佛山地区岩溶地基调查及其基础选型和岩溶处理对策

佛山地区岩溶地基调查及其基础选型和岩溶处理对策

李新强

（佛山市南海百勤审图有限公司）

摘要：

随着城镇化建设的高速发展，土地资源越来越稀缺，特别是经济发达的地区，如珠三角地区的佛山市，佛山市下辖五区，即禅城区、南海区、三水区、高明区和顺德区，尤其禅城区、南海区和顺德区的各街道和乡镇均成为建设用地，基本农田越来越少，即使岩溶地质强烈发育地段都成为抢拍的建设地块。岩溶是不良地质作用下的地质灾害之一，岩溶地基较不稳定，处理不好容易引起地面塌陷和建（构）筑物沉降，甚至造成严重的人员和财产损失。

经过抽取2017年到2022年期间审查的佛山地区范围内（顺德区除外）项目地质勘察报告和佛山地区区域地质等方面的资料进行综合分析，了解了佛山地区（顺德区除外）的区域地质构造、岩溶发育特征和分布特点以及岩溶发育成因，综合归纳了可能采取的岩溶地基基础和岩溶处理方法及对策，有助于选择合理的岩溶地基基础，有利于避免岩溶地质灾害的发生，又有利于建筑安全和节省建造成本。

关键词：岩溶特征；岩溶地基；地基基础；岩溶处理；对策

1前言

自2011年7月至今，由于长期从事佛山地区（顺德区除外）项目地质勘察报告的审查工作，发现许多项目存在岩溶地基的地质勘察报告不能准确查明岩溶分布具体位置，岩溶地基基础选型建议片面追求桩基础，甚至忽视了岩溶处理建议和施工勘察建议，使得后期的地基基础选型和岩溶处理设计不能适用现场实际，造成建造周期增长、建造成本成倍增加和施工安全事故。因此有必要研究岩溶地基的勘察和设计工作，有利于更好的把握岩溶地基基础和岩溶处理方法的选择，以便于更好的提供服务。

本次统计分析了2017年到2022年审查的勘察报告共506份，存在岩溶地基的有44份，其中南海区28份，三水区11份、高明区5份，禅城区尚未发现。本次重点选取中信山语湖花园、佛山恒大悦辰花园、保利雅苑和合长商业楼等四个岩溶地基项目，通过分析佛山地区区域地质构造，详细分析了佛山地区岩溶形成的成因、分布特征、可选取的岩溶地基基础类型、岩溶处理方法以及建造时应采取的设计和施工对策。

2佛山地区区域概况

2.1 佛山地区地理、地形地貌及自然环境

佛山市地处广东省中部、珠江三角洲腹地，中心位置位于东经113°06'，北纬23°02'，属亚热带季风性湿润气候，气候温和，[1]雨量充沛,年平均气温23.2°C。佛山东接广州市、南望中山市和江门市，西邻肇庆市和云浮市，北靠清远市，地理位置详图1[2]。

图1 佛山市区域地图

佛山市有珠江水系中的西江、北江及其支流贯穿全境，属典型的三角洲河网地区[3]。佛山东部为南海区，靠三水区的西北部和靠高明区的西南部西樵一带地势高，多低山和丘陵；地貌形态与区内构造、出露地层岩性有关[4]。中部和东南部地势低，主要是西江和北江三角洲平原及其支流形成的河谷三角洲平原，且水网密布。佛山市中部被南海区三面包围的禅城区为平坦的冲积平原，主要是亚砂土和淤泥及淤泥质土，属珠江三角洲沉积的上覆层[5]。佛山市西北部是三水区，地形地貌复杂，有低山、岗地、平原、洼地等，地势自西北向东南倾斜，属半丘陵区。三水区西部为砂砾岩、变质砂岩、花岗岩及石灰石等形成的低山高丘；三水区东部、中部、南部为砂岩、沙页岩、砾岩等风化组成的丘陵；其余为泥沙冲积平原和河网地带[6]。佛山市西南部为高明区，其大部分属于冲积平原区，东北部由河流沉积物形成，属堆积地貌；西南部是低山丘陵台地区，是大量花岗岩侵入形成，属侵蚀地貌[7]。

2.2 佛山地区区域地质特征

根据区域地质资料[8]，佛山区域构造在大地构造上属于华南地槽褶皱系的一部分，经历加里东、华力西—印支、燕山及喜马拉雅四个构造阶段，加里东构造阶段为地槽型的砂页岩建造、石英砂岩建造和复理式建造，以较宁静的振荡运动为主，断裂不甚发育；华力西—印支构造阶段为泥盆系到三叠系地台型的滨浅海相碎屑岩～碳酸盐～碎屑岩建造，振荡频繁，产生沉积间断，形成断续型褶皱，断裂构造相当强烈，并伴随有中酸性岩浆侵入；燕山构造阶段为侏罗系含煤建造和含火山碎屑磨拉式建造，形成向斜褶皱，同时块断运动强烈，岩浆活动频繁；喜马拉雅构造阶段主要为白垩系到第三系的陆相碎屑岩红层建造，以宽展型褶皱和压性断裂为特征，无侵入活动，未发现有喷发活动。[9]

