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摘 要： 岩溶地质条件下岩石地基的受力性状比普通地质条件下要复杂得多，岩石地基的承载力与桩身周围溶洞的大小、分布、溶洞个数、桩端持力层情况等因素有着密切关系。本文结合工程实例，将根据岩基荷载实验法、岩石室内饱和单轴抗压强度计算法分析地基承载力。
关键词： 岩溶； 地基承载力
1. 工程概况
广州市花都区中轴线石岗安置房工程拟建场地位于花城街道石岗村，三东大道西以北，天贵北路以西地块。项目规划总用地面积86829.2㎡（130.24亩），建筑占地面积约6.8万平方米，由18栋20层～32层住宅塔楼及1层商用裙楼组成，最大楼高约98.3m。主体为钢筋混凝土框剪结构和框架结构，设2层地下室，开挖深度约9m。拟采用钻（冲）孔灌注桩基础，包括抗拔桩和非抗拔桩，桩径分别为1.0m、1.2m和1.4m。主要是探查拟建建筑桩端持力层桩底3d（d为桩直径）或6m范围内岩石情况。建筑桩端持力层为中、微风化炭质灰岩、灰岩。
2. 基本地质条件
工程区属珠江三角洲冲积地貌，广花凹陷盆地中部，地势低平开阔，局部有起伏，根据地面调查和勘察揭露，工程区上覆厚度不等的第四系冲洪积粉质粘土、粗砂及残积成因的粉质粘土等，基岩主要为石炭系下统大塘阶石灰岩、炭质灰岩、砂岩，本次勘察在场地内未发现活动断裂构造迹象，场地是稳定的。
本次勘察揭露有影响场地稳定的不良地质作用，岩溶（土洞、溶洞）强烈发育，且溶洞有无—全充填的状况，岩溶有进一步发展的趋势。
3.桩基特性分析
岩溶地区溶洞的存在具有随机性和复杂性，为了研究多种因素对桩基承载特性的影响，采用了有限元方法进行分析。实际工程中影响桩承载力的因素很多，比较常见的方法是针对具体的问题具体分析，简化计算模型，以得到普遍性的成果。在工程问题上，大直径嵌岩桩的承载力特征值，可根据持力层岩样单轴抗压强度及桩身混凝土芯样强度等综合确定，本次计算模型的假设条件如下：
①溶洞充填物不受承受应力时，按无充填的空溶洞进行计算；
②溶洞形状按圆柱体考虑，他的形态在今后的变化发展情况不考虑，按其维持现状考虑；
③本次分析不考虑水流对桩的水平向作用力；
④分析过程中不考虑桩基本身受地下水等的破坏。
4.桩基承载力确定的常用方法
桩基承载力确定的常用方法主要有岩基荷载实验法、根据岩石室内饱和单轴抗压强度计算法。岩基荷载法被认为是最可靠的岩石桩基承载力确定方法。由于岩石桩基承载力因岩性而有差异。一般来说，岩体基本质量等级为Ⅳ级和Ⅴ级完整、较完整的软岩，以及破碎、极破碎的岩石，或对桩基承载力和桩基变形有特殊要求时，可进行岩基载荷试验，并按《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003附录H的要求来确定岩石桩基承载力。同时，对于完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值，可根据室内饱和单轴抗压强度按规范的式（5.2.6）确定，这也是当前工程勘察中最常用的方法。
5. 桩基承载力分析及实际工作难度
桩基础持力层应以連续完整的中、微风化岩为桩端持力层。根据本次工程勘察的钻孔资料及岩石单轴天然抗压试验的结果（详见抗压强度统计表，表1），应注意岩溶发育情况，保证桩端有稳定厚度的持力层。
桩端进入中、微风化岩层的嵌岩桩，单桩竖向承载力特征值可按下列公式进行计算：
frs、frp—分别为桩侧岩层和桩端岩层的天然湿度单轴抗压强度，C1、C2为系数，根据持力层基岩完整程度及沉渣厚度等因素而定，其他字母所代表的含义请参照《建筑地基基础设计规范》第10.2.4节，frs、frp、C1、C2等参数建议采用表2数值。
。
由于岩溶地区桩基承载特性研究是一项复杂的系统工程以及测试条件和方法、专业的局限性等因素影响，使得目前的工作还有许多不足之处，无系统性处理方案。
（1）由于目前实测的数据较少，岩溶地区桩基的作用机理难以准确描述，特别是围岩特性及溶洞几何特性对其影响还有待于进一步研究。
