件下，可以考虑增加必定的桩长（入岩深度）考虑抗拔；若差得较多，则考虑选用抗浮锚杆。

3.3底板厚度

抗浮作用下，一般底板需求加厚。本项目水头高度5.3m，常规情况下一般底板取400比较适合。玉林区域地质凌乱，基岩高低比较大。为增加底板的全体性，根据当地专家建议，一同考虑到地下室首要是商业和设备房间等重要功用房间的作用，选用600厚底板。必定程度上利于抗浮规划，在后续的规划中，厚底板带来的一系列优势；

4.        独立基础

4.1独立基础水浮力反冲切核算

独立基础水浮力反冲切首要有两个，一为独基边沿与底板交接面的反冲切核算（冲切椎体线1），二为柱边的反冲切核算（冲切椎体线2）。如图6及表1所示：

冲切核算首要用于判定独立基础（承台）的规范；

图6、独基及承台反向冲切核算简图

表1、独基及承台反向冲切核算表格

4.2独立基础抗剪核算

岩石区域独立基础具有其特殊性。岩石区域承载力高，若单纯考虑上部荷载，基础平面规范很小。《建筑地基基础规划规范》GB50007-2011首要针对土质基础，关于岩石区域的基础核算与受力不太契合。因此，重庆地基规范和贵州地基基础进行了补偿。同样，《广西建筑地基基础规划规范》DBJ45/003-2015也明晰了独立基础抗剪核算的办法。从本质上来讲，重庆、贵州、广西三本规范的取值是一起的，下列截图（图7-图10）为各区域岩石地基基础受剪核算办法；

图7、《建筑地基基础规划规范》

图8、《广西建筑地基基础规划规范》DBJ45/003-2015

图9、《重庆建筑地基基础规划规范》]13150-2016

图10、《贵州建筑地基基础规划规范》DB2245-2004

本项目独立基础核算不只需满足《广西建筑地基基础规划规范》，一同也应满足《建筑地基基础规划规范》。从本质上而言，《建筑地基基础规划规范》的要求是独立基础满足宽，使基础底部反力满足小，基础厚度不大也简略满足。而《广西建筑地基基础规划规范》则要求基础满足高，通过增加基础高度提高抗剪才干。如上文所述，在水浮力作用下，实践上独立基础的规范并非只由地上荷载控制，更重要的是由水浮力反冲切起控制作用。

本次基础规范选择两规范倾向于满足《建筑地基基础规划规范》（即基础做得满足大），首要是考虑按无梁楼盖考虑独基大小与跨度需满足经济比例以控制底板配筋经济性，一同复核《广西建筑地基基础规划规范》不进行抗剪核算，如（表1）。

4.3厚板下的独立基础厚度问题

本项目选用600厚板，根据以上论说基础规范为2000×2000×600（即独立基础和底板厚同厚）无论是反向冲切仍是上部竖向力核算均满足要求。但当板厚和独立基础厚度均为600厚时，在无缺岩面上，部分实践上是全体筏板概念。根据《城市轨道交通岩土工程勘测规范》GB50307-2012，硬质岩石的基床系数很高，约200万-1500万。将部分进行全体建筏板进行核算，可以发现独立基础下的应力实践远比独基单独核算值小得多。在这种情况下，独立基础在上部荷载作用下存在冲切问题。因此，独立基础应当恰当加厚，并为满足《建筑地基基础规划规范》和《广西建筑地基基础规划规范》恰当加宽。基床系数的取值区间太大，建议地勘供应，否则按保存值进行估计。

5.        桩（墩）承台的判定

本项目首要为一柱一桩（墩），在高水位下，桩（墩）承台规范由底板冲切控制。本项目底板厚600mm，经核算（表1）底板可以吊销许多承台，且柱和桩、抗浮锚杆的锚固长度满足要求。在保证安全的一同，施工更为便当。

