Ingeniería geotécnica kárstica oculta

Karst (también conocido como karst) es un término general para diversos procesos, formas y fenómenos geológicos producidos por la disolución de rocas solubles en agua. Las rocas solubles incluyen rocas carbonatadas (piedra caliza, dolomita, etc.), rocas sulfatadas (yeso, mirabilita, etc.) y rocas halógenas (sal gema, etc.).

El karst se puede dividir en tres: tipos: tipo expuesto, tipo cubierto y tipo enterrado. Entre ellos, el tipo kárstico cubierto y el tipo kárstico enterrado se denominan colectivamente karst oculto. Las condiciones de entierro de varios karsts se muestran en la Tabla 2-3-37.

Tabla 2-3-37 Clasificación kárstica según las condiciones de enterramiento

Las rocas solubles en Shenzhen son rocas carbonatadas de la Formación Datang Shidengzi del Carbonífero Inferior. Se ha metamorfoseado en mármol y dolomita. , y en parte en piedra caliza cristalina. Están enterrados bajo la arenisca inferior de la sección inferior de la formación horizontal Datangshi del Carbonífero Inferior, en los valles y cuencas fallados del río Longgang, el río Pingshan y sus afluentes, y en la cuenca Kuiyong, y están ocultos en el fondo aluvial. Depósitos de ríos cuaternarios Debajo de la capa de grava roja de sistemas antiguos y paleógenos. Según sus condiciones de exposición, se puede dividir en dos tipos: tipo enterrado y tipo cubierto.

El karst de cobertura se distribuye principalmente en valles fluviales como Longgang, Pingshan, Pingdi, Kengzi y Kuiyong, zonas de llanura ribereña y el borde de la plataforma baja en la parte oriental de Kengzi. El karst oculto se distribuye principalmente bajo las lutitas arenosas de la Formación Shuishui en los valles cuaternarios en las áreas de Longgang y Kengzi, en el borde de la cuenca y en las montañas bajas a ambos lados.

Las formas de desarrollo del karst oculto incluyen principalmente cuevas kársticas, trincheras kársticas, vaguadas kársticas, fracturas kársticas y cuevas kársticas. Además, debido a la actividad del agua subterránea kárstica, se forman cuevas de suelo y cuevas abiertas debido a la erosión del agua subterránea. Las cuevas terrestres y las cuevas kársticas abiertas se expanden hacia arriba, provocando fácilmente desastres geológicos como el colapso del suelo.

2. Estudio de ingeniería geotécnica de karst oculto

Cuando hay karst que afecta la seguridad del proyecto en o cerca del sitio del proyecto propuesto, se debe realizar un estudio de karst. La exploración kárstica debe llevarse a cabo combinando el mapeo geológico de ingeniería con estudios, prospección geofísica, perforación y otros medios. El "Código para estudios de ingeniería geotécnica" (GB50021) y el "Manual de ingeniería geológica" presentan en detalle los métodos y medios del estudio kárstico y los requisitos para la preparación de informes.

La perforación geológica es el principal método de exploración de ingeniería geotécnica kárstica oculta en Shenzhen. El radar geológico y la tomografía electromagnética (CT) de pozos cruzados se utilizan ampliamente en diversos métodos geofísicos y se utilizan principalmente para detectar las ondulaciones de la superficie del lecho rocoso y la ubicación, forma, tamaño y estado de llenado de las cuevas. Los métodos de prospección geofísica deben adoptar métodos eficaces basados ​​en las condiciones físicas y no deben utilizar directamente resultados de prospección geofísica no verificados como base para el diseño. Se deben utilizar varios métodos para verificarse entre sí y combinar explicaciones siempre que sea posible.

En la investigación geotécnica del karst oculto, se debe prestar atención a las siguientes cuestiones:

1 La dureza de la formación horizontal es desigual

La diferencia. entre las formaciones kársticas suprayacentes y subyacentes en el karst oculto, se intercalan areniscas de la Formación Carbonífera Fenshui, limolitas de cuarzo, lutitas arcillosas y lutitas carbonáceas. Debido a la influencia de las estructuras geológicas, los estratos son empinados. El suelo residual erosionado de esquisto arcilloso y carbonoso es blando y plástico, y se confundió con suelo limoso en las primeras etapas de planificación y construcción de la carretera principal en la ciudad central de Longgang. La litología de este conjunto de formaciones cambia mucho y la meteorización diferencial es extremadamente obvia. Es fácil formar capas intermedias o capas intermedias blandas y duras, y las características de ingeniería son extremadamente complejas. Al realizar estudios, la aparición de formaciones rocosas debe juzgarse con precisión en función de los afloramientos circundantes y la exposición del pozo.