泥盆系至中三叠统地台的盖层褶皱，以过渡型褶皱为特征，常与同向高角度断裂同步产出，组成“褶皱构造带”。褶皱轴线方向多变，但以NE向为主。上三叠统和侏罗系中的褶皱以宽展型的短轴背向斜为特征，而白垩系和第三系中则主要发育平缓的向斜、拱曲或单斜构造。[9]

按照《佛山市区域地质图》，境内地层出露层次由老到新的顺序是寒武系浅海相复理石碎屑岩建造、奥陶系笔石页岩～复理石碎屑岩建造、志留系壳相页岩～笔石页岩建造、泥盆系滨浅海相碎屑岩～碳酸盐～碎屑岩建造、石炭系浅海相碳酸盐夹含煤碎屑岩建造、二叠系浅海碳酸盐碎屑岩建造、三叠系陆相至浅海含煤建造～浅海至滨海碎屑岩～碳酸盐建造、侏罗系陆相火山碎屑岩建造、白垩系陆相碎屑岩红层建造、第三系陆相碎屑岩夹火山岩建造、第四系陆相及滨海碎屑沉积等。

根据《佛山市区域断裂构造图》可知，佛山地区断裂以NE向和NW向为主，其次为EW向（如图2[8]）。NE向断裂包括龙塘～金利断裂带、麦岗断裂带、石碣断裂带、广州～从化断裂带、番禺～新会断裂带、明城断裂带、苍城～海陵断裂带和鹤城～金鸡断裂带。NW向断裂包括西江断裂带、北江断裂带、顺德断裂带和白坭～沙湾断裂带[10]。EW向断裂主要为广州～三水断裂带。其中麦岗断裂带、明城断裂带、苍城～海陵断裂带和鹤城～金鸡断裂带为实测早、中更新世断裂带，其它均为推测隐伏断裂带。

图2佛山地区区域断裂构造图

石碣断裂带位于佛山市南海区松岗镇石碣附近，往南西经罗村、张槎王借岗，延至西樵民乐一带，往东北可至里水附近，除石碣等局部出露地表外，大部分被第四系覆盖，断裂走向NE20°～35°。断裂南东盘在王借岗出露有始新世的次橄榄玄武岩（上地幔岩浆分异产物），说明这是一条切割较深的断裂，是新构造分区的狮山隆起区和佛山沉降区的分界线，晚更新世以来表现为南东盘下降接受三角洲沉积。历史上1683年和1824 年曾在该断裂附近先后发生过两次5级破坏性地震。

广三断裂东起广州南部，往西经三水盆地，并将三水盆地分成南北两半，然后向西延伸至肇庆市高要东北的广利一带。断裂东段自长洲北缘经仑头、老鼠岗、沙园至白鹅

潭，第四系沉积厚度资料显示，沿断裂带形成近东西向的拗陷斜坡。中段沿雅瑶水、松冈圩经黄洞迳水库一带往北至石泉铺—东风水库一带南北宽约5km的范围内，地表多处可见近东西向的断裂构造形迹。断裂西段起于西江与龙塘—金利两条断裂带以西，顺东西向西江河道发育，但全为第四系松散层复盖。在地震活动方面，断裂在与瘦狗岭断裂带、广从断裂的交汇处，历史上发生过多次中强地震与有感地震。

白泥-沙湾断裂带[10]分布于珠江三角洲重点区的佛山大沥、顺德陈村、广州花都、三水区白坭和炭步、番禺区大乌岗、沙湾镇、紫坭村、南村、及南沙大涌一带，主要为

隐伏断裂，走向290°～320°，倾向南西或北东，倾角30°～80°，构造岩主要为碎裂岩、硅化岩和断层角砾岩，晚期发生硅化、褐铁矿化、黄铁矿化等蚀变。穿过白垩系的该组断裂一般为正断层性质，断面未见蚀变，有明显挤压擦痕。该断裂主要由东、西两枝主干断裂组成，西枝为石洲（西淋岗）—沙湾断裂，东枝为炭步—大石—南沙断裂（广州城市地质调查称为白坭—大石断裂）。

礌岗断裂带走向15°～35°，倾向北西，倾角40°～80°。在广三断裂以南，断裂主要发育于白垩系中，在礌岗一带，见测水组与第三纪白鹤洞组呈断层接触。破碎带中以发育硅化构造角砾岩、硅化岩及碎裂岩等为特征。在礌岗于测水组中见硅化构造角砾岩和硅化岩相间组成的构造带，局部宽大于65米，单条宽15～25米，角砾多呈棱角状，成分为砂岩硅化岩等。于礌岗西侧的壶天群灰岩中，见宽大于30米的张性构造角砾岩。断裂在近代仍有活动，礌岗附近见温泉，断裂往南延出区外的沙窖附近曾有3.3级地震发生。该断裂早期为逆断层，晚期为平移正断层。形成于印支期燕山期，至近代仍有活动。