6.        抗浮锚杆

溶洞区域的抗浮锚杆首要有以下几个问题，辨认岩石是最重要的关键所在；

6.1摩阻持力层的选择

溶洞区域地质改动大且溶洞内土质不能供应摩阻。根据当地阅历，地勘提资和规划均会选用比较保存处理办法；本项目地勘建议岩土体与锚固体极限粘结强度规范值如表2所示：

岩土层及编号

岩土体与锚固体极限粘结强度规范值 qsk（kPa）

黏土②

50

破碎石灰岩③

160

石灰岩④

320

    表2、地勘建议岩土体与锚固体极限粘结强度规范值

岩石锚杆规程及边坡规范，建议值远大于地勘建议值。此为当地阅历值，与当地施工工艺及地质凌乱程度相关。溶洞区域锚杆建议选用浅埋布满准则，首要原因在于锚杆过长碰到溶洞的机率变大，增加施工难度和不判定性。

本项目首要柱网为8.4m×8.4m，根据规范和甲方要求（安全贮藏），首要跨度（中庭部位）锚杆安顿方案如下图所示：

图11、中庭区域抗浮锚杆安顿图

因破碎石岩摩阻值过于低，本项目判定可分辩破碎石灰岩与石灰岩的条件下，判定以石灰岩为摩阻持力层。距离2.1米，进入无缺石灰岩3.9米，承载力特征值230KN。

6.2锚杆施工钻孔时岩层的判定

溶洞区域的锚杆施工，面临的最重要问题是土体的判别问题。假设短少相应的阅历，将会对规划进行颠覆性的改动。根据当地阅历，可根据钻机受阻程度（包含钻进速度、动静大小、钻探跳动程度、出渣情况）判定溶洞（土洞）、破碎石灰岩、无缺石灰岩。判别办法除与施工阅历相关外，也与施工的机械相关。

判别办法参看如下：

（1）溶洞（土洞）：动静愁闷，钻进快，无岩石碎屑返出；关于冲钻，周边直接侍出泥浆（图12）。

图12、溶洞（土洞）层现场钻孔

（2）破碎石灰岩：钻杆跳动剧烈，速度时快时慢；关于冲钻，因裂缝和土质存在，一般为不纯的白烟。

（3）无缺石灰岩：进程平稳均匀，动静洪亮;关于冲钻，冒白烟（图13）。

图13、无缺石灰岩层现场钻孔

6.3锚杆规划的注意事项

抗浮锚杆核算多本规范均有触及，各规范取值和核算各有不同。我公司在《抗浮规划教导书》敌对浮锚杆核算进行了比较。实践上，在施工和实验层面，三本规范也有多处不一致的当地。

（1）注浆体的选择：水泥砂浆和纯水泥浆

根据现行规范，水泥砂浆在三本规范均有提及，而纯水泥浆仅岩石锚杆规范有所提及，但前后不一致。三本规范相关内容如表3所示。

规范称号

关于注浆体描绘

岩石锚杆(索)规程

水泥砂浆和水泥结合体

 曾提及纯水泥浆

建筑边坡工程

 技术规范

水泥砂浆和水泥浆

建筑地基规划规范

水泥砂浆和细石砼

表3、各相关规范对注浆体的描绘

从三个首要规范来看，水泥砂浆是通用的注浆资料，而水泥浆并不是通用的注浆资料。但实践项目中，特别溶洞区域，因溶洞的存在导致锚杆较长，使锚杆注浆困难。因此，需考虑纯水泥浆作为注浆体。水泥浆作为注浆体时需避免水泥浆缩短，关键在于施工进程中的二次注浆的时间和施工质量，需保证二次注浆的压力值。

（2）I级防腐问题

玉林区域水及土质对砼存在弱腐蚀性，对钢筋存在微腐蚀性。按照岩土锚杆规范，应当选用I级防腐办法。如图14所示：

图14、锚杆I级防腐结构

玉林区域根据当地实践锚杆施工情况，实践上底子上不选用此种工艺。一方面，据当地实践阅历，腐蚀性并不大。另一方面，当地不常用的施工工艺假设实施得欠好，反而影响施工质量，影响主体安全。因此，此项目根据《工业建筑防腐蚀规划规范》GB50046-2008要求，并结合当地地质情况，选用抗硫酸盐水泥，钢筋选用增加富余量进行防腐。

（3）查验规范的选择

关于岩石地质条件，本项目对常用的《地基基础规范》、《建筑边坡规范》、《岩石锚杆技术规程》进行多方位的比选。《建筑边坡规范》和《岩石锚杆技术规程》实质上未明晰核算值与实验值的联系。毕竟判定以《地基基础规范》作为查验规范。三种规范的参数比较如表4所示：

