石灰岩地区地基基础处理

概要：石灰岩地区地基基础处理 阳小群 韶峰水泥集团(原湘乡水泥厂)一号窑技改工程为新建一条年产80万吨水泥(2000吨/日熟料) 的干法生产线。包括碎石(矿石)园库、原料预均化堆场、煤库、水泥库、水泥成品库等29个 主要建筑物，建设场地为石灰岩地区。1.工程地质特点本厂场地内基岩除局部地段为砂岩、砂页岩夹透镜状灰岩外，其余全部为棋梓桥组灰岩。覆 盖土层厚度各地段不一，其岩性：上部以含碎石粉质粘土为主，下部多为粘土组成的二元结 构。如：一号窑的碎石原料库，砂页岩联合储库地段覆盖土较厚，大多数土层厚度大于10m ，最深达17.1m，上部多为粉质粘土或填土，下部以粘土为主，少数基岩面上有软塑土，岩 溶较其他建筑地段发育，共施工23个钻孔有7个钻孔见溶洞，钻孔见岩溶率为30.43%。场地地质自上而下描述如下： 1.1表土及填土层：层位编号①，耕土由含植物根屑，有机质物的粉质粘土组成，灰～褐灰 色，干～稍湿，松散～稍密状，含植物根屑，砂岩灰岩碎石，本土层一般厚0.25m～0.60m。1.2含碎石粉质粘土

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石灰岩地区地基基础处理 

阳小群 

韶峰水泥集团(原湘乡水泥厂)一号窑技改工程为新建一条年产80万吨水泥(2000吨/日熟料) 的干法生产线。包括碎石(矿石)园库、原料预均化堆场、煤库、水泥库、水泥成品库等29个 主要建筑物，建设场地为石灰岩地区。

1.工程地质特点

本厂场地内基岩除局部地段为砂岩、砂页岩夹透镜状灰岩外，其余全部为棋梓桥组灰岩。覆 盖土层厚度各地段不一，其岩性：上部以含碎石粉质粘土为主，下部多为粘土组成的二元结 构。如：一号窑的碎石原料库，砂页岩联合储库地段覆盖土较厚，大多数土层厚度大于10m ，最深达17.1m，上部多为粉质粘土或填土，下部以粘土为主，少数基岩面上有软塑土，岩 溶较其他建筑地段发育，共施工23个钻孔有7个钻孔见溶洞，钻孔见岩溶率为30.43%。

场地地质自上而下描述如下： 

1.1表土及填土层：层位编号①，耕土由含植物根屑，有机质物的粉质粘土组成，灰～褐灰 色，干～稍湿，松散～稍密状，含植物根屑，砂岩灰岩碎石，本土层一般厚0.25m～0.60m。

1.2含碎石粉质粘土层：层位编号②，黄褐色～红褐色含碎石粉质粘土，干～稍湿，以坚 硬、硬塑为主，下部局部为可塑状，本层厚度为2.86m～13.40m，fk=280～240KPa。

1.3粘土层：层位编号③，为紫红色～棕红色或棕褐色粘土，稍湿～湿，浅层局部为干～稍 湿，硬塑～可塑，本层厚度为1.45m～15.9m，局部基岩面上有软塑粘土存在，层位编号③ -1，fk=220～60KPa。

1.4灰岩：层位编号为④，为场地之基岩，由泥盆系中统棋梓桥组灰岩组成，倾向290°～30 0°，倾角25°左右。 

地质柱状图如下： 本厂场地在覆盖层内没发现土洞，地表也无坍陷，基岩内绝大部分溶洞已被溶洞砾岩或粘性 土充填，地下水不丰富，活动不强烈，岩溶发育趋向于停止。场地内基岩面溶沟、溶槽发育 ，起伏大。如两钻孔相隔7.5m，基岩面高达7.0m以上，个别地段还有溶蚀漏斗带存在，场地 内所有溶沟、溶槽或溶蚀裂隙全部被粘土或粘性土或粘性土夹碎石，或溶沿砾石填充。往深 部岩石逐步完整，溶洞溶蚀裂隙减少。 