3佛山地区岩溶地基调查

3.1 佛山地区岩溶地基发育特征调查

通过分析2017年以来审查的佛山地区（顺德区除外）项目地质勘察报告，结合《佛山市地质图》，钻探揭露基岩多为第三系（E）紫红色粉砂质泥岩、泥质砂岩、含砾泥岩、砂岩、砾质砂岩、泥岩、泥灰岩等；三叠系（T）砂岩、灰岩等；石炭系（C）砂质泥岩、炭质泥岩、泥岩、粗砂岩、砂岩、炭质灰岩、泥灰岩、石灰岩等；泥盆系（D）砂砾岩、粉砂岩、泥岩，夹细砂岩、薄层灰岩，局部含钙质等。

从审阅的地质勘察报告而言，佛山地区尚未发现裸露型[11]土洞和溶洞，主要是埋深大于10m及其以上的浅覆盖型和深覆盖型[11]土洞和溶洞，埋藏型[11]土洞（或溶洞）只出现两例，即：三水区白坭镇人民医院项目发现一例埋藏型[11]土洞（或溶洞）分布在非可溶性中风化泥质粉砂岩之中；南海区大沥镇穗盐东路西南侧合长商业楼项目发现一例埋藏型土洞（或溶洞）分布在非可溶性粉砂质泥岩之中。

南海区、三水区和高明区均存在土洞和溶洞地基，其中南海区里水镇发育强烈，多形成两层甚至六层的串珠状溶洞。溶洞发育地段，隐伏灰岩多是中、微风化硬质岩，多伴随有单层土洞发育。土洞和溶洞有的无充填、有的半充填、有的全充填，充填物多为流塑状粉质黏土，一般地，全充填溶洞处于休眠期，岩溶水流动性差，岩溶洞体相对稳定。溶洞中风化灰岩或微风化灰岩顶板厚度厚薄不一，0.10m厚度发现较多；洞体高度大多在5m以内，但岩溶发育强烈的场地洞高达到15m多。

3.2 岩溶地基的成因及地基稳定性调查

土洞是指埋藏在岩层上的砂土层、黏土层或粉质黏土层内的空洞。土洞往往伴随溶洞而产生，当上覆的砂土或粘性土，因地表水和地下水的活动而随水流冲刷和潜蚀，产生土体流失而形成一定的空间，当空间壁在相对长的一段时间具有一定的稳定性，这就产生了土洞。土洞继续发展，由于水流中粘性物质的渗透性很弱，造成土洞充填软塑状粘性沉积物；或水流冲刷作用增强，土洞继续发展，甚至形成地表塌陷。土洞的发育与地下水活动和地下流水通道等因素密切相关。外界条件的改变或人为活动影响会加速土洞发展速度，可导致地面沉陷。

岩溶是指可溶性岩层如碳酸盐类岩层（石灰岩、白云岩）等受水的化学和物理作用而产生，尤其断裂发育的灰岩地区，使岩溶发育具备了三个条件，即：具有可溶性岩层、足够流量的酸性水和断裂造成的地表水下渗及地下水流动的裂隙通道，经过漫长的复杂的地质作用形成溶洞。佛山地区发育的溶洞主要赋存于石灰岩、凝灰岩中，场地附近断层发育，而且灰岩上覆较厚的砂土层。

岩溶塌陷分布受可溶性岩赋存条件影响，若溶洞发育埋深较浅，溶洞和溶蚀裂隙以及其上覆砂土层形成较好的流水通道，在地表水和地下水的相互作用下，对上覆土体进行潜蚀和冲刷，当地下水位在岩土交界面附近频繁升降，将冲刷物随溶蚀通道带入溶洞，初步形成土洞，土洞逐渐扩大，向地表发展，便造成地面塌陷，危害性极大。

勘察期间探明的土洞和溶洞大小，并不代表岩溶是稳定的，受到地下水对碳酸盐岩的长期侵蚀作用，有可能形成新的溶洞和土洞或致使原有溶洞、土洞扩展，当环境因素改变了地表水和地下水的赋存和水流条件时，受地下水的冲刷和潜蚀作用，溶洞上覆土层会形成土洞，甚至产生地面塌陷。

溶洞塌陷的形成和发展除与自然条件有关外，还与外部条件和人为因素密不可分，具长期性、不可遇见性、随机性和突发性特点，危害性很大，对场地的稳定和地面设施的破坏巨大，同时施工过程中和建成使用后也会改变原有岩溶场地的平衡，造成溶洞塌陷，引发产生塌方等次生地质灾害。

