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复杂岩溶地质条件下建筑地基处理的技术研究

赵步阳
  
大海媒体号
2024年129期
中铁四局集团物资工贸有限公司 安徽省合肥市230000

摘要:岩溶地质多因大量存在的碳酸类岩石结构组成,除了非常不稳定的地质构造之外,岩溶地质充填性质差异很大,结构很不均匀,地基处理起来容易遭遇大块孤石,更增添处理难度。本文结合岩溶地质区域建筑工程案例,全面分析总结岩溶地质特点,以及地基处理期间对地基处理技术的具体应用,意在提醒施工企业结合地质条件和地基处理目标,规范化执行地基处理技术工艺流程,保证地基的安全稳定性。

关键词:复杂岩溶地质;建筑地基处理;技术应用

引言:复杂岩溶地质条件是建筑工程地基处理中的一种不良地质,在此类地质条件下通过地基处理技术开展基础施工,施工企业须充分尊重岩溶地质特点,选择CFG桩地基处理技术,制定切实可行的施工方案,充分发挥CFG桩地基处理技术成本低廉,进度快,作业时机灵活掌握,无噪音污染,整体质量可控以及地基处理成效便于检测等优点,为建筑工程打造稳固放心的地基,保证工程建设优质高效完成,创造理想的综合效益。

1岩溶地基地质特征分析

碳酸盐岩密集分布的区域,如中国的广西与贵州,孕育出广泛分布的岩溶地貌,其显著标志是在物理与化学作用下形成的各式洞穴体系,涵盖土洞、落水洞至大型溶洞。岩溶地貌展现出极高的形态多样性,内部结构的不稳定性与充填物质的异质性,导致建筑物易于遭遇地基塌陷或变形的危机。相比于平原,山区地基条件更加复杂,表现为稳定性低、均匀度差,伴随地表剧烈起伏与大体积孤石,大大提升了工程施工难度。

2复杂岩溶地质条件下建筑地基处理的技术应用

2.1工程项目概况

位于一滨海地段的大型综合性项目,计划兴建30栋高层住宅楼,施工场地岩土成分繁杂,包含淤泥质土与硬质红粘土等多种类型。此区域属侵蚀残积地貌,已见成熟溶蚀现象,场内分布众多小型溶洞与发达的溶沟。整体而言,现场地形起伏明显,尽管地下水位适中,水质纯净无腐蚀性,然因地势条件恶劣,传统桩基础技术应用受限。首阶段工程尝试采用钻进成孔灌注桩技术,成效未达预期;该法耗时冗长,管理成本攀升,工程质量监控难度大,加之地工噪声扰民严重,后期补救困难。鉴于此,后续二、三期转向使用复合地基CFG桩工艺,成功突破施工瓶颈,实现效率与质量双赢。CFG桩的选用,不仅缩短了作业周期,降低了环境影响,而且大幅提高了地基稳定性,验证了其在复杂地质条件下构建稳固基础的能力,成为该项目高效施工的关键转折点。

2.2CFG桩在特定项目中的应用与施工技术

在项目的建设阶段,对于主楼的基础构建采用了筏板基础这一技术路径,确保了地基承载能力达到设计规范所要求的标准。然而,鉴于项目所在地的地质条件,主要是由红黏土构成的地层,尽管已通过前期勘探确定了土壤层的深度及宽度参数,但基于红黏土本身的特性,如高塑性与低渗透性等,使得其天然状态下的承载力未能充分满足建筑工程的需求。面对上述挑战,经多方论证及技术评估后,项目团队果断采取了CFG(水泥粉煤灰碎石)桩作为解决方案。此种复合地基技术的核心在于利用CFG桩的置换作用以及上覆褥垫层的应力分散效果,共同发挥出优异的综合性能。相较于传统的碎石桩,CFG桩不仅能够显著提升复合地基的整体承载力,还具备更佳的稳定性和抗变形能力,有效降低了地基沉降风险,保证了建筑物的安全性和耐久性。在处理复杂地质条件下,选用CFG桩复合地基方案不仅解决了红黏土地质带来的承载难题,也为后续结构安全奠定了坚实基础。这种创新应用体现了现代建筑技术对传统问题的有效应对策略,进一步彰显了工程实践中的科学精神和技术革新力量。相对于传统的钢筋混凝土桩,CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)的构造设计中融入了粉煤灰成分,同时摒弃了内部配筋的要求,这两大改变直接导致地基处理成本的显著下降,从而大幅度提升了项目的社会效益与经济效益。在具体实施过程中,需细致规划地基承载力特性的量化指标及基础尺度设定,精确规定桩顶高度与垫层厚度,遵循《建筑地基处理技术规范》来明确定义各项设计参数,并对地基可能发生的总沉降量做出准确预估。特别强调,施工方必须关注桩间土的承载能力分析,以合理调控不均衡沉降现象;在配置褥垫层时,宜选用级配适宜的碎石掺合中粗砂作为垫料,适当扩大铺设范围,以优化整个地基系统的力学表现,实现结构稳定与效能最优化的目标。