（2）岩溶地区钻孔桩的持力层顶板厚度和嵌岩问题是桩基设计时考虑的重要方面，国内外的研究主要集中在具体的施工方案描述和处理措施等方面，仅根据经验和简单的估算提出宜控制在5米和3倍～5倍桩径。目前仍缺乏准确的计算公式。
（3）岩溶地区桩端持力层安全厚度的影响因素众多，当存在软下卧层时，桩基以下硬持力层厚度一般不宜小于5倍桩径。对于小直径桩，由于桩底应力分面难于准确计算；而近年来，大直径人工挖孔灌注桩在桩基中应用日益广泛，前面提及的不精确性就带来日益多的实际问题。
（4）岩溶地区，由于岩溶的存在，就不可避免地存在桩基周围岩体临空面的稳定性问题。在实际工程中，对桩端岩体临空面稳定性问题的认识上，目前还存在争议。因此如何评价岩溶洞穴顶板稳定性，使基础设计做到既安全又经济合理，是工程建设中急待解决的问题。
（5）在分析单溶洞承载力的基础上，而对于串珠状溶洞情况和整个岩溶地区桩基特性分析较少。
岩溶桩基承载特性研究趋势，必将是由定性到定量，由平面到三维的立体化过程。因此加强实验室模拟研究，引入精确理论分析系统，以及大力开展数值分析方法的应用研究就显得势在必行。
参考资料
[1] 蔡长赓. 广东省标准《建筑地基基础设计规范》出版[J]. 工程建设与设计， 2003（7）：30.
[2] 中华人民共和国建设部. 岩土工程勘察规范：GB50021-2001[M]. 中国建筑工业出版社， 2002.
[3] 桂业琨. 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）实施要点[J]. 建筑技术， 2002， 33（8）：612-614.
[4] 黄焕强. 岩溶地区岩土工程特性及基础施工探讨[J]. 西部资源， 2016（3）：52-53.
[5] 郭胜军. 高密度电法探测地下空洞效果浅析[J]. 西部资源， 2013（4）：87-88+91.
[6] 朱永珠， 贺梓宸. 中梁山某隧道工程岩溶发育规律及涌水量预测[J]. 西部资源， 2016（3）：153-154.
[7] 马少华， 杨锐， 马挨荣，等. 西桌子山地区岩溶地下水储存与分布特征[J]. 西部资源， 2012（4）：120-123.
关键词： 岩溶； 地基承载力
1. 工程概况
广州市花都区中轴线石岗安置房工程拟建场地位于花城街道石岗村，三东大道西以北，天贵北路以西地块。项目规划总用地面积86829.2㎡（130.24亩），建筑占地面积约6.8万平方米，由18栋20层～32层住宅塔楼及1层商用裙楼组成，最大楼高约98.3m。主体为钢筋混凝土框剪结构和框架结构，设2层地下室，开挖深度约9m。拟采用钻（冲）孔灌注桩基础，包括抗拔桩和非抗拔桩，桩径分别为1.0m、1.2m和1.4m。主要是探查拟建建筑桩端持力层桩底3d（d为桩直径）或6m范围内岩石情况。建筑桩端持力层为中、微风化炭质灰岩、灰岩。
2. 基本地质条件
工程区属珠江三角洲冲积地貌，广花凹陷盆地中部，地势低平开阔，局部有起伏，根据地面调查和勘察揭露，工程区上覆厚度不等的第四系冲洪积粉质粘土、粗砂及残积成因的粉质粘土等，基岩主要为石炭系下统大塘阶石灰岩、炭质灰岩、砂岩，本次勘察在场地内未发现活动断裂构造迹象，场地是稳定的。
本次勘察揭露有影响场地稳定的不良地质作用，岩溶（土洞、溶洞）强烈发育，且溶洞有无—全充填的状况，岩溶有进一步发展的趋势。
3.桩基特性分析
岩溶地区溶洞的存在具有随机性和复杂性，为了研究多种因素对桩基承载特性的影响，采用了有限元方法进行分析。实际工程中影响桩承载力的因素很多，比较常见的方法是针对具体的问题具体分析，简化计算模型，以得到普遍性的成果。在工程问题上，大直径嵌岩桩的承载力特征值，可根据持力层岩样单轴抗压强度及桩身混凝土芯样强度等综合确定，本次计算模型的假设条件如下：
①溶洞充填物不受承受应力时，按无充填的空溶洞进行计算；
②溶洞形状按圆柱体考虑，他的形态在今后的变化发展情况不考虑，按其维持现状考虑；
③本次分析不考虑水流对桩的水平向作用力；
④分析过程中不考虑桩基本身受地下水等的破坏。
4.桩基承载力确定的常用方法