总之，土洞地基在岩层之上的第四系覆盖层中，“影响土洞地基失稳的因素有许多，如地下水、地表水、地震和振动、重力和人工加载等，其中地下水和地表水是最关键最重要的因素。”[12]工程中主要是施工活动容易产生塌陷。而“影响含溶洞岩石地基稳定性的因素很多，有岩体的物理力学性质、构造发育情况（褶皱、断裂等）、结构面特征、地下水赋存状态、溶洞的几何形态、溶洞顶板承受的荷载（工程荷载及初始应力）、人为影响因素等，它们是地基稳定性分析评价的重要依据。”[12]

3.3 佛山地区岩溶地基的几个工程实例

一个项目的选址是一个综合而系统的工程，一旦确定项目地址，一般就决定了项目的开发进入实施阶段，很少变更项目地址的。通过对中信山语湖项目、佛山恒大悦辰花园项目、保利雅苑项目和合长商业楼项目等四个岩溶地基勘察报告分析，根据岩溶地基发育特征、场地区域断裂和地层等方面的研究，确定合适的岩溶地基基础和处理方法，满足项目安全性、耐久性和经济性要求；便于更直观掌握岩溶地基基础的选型。

3.3.1 中信山语湖项目的岩溶地基调查

拟建项目位于佛山市里水镇中信大道以北，S47一环北延线高速公路以西，G15深海高速以南。拟建7栋高层，均为32层，拟采用框架-剪力墙结构，高度98.85m，全场地设有二层地下室，开挖约10m。

建筑场地处于白坭-沙湾断裂、石褐断裂和广三断裂所围的区域范围之内，场地处于背斜的西翼，背斜核部地层为石炭系石磴子组灰岩，两翼为测水组砂页岩、泥岩等，场地内未发现有区域性活动断裂通过,根据钻探揭露，局部地段有次级断裂，岩石存在挤压破碎重胶结现象。

拟建场地属山间河流冲积阶地地貌，场地地形整体较平坦，西北侧及东侧为道路，西北侧道路之外为球场，南侧东部为学校7层楼房紧邻场地，南侧西部为3层别墅紧邻场地，场地地貌条件属简单地貌场地。

场地岩土层自上而下为：第四系人工填土、河流冲积粉质粘土、粉细砂、淤泥质土、细砂（局部夹薄层中、粗砂）、粉质黏土，残积粉质粘土层，下伏基岩为石炭系下统砂岩、泥岩、灰岩等，即：全风化炭质泥岩、强风化（炭质泥岩、泥岩、粗砂岩、砂岩、炭质灰岩等)、中风化（砂岩、粗砂岩等）、微风化灰岩。

场地探孔尚未发现土洞。勘察期间测得地下水位埋深0.35～5.35m，平均1.92m。 

溶洞洞顶为微风化石灰岩，顶板厚度0.1m～4.30m。洞高0.20m～15.30m。洞顶深度20.05m～45.60m。洞底为微风化石灰岩。溶洞见洞率为65.18%，属岩溶强发育区[11]。溶洞多为2～3层串珠状溶洞，甚至达到6层串珠状溶洞，溶洞大部分全充填或半充填，充填物多为流塑～软塑状粘性土及灰岩碎块，局部无充填。

拟建建筑荷载大，且场地开挖10m设置2层地下室，栋与栋之间存在纯地下室区域，考虑抗浮因素，建议采用钻冲孔灌注嵌岩桩或旋挖灌注嵌岩桩。桩端嵌入倾斜的完整和较完整微风化灰岩时，基桩全断面嵌入深度不宜小于0.4倍桩径，且不小于0.5m。[11]

为确保嵌岩桩满足承载力要求，并建议桩底较完整微风化灰岩厚度不应小于3倍桩径，且不小于5m，当相邻桩底岩面起伏较大时应加深勘探深度。[11]由此要求桩基施工前进行一桩一孔的超前钻（或施工勘察）探测，并采用物探方法[11]和管波探测法[13]确定桩侧和桩底是否存在溶洞。“当利用溶洞顶板作为基桩持力层，并应对顶板进行强度计算和稳定性验算，当溶洞顶板不能作为基桩持力层时，桩端应进入强度和稳定性符合要求的岩层或对溶洞进行处理。”

[11]桩基施工完成后应按桩基检测规范进行检测，检测结果符合设计要求后方可采用。

3.3.2 佛山恒大悦辰花园项目的岩溶地基调查

拟建项目位于佛山市高明区明城镇六堂村，地处高明镇高明大道南侧，南侧为明七路，东为平山一路（规划），呈长方形。该项目拟建10栋24～25层高层住宅、局部为1～3层商业配套和幼儿园等配套设施组成，建筑高度4.60～88.70m。拟建项目北侧设置1层高5.0m地下室、南侧区域设置2层高9.0m地下室。

拟建场地处于珠江三角洲冲积平原地貌，根据区域地质资料，广从、广三、西江断裂是本区构造的基本骨架，场地处于三水断陷盆地西延部分，场地无活动性断裂通过。

拟建场地地层自上而下按成因类型分为：第四系人工填土层、第四系冲积层（粉细砂、淤泥质土、粉质黏土、中粗砂）及残积层（粉质黏土），下伏基岩为三叠纪系砂岩、灰岩风化带组成，即：全风化砂岩、中风化灰岩、微风化灰岩；基岩层面起伏较大。勘察测得初见水位埋深0.20～2.00m。