2. Recubrimiento de suelo blando

En la zona kárstica cubierta, sobre la parte superior de la piedra caliza (o mármol) se depositan las capas de aluvión, aluviales y aluviales del Cuaternario. El suelo limoso, el suelo limoso, la turba y el suelo de turba se distribuyen en la capa de suelo suprayacente, especialmente cerca de la zona de contacto con la piedra caliza, la arcilla limosa plástica blanda de primer nivel está ampliamente distribuida. Durante el estudio se debe realizar una estratificación precisa, así como pruebas in situ y pruebas geotécnicas en interiores.

3. Registros de perforación detallados

Al registrar datos de perforación, se deben realizar registros detallados: ① La caída natural o descompresión de la herramienta de perforación y la profundidad inicial y final; ocurre (3) Bloques que caen en el agujero (4) Salto de la herramienta de perforación, etc. y profundidades iniciales y finales; ⑤ cambios en el fluido de lavado, como fugas de agua, chorros de agua, cambios repentinos en el color del agua, etc., así como profundidades iniciales y finales; ⑥ determinación de la tasa kárstica del núcleo, etc.

4. Clasificación de la intensidad del desarrollo kárstico

Con base en los resultados de perforación y prospección geofísica, se clasifica la intensidad del desarrollo kárstico (Tabla 2-3-38).

Tabla 2-3-3 Clasificación de la intensidad del desarrollo kárstico antiguo

5 Estado actual y predicción del hundimiento del suelo kárstico

Recopilar datos de hundimiento del suelo alrededor del sitio. , predecir y evaluar posibles hundimientos del terreno durante y después de la construcción y proponer medidas de prevención y control.

Cuando sea necesario, se debe llevar a cabo una evaluación especial del riesgo de desastres geológicos.

Tres. Tratamiento de cimientos kársticos enterrados

1. Principios básicos del tratamiento de cimientos Las cuevas kársticas son cuevas de piedra y la piedra caliza tiene una alta resistencia. No ha habido informes de colapso del edificio debido a la cueva. En el diseño general de cimientos de edificios, la posible carga se estima y considera en función del espesor y la forma de la parte superior del agujero, es decir, la luz del agujero. Cuando el espesor del techo de la cueva es cercano o mayor que la luz de la cueva, o la sección transversal de la cueva es arqueada, este tipo de cueva puede considerarse una cueva estable. Cuando la capa de suelo suprayacente de la cueva es gruesa, la capa de suelo suprayacente se puede utilizar completamente como capa de soporte, de modo que la carga de la base se puede transmitir uniformemente a la cueva a través de la difusión de la capa de suelo, y se pueden obtener resultados satisfactorios. . Cuando la cueva es poco profunda y la carga de la columna es grande, por razones de seguridad, se utilizan pilotes moldeados in situ de gran diámetro para atravesar la cueva hasta alcanzar una capa de roca relativamente estable.

Para zanjas y canales kársticos enterrados de poca profundidad, generalmente se utiliza el reemplazo, utilizando el método de intersección de placa, viga y arco. Cuando el ancho de la zanja es grande, también se pueden utilizar cimientos de pilotes. Si hay agua fluyendo a través de acequias, abrevaderos o cuevas, se deben considerar medidas de tratamiento en función del caudal del agua, no se deben bloquear los cursos de agua, provocando que el sitio se inunde.

En zonas kársticas ocultas, se debe considerar la posibilidad de que el agua subterránea baje artificialmente provocando derrumbes o colapsos del suelo. No se permiten cimientos naturales dentro del área del colapso. Para los agujeros del suelo o áreas de hundimiento formados por agua superficial, se deben tomar medidas como la interceptación de la superficie, la prevención de filtraciones o el sellado contra el rocío, dependiendo de la profundidad de entierro de los agujeros del suelo, se deben seleccionar métodos de excavación y relleno, relleno de arena y otros; tratamiento. En el caso de derrumbes y agujeros de suelo poco profundos formados por agua subterránea, se debe eliminar la tierra blanda, rellenarla con piedras como capa filtrante y compactar la capa superficial con arcilla. Los agujeros profundos del suelo se deben rellenar con arena, grava o hormigón de piedra fina; Para realizar lo anterior se deben utilizar vigas, losas o arcos. Los edificios importantes se pueden tratar con cimientos de pilotes.