桩基承载力确定的常用方法主要有岩基荷载实验法、根据岩石室内饱和单轴抗压强度计算法。岩基荷载法被认为是最可靠的岩石桩基承载力确定方法。由于岩石桩基承载力因岩性而有差异。一般来说，岩体基本质量等级为Ⅳ级和Ⅴ级完整、较完整的软岩，以及破碎、极破碎的岩石，或对桩基承载力和桩基变形有特殊要求时，可进行岩基载荷试验，并按《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003附录H的要求来确定岩石桩基承载力。同时，对于完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值，可根据室内饱和单轴抗压强度按规范的式（5.2.6）确定，这也是当前工程勘察中最常用的方法。
5. 桩基承载力分析及实际工作难度
桩基础持力层应以連续完整的中、微风化岩为桩端持力层。根据本次工程勘察的钻孔资料及岩石单轴天然抗压试验的结果（详见抗压强度统计表，表1），应注意岩溶发育情况，保证桩端有稳定厚度的持力层。
桩端进入中、微风化岩层的嵌岩桩，单桩竖向承载力特征值可按下列公式进行计算：
frs、frp—分别为桩侧岩层和桩端岩层的天然湿度单轴抗压强度，C1、C2为系数，根据持力层基岩完整程度及沉渣厚度等因素而定，其他字母所代表的含义请参照《建筑地基基础设计规范》第10.2.4节，frs、frp、C1、C2等参数建议采用表2数值。
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由于岩溶地区桩基承载特性研究是一项复杂的系统工程以及测试条件和方法、专业的局限性等因素影响，使得目前的工作还有许多不足之处，无系统性处理方案。
（1）由于目前实测的数据较少，岩溶地区桩基的作用机理难以准确描述，特别是围岩特性及溶洞几何特性对其影响还有待于进一步研究。
（2）岩溶地区钻孔桩的持力层顶板厚度和嵌岩问题是桩基设计时考虑的重要方面，国内外的研究主要集中在具体的施工方案描述和处理措施等方面，仅根据经验和简单的估算提出宜控制在5米和3倍～5倍桩径。目前仍缺乏准确的计算公式。
（3）岩溶地区桩端持力层安全厚度的影响因素众多，当存在软下卧层时，桩基以下硬持力层厚度一般不宜小于5倍桩径。对于小直径桩，由于桩底应力分面难于准确计算；而近年来，大直径人工挖孔灌注桩在桩基中应用日益广泛，前面提及的不精确性就带来日益多的实际问题。
（4）岩溶地区，由于岩溶的存在，就不可避免地存在桩基周围岩体临空面的稳定性问题。在实际工程中，对桩端岩体临空面稳定性问题的认识上，目前还存在争议。因此如何评价岩溶洞穴顶板稳定性，使基础设计做到既安全又经济合理，是工程建设中急待解决的问题。
（5）在分析单溶洞承载力的基础上，而对于串珠状溶洞情况和整个岩溶地区桩基特性分析较少。
岩溶桩基承载特性研究趋势，必将是由定性到定量，由平面到三维的立体化过程。因此加强实验室模拟研究，引入精确理论分析系统，以及大力开展数值分析方法的应用研究就显得势在必行。
参考资料
[1] 蔡长赓. 广东省标准《建筑地基基础设计规范》出版[J]. 工程建设与设计， 2003（7）：30.
[2] 中华人民共和国建设部. 岩土工程勘察规范：GB50021-2001[M]. 中国建筑工业出版社， 2002.
[3] 桂业琨. 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）实施要点[J]. 建筑技术， 2002， 33（8）：612-614.
[4] 黄焕强. 岩溶地区岩土工程特性及基础施工探讨[J]. 西部资源， 2016（3）：52-53.
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[6] 朱永珠， 贺梓宸. 中梁山某隧道工程岩溶发育规律及涌水量预测[J]. 西部资源， 2016（3）：153-154.
[7] 马少华， 杨锐， 马挨荣，等. 西桌子山地区岩溶地下水储存与分布特征[J]. 西部资源， 2012（4）：120-123.