土洞见洞隙率为6.5%，土洞洞高1.50～7.10m，为无充填或全充填流塑黏性土；土洞主要赋存于粉质黏土层或残积粉质黏土中，洞底多为微风化石灰岩。洞顶深度14.6m～27.70m。 

岩溶见洞隙率为36.6%，属岩溶强发育区[11]。溶洞主要赋存于中风化石灰岩和微风化石灰岩中。部分钻孔发育有二层及其以上的溶洞，以串珠状、全充填为主，部分无充填、少量半充填。溶洞洞高0.40～15.30m，洞顶深度16.30m～31.60m。顶板厚度0.1m～4.50m。

纯地下一层区域基底地基土主要为淤泥质土，局部为素填土、粉细砂、粉质粘土，淤泥质土厚度较大；纯地下二层区域基底地基土主要为粉细砂、淤泥质土，局部为中粗砂，均可采用人工复合地基上的浅基础，建议采用水泥搅拌桩(或高压旋喷桩)对基底素填土、粉细砂及淤泥质土进行地基处理，处理至粉质黏土层或中粗砂层顶部，经检测合格后作为复合地基；对于基底为粉质黏土、中粗砂区域，且无软弱下卧层时，可采用天然地基浅基础，经检测粉质黏土层、中粗砂层满足设计要求后可作为基础持力层。若考虑纯地下室抗浮安全要求，可设置抗拔锚索或锚杆。

拟建低层建筑如商业楼、幼儿园、值班室、大门、配电房、裙楼商业楼等1～3层建筑，上部荷载较小，浅部地基土主要为素填土、淤泥质土，局部为粉细砂、粉质黏土，下伏淤泥质土层，地基承载力不能满足建筑荷载要求，可采用人工复合地基；个别低层单体基底中粗砂层，经检测合格后可采用天然地基浅基础。如果存在抗浮安全要求，可设置抗拔锚索或锚杆。

拟建8栋高层均设置1层地下室，南侧2栋设置2层地下室；基坑底板以下主要为第四系土层，厚度较大，土质不均匀，且下伏土洞和溶洞发育强烈，建议采用钻冲孔灌注桩或旋挖灌注桩，且桩底较完整中风化灰岩或微风化灰岩厚度应确保桩底岩层不因桩端传递的附加荷载而造成下伏溶洞塌陷，必要时必须验算下伏溶洞顶板的稳定性。

复合地基施工过程中会造成土洞塌陷或岩溶地面塌陷，可直接按照复合地基处理方法进行处理。

3.3.3保利雅苑项目的岩溶地基调查

拟建项目位于佛山市南海区桂澜路与海三路路口东南方。拟建四栋17层～39层高层塔楼及部分商业裙楼。场地中部及北部设置二层地下室，南部设置一层地下室。

地貌类型为珠江三角洲冲积平原区。勘察场地的北侧30m处有一条河涌。根据佛山市地质图，在场地西北侧距离场地约300米处有礌岗东断裂穿过。断层隐伏第四系之下，下盘为石炭系，上盘为下第三系，属正断层。项目所在位置处基岩为石炭系下统测水组炭质页岩、炭质灰岩及石灰岩。另外在场地东南角个别探孔揭露有泥质粉砂岩。

该场地自上而下分别为杂填土层、海陆交互相沉积层（淤泥层、粉砂层、中砂层、淤泥质土层）、冲积-洪积层（粉质黏土层）、残积土层（粉质黏土层）及基岩（全风化炭质页岩、强风化炭质页岩、强风化炭质灰岩、强风化石灰岩、强风化泥质粉砂岩、中风化石灰岩、微风化石灰岩）。

本次勘察未揭露土洞，但不排除土洞存在的可能性。勘察测得地下水初见水位埋深为1.50～3.10m。岩溶见洞率为11.6%，属岩溶中等发育区[11]。溶洞主要赋存于中风化石灰岩和微风化石灰岩中。部分钻孔发育有二层及其以上的溶洞呈串珠状。全充填溶洞占27.2%，半充填溶洞占72.8%；充填物为砂土、粘性土和风化岩碎屑。溶洞洞高0.50～3.50m，洞顶深度17.80m～28.60m。顶板厚度0.1m～1.50m，顶板最小厚度仅为0.10m的中风化灰岩。

拟建高层建筑物荷载较大，地基浅部无良好持力层；对于商业裙楼及地下室，地基浅部土层承载力满足要求，但由于基底局部存在高压缩性的下伏软土层会造成与高层建筑间较大的差异沉降，且纯地下室部分必须考虑抗浮安全，地基土沉降很复杂，因此不便于采用天然地基。

如果对商业裙楼及地下室地基压缩层进行处理后形成复合地基，地基承载力满足要求，但是主体与裙楼基础必须分离而设置沉降缝，处理深度可达冲积-洪积粉质黏土层。抗浮安全可设置抗拔锚索或锚杆。