如倒锥壳水塔基础，钻4个孔：ZK117.50孔深116.81标高ZK2 17.60116.86ZK317.10116.89ZK418.80 116.73， 分别在8.8m、8.8m、8.4m、8.7m见基岩，由于覆盖层为人工填土和淤泥质土，因此考虑人工 挖孔桩，结果在开挖中7根桩，最大桩长达15.4m，最小桩长达10.2m。 

2.工程勘探 

网点密度及钻孔深度的探讨：鉴于基岩表面溶蚀现象严重，在施工图阶段，不但要加密勘探 点密度，而且还应结合工程中基础要求，补充每个基础下的工程钻，如一号窑石膏矿渣、碎 石输送皮带通廊，该场地原来是垃圾场，平基工程又将此作为弃土场，下面还有原来的下水 道，排洪沟，因这部分地质钻探网点密度在30m以上，根据地质条件基础设计人工挖孔桩， 在施工过程中很被动，由于是排洪沟，人工挖孔桩难以穿越该段，无法排尽桩孔内大量的涌 水，改为机械钻孔灌注桩又难以穿越排洪沟沟壁障碍物，致使桩歪斜，改大开挖要挖10余米 深，亦不经济。只得挪动桩位，改变原基础设计，加大承台梁，以此来满足要求，因此在生 产调度中心大楼设计时要求一桩一桩一钻，以争取主动。 

重视勘探工作，不能用临近钻孔参考。如球形水塔，参考近处建筑钻孔，层底深度3.5m为粉 质粘土，fk=230KPa；6.5m为粘土，fk=135KPa；6.5m以下为碎石土，fk=300KPa。选 择碎石土为持力层，基底标高为6.6m，结果基坑开挖后，不见碎石土层，只有粘土层，且越 往下挖土质越糟，不得不基础返工挪位，经补充勘探，粉质粘土层厚5.94m～9.66m，将基础 持力层选择在该层，改为加宽基础浅埋。 

钻孔网点距离，按规范在施工图详勘阶段。 

场地类别Ⅰ类建筑Ⅱ类建筑

〖BHDG1*1/5，FK8，K8ZQ，K8ZQF〗简单场地3.5～50m50～75m 

中等复杂场地20～35m25～50m 

复杂＜20m＜25m 

(见工程地质手册表2-1-3，TJ21-77规范表7) 

当采用基岩作持力层时，对我厂的情况而言，上述网点距离满足不了设计和施工要求，如碎 石库区砂页岩联合储库，网点距离＜30m，为28.75m，29.97m，按地质剖面图来看，设计标 高以下7m见基岩，结果在施工过程中，墩式基础挖至17m～18m方见基岩，致使基础工程浪费 很大，在该项工程中，±0.00以上工程费用为600万元，±0.00以下部分工程费用超过600万 元。 

规范(TJ21—77)对岩溶地区钻孔深度有规定，对基底面土层＞压缩层厚且无形成土洞条件时 ，一般性孔及控制性孔可按表6 

建筑类别一般性孔控制性孔 

〖BHDG1*1/5，FK8，K8ZQ，K8ZQF〗 

Ⅰ类10～15m15～30m

Ⅱ类6～12m12～20m 

对以基岩为持力层者，钻孔应进入完整基岩3～5m或穿透溶洞底板下3～5m，当为桩时取＞3d ，对特殊地段的钻孔应继续加深才能判断：如一号窑生料均化库ZK102～ZK105，完整基岩面 上岩性与周围钻孔岩性明显不同，灰岩面上有一层深灰色砂而岩碎块或黑色粘土存在，且厚 度较大，ZK105自4.65m开始就见深灰色砂页岩和灰岩碎块，直至21.39m才见十分破碎的灰岩 ，到29.74m灰岩还不太完整，据推测，可能原是灰岩溶洞，由于上覆岩层的重力作用，使其 坍塌、堆积而成。因此在诸如此类特殊地段的钻孔必须加深，才能做出正确判断，以便基础 处理时，做出最佳决择。 

3.基础处理 

3.1理论基础：建筑物的建造使地基中原有的应力状态发生变化。这就必须运用力学方法来 研究荷载作用下地基土的变形和强度问题。地基基础必须满足两个基本条件：要求作用于地 基的荷载不超过地基的承载能力，保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备；控制基 础沉降使之不超过地基的容许变形值，保证建筑不因地基变形而损坏或者影响其正常使用。 

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