表4、岩石锚杆首要规范比较

（4）锚杆遇溶洞时的处理

施工进程中需具体记载数据，判定是否有溶洞。锚杆灌浆需灌满中止，遇溶洞难以灌满时可恰当增加早强剂，当遇到溶洞无法成孔时，选用加套管穿溶洞。溶洞的地基处理本文暂略不述。

7.        超前钻资料谈论和施工

桩（墩）、独立基础承载力不同，在超前钻资料供应后，验证资料进程中，将会修正基础办法，对超前钻资料存在重复量非常大。因此，超前钻方案的判定需慎重考虑，以减少重复的可能。

超前钻资料按广西溶岩区域规范要求，结合超前钻资料施工的可实施性及时间要求，现场实行方案如下：

（1）无论选用何种基础办法或大小，均在直径1.0m范围内，三角形分布做三个超前钻孔。（本项目基础方案根据受力判定首要基础为一柱一桩，桩径1.0m）。

图15、超前钻现场取样图

（2）为保证基础底持力层厚度满足规范要求，每个超前钻孔钻岩深度至少12.5m（桩长最短要求1.0（承台独基高度）+6.0+5.0+0.5（最小施工预留）），且保证每个钻孔最底部无缺石灰岩厚度最小为5m。

图16、超前钻现场图

（3）三个孔下保证持力层厚度满足要求的最低标高即为当时柱基础基底标高H1。当出现某超前钻孔因需满足持力厚度要求，其基础底标高H1设定远小于其它两个孔位（会出现其它两孔在H1标高处地质资料或不满足5m要求的情况），考虑到本项目仅四层建筑且玉林区域首要为浅层溶洞，深层岩石溶洞较少的条件下，以上H1建立。作为补偿，查验实验时，可对此类桩基特别是竖向受力较大的桩进行关键查验实验，恰当情况下考虑进行孔内物探进行补偿验证。

8.        反思与总结

概括现在的项目发展和碰到的各种问题，以整个项目的周期和工程处理来看，笔者通过考虑，提出如下建议；

8.1地质勘测

建议根据实践柱网，对一柱一孔进行具体勘测，实践上《广西岩溶区域建筑地基基础技术规范》要求亦是如此，长处如下：

（1）一次勘测直接明晰各基础下的地质情况，可底子判定基础办法，减少重复和误判。

（2）在辅以孔内物探（现在对孔内物探能抵达的精度定见不能一起，未能抵达一起认同）的情况下，原地勘实勘即可满足条件，无需再次进行超前钻或减少超前钻施工，可缩短超前钻工期和减少规划重复修正；若后期轴网进行少量改动，可补勘即可。

当然，此种办法对项目公司的场所平整程度和进场时间要求较高。实践项目中，因进场时间和场所整平整原因，一柱一孔先行勘测一次钻探完结时间较长，而选择先进行方格网初勘、再加密详勘、再根据基础图进行超前钻、规划根据超前钻修正基础再补钻的办法进行；

概括来看，一柱一孔进行详勘+孔内物探的办法假设可行，将大大减少勘探的作业量和重复时间，其前置条件是尽早判定柱网安顿、提行进场整平、提跋涉行地勘作业；

8.2项目处理

本项目结构专业基础严格恪守基础比选-基础证明-试桩（试锚）实验-试桩（试锚）证明-施工图规划流程。在此凌乱地质条件下，恪守此流程的保证证了基础方案不会出现大的颠覆性的改动，为各阶段的作业供应了杰出的条件。因气候和现场原因，拾掇场所、地勘、超前钻时间不得不滞后，对基础规划带来了必定的重复外，其它作业均得以有条不紊进行。

9.        称谢

规划和施工是工程项目中两个重要的环节，关于溶洞这种地域性比较强的项目，规范在实践项目落地，尊重当地习气变得犹为重要。规划进程中各种参数的取值，多方进行方案重复证明和谈论，实属不易。本项目现在处于项目初期，规划的选择还留下后续施工查验。本文主旨希通过本次项目总结，为本公司溶洞区域结构规划供应建议。感谢南宁分公司周德勋总，南宁分公司王明、张舵、温燕妮的帮忙，查看老总范么清的教导，以及上海专家顾国荣，当地专家梁式培、马秀平、林树荣、姜广占等专家的重要建议。