经过仔细研究，场地北部的两栋塔楼区域溶洞较发育，且溶洞顶岩层较薄，对桩基础的稳定性造成较大影响，而且溶洞洞高3.50m以内，串珠状溶洞内半充填或全充填砂土、粘性土和风化岩碎屑，建议对该区域进行超前钻（或施工勘察）以探明溶洞范围，在基础施工前对该区域溶洞进行溶洞处理。从建设成本和建设工期考虑，建议高层和低层建筑都可采用AB型组合预应力管桩，以强风化层作为桩端持力层；预应力管桩完成后必须经检测满足设计要求后方可确保基础安全，同时预应力管桩也可设置为抗拔桩满足抗浮要求。

当然，根据拟建建筑物特点和场地岩溶地基情况，也可选用钻冲孔灌注桩或旋挖灌注桩，且桩底较完整中风化灰岩或微风化灰岩厚度应确保桩底岩层不因桩端传递的附加荷载而造成下伏溶洞塌陷，必要时必须验算下伏溶洞顶板的稳定性。而且灌注桩的抗浮能力更好。

3.3.4合长商业楼项目的岩溶地基调查

拟建项目位于佛山市南海区大沥镇穗盐东路西南侧，拟建5层商业楼和1层4m高的地下室。拟建场地处于珠江三角洲冲积平原地貌，场地东南面约40m为花地河支流，河涌宽约20～50m，水流量较大，流速较快，潮汐顶托作用明显。根据区域地质资料，广从、广三、白坭-沙湾断裂所围的区域范围之内，钻探揭露基岩为第三系红层。钻探测得初见水位埋深为0.70～1.40m。

场地地基土自上而下由人工填土层、第四纪冲淤积层（淤泥质土、粉质黏土）组成，基底岩石为第三纪始新世宝月组基岩（全风化粉砂质泥岩、强风化粉砂质泥岩、微风化粉砂质泥岩）。

土洞和溶洞揭露率为85.7%，属岩溶强发育区[11]。场地内28.57%钻孔揭露土洞上覆全风化粉砂质泥岩、而下伏强风化粉砂质泥岩或微风化粉砂质泥岩，洞高2.00～11.70m，洞顶埋深15.60～16.30m，洞内主要半充填有流塑～软塑状黏性砂土、岩块,少量洞内全充填有软塑状黏性砂土,钻进均漏水。57.13%钻孔揭露埋藏型[11]溶洞上覆微风化粉砂质泥岩和强风化粉砂质泥岩、而下伏微风化粉砂质泥岩和强风化粉砂质泥岩，洞高0.70～4.50m，洞顶埋深18.40～26.40m，洞顶微风化粉砂质泥岩和强风化粉砂质泥岩厚度为1.40～10.10m，洞内半充填有软塑～软可塑状黏性砂土，钻进漏水。

由于土洞顶部全风化粉砂质泥岩，且上覆至少12.40m的第四系覆盖层，采用人工复合地基上的浅基础，处理深度达到第四系粉质黏土层，是可行的。也可考虑采用φ400～500mm预应力管桩基础，以强风化岩或微风化岩面作桩端持力层，管桩穿越土洞，当埋藏型[11]溶洞顶部微风化粉砂质泥岩穿不透时，可对下伏溶洞进行处理，确保桩底较完整强风化粉砂质泥岩厚度不应小于3倍桩径。根据拟建建筑物特点和场地岩溶地基情况，也可选用钻冲孔灌注桩或旋挖灌注桩，且桩底较完整岩层厚度应确保桩底岩层不因桩端传递的附加荷载而造成下伏溶洞塌陷，必要时必须验算下伏溶洞顶板的稳定性。

3.4 佛山地区的岩溶地基基础类型分析

佛山地区主要是隐伏岩溶[14]地基，不论是土洞还是溶洞，一般都是埋深10m以上的浅覆盖型和深覆盖型[11]土洞和溶洞。在基础选型时，除了必须考虑岩溶的水平和垂直分布特征、充填特征、洞体埋藏深度以及覆盖层土层和岩层性质外，还应特别注意建筑物平面布置、结构型式及荷载特点等资料，必要时应充分考虑地下水和地表水特征进行综合分析选择。

佛山地区隐伏岩溶地基中，上覆第四系沉积物的填土层和淤泥、淤泥质土层往往较厚，厚大的软弱土层不经处理是不能作为地基持力层的。由此，佛山地区岩溶地基可以采用人工处理复合地基基础和桩基础两类，而且应用广泛。

佛山地区常用的人工处理复合地基有换填垫层与压实地基、强夯与强夯置换地基、预压地基、碎石桩复合地基、水泥土搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基、刚性桩复合地基、组合桩复合地基、桩网复合地基、静压注浆加固地基、微型桩加固地基等。岩溶地区人工处理复合地基主要采用碎石桩复合地基、水泥土搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基、刚性桩复合地基和组合桩复合地基等，施工技术成熟，容易控制质量。