2.3CFG桩与冲击孔桩的技术经济性比较分析

与传统冲孔桩基础相比较,CFG桩的优势较为明显,主要包含以下几点:

1)造价低廉。相对于传统冲孔桩高昂的建造开销,CFG桩大幅度降低了总体投入,总工程费用骤降至前者85%水平,使得成本控制与项目性价比得到了有效的平衡,为投资方带来可观的经济效益。

2)工期优化与灵活性。CFG桩技术显著缩减施工周期,较冲孔桩减少一半以上,且能灵活调整工作进度,应对复杂岩层挑战,提升施工效率。

3)环境友好。区别于冲孔桩产生的噪声污染,CFG桩施工过程静音环保,极大减轻对周边环境干扰。

4)整体上的施工质量易于把控。以往冲孔桩常因入岩深度不足致施工受阻,特别是面对溶洞处理难题,而CFG桩则巧妙化解这一困扰,确保整体施工品质稳定提升。

5)施工成果易于检测。冲孔桩虽具较高单桩承载力,但其试验要求苛刻,需施加巨大荷载以验证,增加检测复杂度。反观CFG桩,仅需压板静载试验即可完成检测,简化流程,凸显便捷性与高效性,显著降低检测难度,突显其实用价值。

对比分析表明,在岩溶地貌区域运用CFG桩施工技术展现出诸多独特优势,尤其针对以往冲孔桩法面临的诸多技术瓶颈,如岩层穿凿难度大、地下水位影响等问题,提供了行之有效的解决方案。此方法在岩溶区的应用显示出极高的适配度与有效性。在实际施工中,有三种主流的CFG桩施工工艺被广泛采纳:泵压混合料配合振动沉管的CFG桩工艺,适用于土质较为松软或含水量较高的场地;单独应用的长螺旋成孔工艺,适合于岩石质地较硬或存在卵石夹层的情况;将人工灌注桩与长螺旋成孔工艺相结合的技术,则为综合型方案,能适应多种复杂地质环境,提供更为全面的地基处理措施。每种施工技术各有千秋,关键在于依据具体的岩土条件与工程特点,优选最适合的方法。通过这种方式,不仅可以保障岩溶地区高层建筑设计所需的地基稳定性,还能有效地控制成本,加快施工进度,整体提升岩溶区建筑的地基处理质量和效率,促进项目顺利推进。正确匹配施工技术和地质状况,成为推动岩溶地区建筑技术进步的关键因素之一,展现了工程实践中技术创新与智慧选择的重要性。在岩溶地貌环境下,CFG桩技术因无需配筋而提速施工,利于质量把控,其应用成效持续优化,有效降低成本,保障进度与品质,展现出对恶劣地形的良好适应性。此技术正处于不断发展完善期,实证显示,它不仅推进工程效率,且强化地基稳固性,尤其适合岩溶区域高层建筑,实现经济效益与工程技术的同步提升。

结束语:由此可见,在国内的广西以及贵州等地,分布着广泛的喀斯特地貌,也就是地质学及自然地理学中常说的岩溶地。这种地质条件对建筑工程用作地基并不友好,它独特的地形地貌以和特点,导致地理形态颇为复杂。而且岩溶地质内部结构很不稳定,因此用作建筑地基也无法保证稳定性起伏不平的地势不利于建筑工程的地基基础施工。面对如此困难的复杂岩溶地质条件,建筑工程施工企业应科学利用地基处理技术,克服不良地质条件带来的困难,充分发挥地基处理技术特点和优势,为建筑工程夯实地基。

参考文献

[1]吕胜奎.CFG桩复合地基在岩溶地区高层建筑地基处理中的应用[J].科学与财富,2018.

[2]李赛龙.岩溶地区岩土工程勘察与地基处理方法浅析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(1):3.

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