岩溶地区的高层建筑单柱荷载较大、且灰岩面较浅时，多采用钻(冲)孔灌注桩基础、旋挖灌注桩基础和夯扩灌注嵌岩桩基础，且桩底较完整灰岩厚度应确保桩底岩层不因桩端传递的附加荷载而造成下伏溶洞塌陷，必要时必须验算下伏溶洞顶板的稳定性。

4岩溶地基岩溶的处理方法及对策

由于人工处理地基、桩基以及地下工程和基坑的施工容易造成岩溶塌陷，土洞因施工造成洞顶第四系覆盖层厚度不足而打破原平衡引起坍塌，溶洞因施工和溶洞洞顶岩层厚度较薄而塌陷；尤其基础及其传递的上部附加荷载引起土洞和溶洞塌陷危害极大，设计时应进行验算洞体的稳定性，如果不能满足上覆包含附加荷载承载要求，必须采取措施确保基础结构安全，必要时对土洞和溶洞进行处理。“岩溶地区可采用充填法、跨越法、桩基穿越法、注浆法、褥垫层法等处理方法进行岩溶地基处理。对于地貌、地质、水文条件复杂及塌陷量大、影响范围大的地段，可采用多种方法综合处理。”

[15]

佛山地区的隐伏岩溶地基处理首先应有针对性，以免浪费资源而不经济。处理前不仅详细勘察掌握岩溶地基土洞和溶洞的分布特点、洞体情况以及场地地下水赋存和水力特征等，而且需要采用补充勘察或超前钻、并结合多种物探方法和探孔管波探测法而精准确定土洞和溶洞的水平和垂直位置、洞体高度、洞体顶底板地层情况及洞体填充情况。因此便于选择基础类型，便于选择针对性岩溶处理方法。

4.1 岩溶地基土洞的处理方法和对策

对于浅覆盖型土洞，埋藏浅、或者地基处理深度内造成土洞塌陷、或者桩基施工造成土洞塌陷的，无论洞径大小，都应采取措施处理好土洞，使其满足设计要求。可以采用砂砾、砂和碎石按一定比例混合充填法处理土洞，佛山地区不宜采用素土和灰土充填；如果要求防渗时，可以对充填的砂砾或砂和碎石混合物注浆处理，也可以直接充填细石混凝土。也可以采用高压旋喷注浆法或水泥土搅拌桩法、结合人工复合地基处理综合使用。当土洞全充填了软弱土，可以采用砂桩、砂石混合桩或细石混凝土桩处理土洞形成复合地基。

对于埋藏深、洞径大的土洞，如果上覆地基采取了高压旋喷注浆法或水泥土搅拌桩法处理地基，因地基整体性好，使得下伏土洞相对于整个人工处理地基而言显得很小，可以不考虑下伏土洞的稳定性不利影响。

当上覆荷载较大时，对于埋藏深、洞径大的土洞，采用桩基穿越的办法。如果土洞下伏存在全、强风化岩厚度大而稳定，且勘察全、强风化岩厚度应确保桩底岩层不因桩端传递的附加荷载而造成下伏溶洞塌陷，必要时必须验算下伏溶洞顶板的稳定性。也可以考虑采用预制桩或预应力管桩穿越土洞到下伏稳定的全、强风化岩层。如果土洞下伏全、强风化岩厚度不大，或勘察深度范围内发现溶洞时，可以考虑采用钻（冲）孔灌注桩、旋挖灌注桩和夯扩灌注嵌岩桩穿越土洞，且桩底较完整灰岩厚度应确保桩底岩层不因桩端传递的附加荷载而造成下伏溶洞塌陷，必要时必须验算下伏溶洞顶板的稳定性。

4.2 岩溶地基溶洞的处理方法和对策

对于浅覆盖型或深覆盖型溶洞，当上覆荷载很大而必须采用钻（冲）孔灌注桩、旋挖灌注桩或夯扩灌注嵌岩桩将上部荷载直接传递至发育溶洞的中、微风化灰岩层中时，可考虑处理溶洞或采用桩基穿越溶洞进入稳定的中、微风化灰岩层。

溶洞的处理分为局部处理和整个洞体处理两种。若场地岩溶发育不强烈，仅仅发育单层洞体不高的溶洞，可以考虑处理整个溶洞洞体，甚至将处理好后的溶洞连同其围岩作为桩基持力层。当场地岩溶发育强烈，甚至发育多层串珠状溶洞，洞体高度超过8m，且洞内无充填物时，由于在桩基施工成孔过程中，溶洞漏浆严重造成泥浆瞬间流失而塌孔，甚至引起孔口周围地面塌陷；而且溶洞洞体较大，全部处理也不经济；因此采用仅处理成桩部位的部分洞体确保桩基安全稳定。

全部处理溶洞时，可采用压力灌注一定强度等级的细石混凝土，也可灌注一定比例的水泥、砂和砾石混合物；如果想要溶洞处理强度达到一定的要求，可以采用预埋高压注浆管的方式，在前期灌注物终凝前反复按试验压力注入水泥浆或水泥砂浆。当洞体存在半充填或全充填软弱粘性土、砂石和大小不一的风化岩块混合物时，采用充填法和高压注浆法组合方法处理溶洞效果会更好。

局部处理溶洞时，因洞体范围大、多层和洞高高大，施工复杂，难度高，目的为了安全成桩和确保桩基满足设计要求。可以采用垫堆法[16]和下飞管法[16]局部处理洞体保障成桩。垫堆法是采用用碎石、块石、砂等材料灌入洞内，使之成为小堆后，再用预先下放的注浆管泵送加有速凝剂的水泥浆，此时不需加压，几分钟后再投入混合料，再注浆，如此反复地进行直到形成混凝土园柱直达洞顶，再进行桩基成孔施工。[16]下飞管法是把钻杆在不旋转情况下直接落下，当钻头到达洞底后，慢速旋转钻头，使之进入岩石1～2m后，提升钻头而下套管，再进行钻进，套管不拔出直接灌混凝土，形成钢管外壳的混凝土灌注桩；但此法施工技术难度高且钢套管价格昂贵，不能回收，因此用得很少；但当洞内积水较多时能体现它的优越性。[16]采用上述两种方法成桩，使得桩穿越溶洞直达稳定的岩层。

桩基完成后应按照相关检测规范和地基基础设计规范及广东省标准《岩溶地区建筑地基基础技术规范》(DBJ/T 15-136-2018)规定的岩溶地区端承桩、摩擦端承桩桩和端承摩擦桩桩端下完整基岩层厚度的要求检测，确保桩基满足设计要求。

4.3 岩溶地基和岩溶处理的注意要点

岩溶场地地质条件复杂，一般的地质详细勘察报告只能提供地基基础选型设计的初步依据，后期的施工、检测和验证非常关键，往往决定项目的成败，下面就岩溶地基和岩溶处理谈几点注意要点。

首先，像佛山地区这样的浅覆盖型、深覆盖型和埋藏型岩溶地基在施工过程中必须进行施工勘察或超前钻，并且结合如管波探测法、跨孔弹性波CT探测法[17]等物探方法综合查明岩溶埋深、水平和垂直分布、上下顶底板地层以及地下水特征等，做到有针对性。

第二，岩溶地基和岩溶处理完成应进行检测，人工复合地基和桩基完成按相应的检测规范检测，而岩溶处理完成也应运用抽取钻芯、结合原位测试等多种物探方法和试验方法确定处理效果，满足设计要求。

第三，存在岩溶的场地，由于地质条件复杂，施工过程中往往容易出现意外风险，如岩溶塌陷、施工场地地陷、渗漏塌孔、偏孔斜孔以及处理不到位等等情况发生，因此提前做好应急处理预案非常有必要，有利于确保施工安全和项目顺利完成。

第四，如果考虑采用不处理土洞和溶洞的岩溶地基或人工处理岩溶地基，为了确保建（构）筑物安全，应验算土洞和溶洞的稳定性，包括洞体顶板和洞体的稳定性、岩溶后期发育的可能性以及地下水对岩溶的影响评价等。

第五，如果发现场地地下水影响岩溶地基和岩溶后期的稳定，对浅覆盖型、深覆盖型和埋藏型岩溶地基和岩溶可以考虑采取注浆法或高压注浆法处理岩溶地基和岩溶周围形成稳定的止水帷幕控制地下水的作用。

第六，岩溶地基处理和岩溶处理相辅相成，是一个系统而综合的过程，需要全面分析，整体综合把握，相互兼顾；往往在采取岩溶复合地基处理的同时进行岩溶土洞的处理。而且同一个项目由于考虑经济和技术等多方面的因素而采用多种基础共存的现象，因此必须采取相应的结构措施，形成以人工处理复合地基与桩基共同作用的地基基础形式。

5结论

本课题采用调查地质勘察报告的方法，结合佛山地区区域地质特征资料，分析了佛山地区44份出现岩溶的项目场地地质勘察报告，重点调查和分析了中信山语湖、佛山恒大悦辰花园、保利雅苑和合长商业楼等四个具体项目的岩溶地基基础类型选择建议和设计方法。经过项目实践验证，是符合基础设计选项范围的。由此，通过归纳总结佛山地区岩溶地基基础类型，侧重研究了岩溶处理方法和对策，提出了岩溶地基和岩溶处理的注意要点，能够反映佛山地区岩溶地基和岩溶处理的实际情况。

但是还存在着许多不足之处。如：三水区和高明区调查项目少、调查范围缺少顺德区、影响了佛山地区的代表性要求，这是其一。其二，收集佛山地区区域地质资料及其引用资料只能选择1988年时期的成果。其三，定性分析多、定量分析少；可行性分析多、风险性分析少。

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