2. Aplicabilidad de la tecnología de cimentaciones compuestas.

El suelo de relleno, el suelo limoso, el suelo de turba, el suelo residual erosionado de esquisto carbonáceo arcilloso y la arcilla limosa de plástico blando a plástico fluido en la zona de contacto con la piedra caliza son todas capas de suelo débiles y pueden usarse por utilizando el método de tratamiento de cimientos compuestos, los pilotes de refuerzo se pueden colocar en una mejor capa de suelo. La característica más importante del uso de cimientos compuestos es que no entran en contacto con el lecho de roca duro y desigual desarrollado en el karst. Por lo tanto, la tecnología de cimentaciones compuestas se puede utilizar en zonas kársticas ocultas.

La tecnología de cimentación por pilotes y cimentación compuesta se ha utilizado ampliamente en la construcción de ingeniería en el área kárstica oculta de Longgang. Los tipos de cimientos de pilotes más utilizados incluyen pilotes perforados (perforados), pilotes de tubos pretensados, pilotes excavados manualmente, etc. Cuando el agua subterránea kárstica es abundante, se debe tener especial cuidado al utilizar pilotes excavados manualmente. Durante la construcción de pilotes excavados para el edificio Zhilianjia en la ciudad central de Longgang, debido a la gran cantidad de agua entrante y la estrecha conexión con el río, las precipitaciones fueron insuficientes, lo que tuvo un mayor impacto en el medio ambiente circundante. Después de que se detuvo la bomba, las pilas excavadas se inundaron y luego el segundo piso del sótano se cambió al primer piso y el piso 27 sobre el suelo se cambió al piso 19.

Entre las diversas tecnologías de cimientos compuestos, las más utilizadas incluyen cimientos compuestos de pilotes de mezcla de cemento, cimientos compuestos de pilotes de inyección de lechada y tecnología de cimientos compuestos de pilotes rígidos. La cimentación compuesta de pilotes de mezcla de cemento es una tecnología madura y se menciona en códigos y regulaciones generales. Cuando el diseño requiere un tratamiento de cimentación, la capacidad de carga de la cimentación mejora enormemente y la deformación de la cimentación es pequeña, se pueden usar juntas una cimentación compuesta de pilotes rígidos o una variedad de cimentaciones compuestas. En comparación con las cimentaciones de pilotes, las cimentaciones compuestas de pilotes rígidos tienen ciertas ventajas en términos de inversión del proyecto y progreso de la construcción.

3. Aplicación de la tecnología de cimentación compuesta de pilotes de hormigón simple

La cimentación compuesta de pilotes CFG, la cimentación compuesta de pilotes de hormigón simple y la cimentación compuesta de pilotes de tubos pretensados ​​pertenecen a la cimentación compuesta de pilotes rígidos. En comparación con la base compuesta de pilotes CFG (pilones de grava y cenizas volantes de cemento), la base compuesta de pilotes de hormigón simple solo difiere en la composición del material del cuerpo del pilote, pero no hay diferencia en sus características de tensión y deformación. La base compuesta de pilotes de hormigón simple de baja calidad (base compuesta de pilotes LC para abreviar) se utiliza a menudo en el área kárstica oculta de Longgang.

(1) Proyecto de cimentación compuesta del área ABC del Centro Cultural Longgang

El Centro Cultural Longgang está ubicado en el área urbana central de Longgang, adyacente a Longcheng Plaza al oeste y al edificio Zhilianjia. al este. Estructura de armazón, 3~5 pisos, 1 sótano. El área del plano de cimentación de las áreas A, B y C es de aproximadamente 15388㎡ (Figura 2-3-31). El espesor de la cubierta de mármol en las Áreas A y C es de 12,3 ~ 37,7 m, con un promedio de 22,0 m; el lecho de roca subyacente en el Área B es lutita arenisca de la Formación Shuijian, y todavía no hay roca erosionada dentro de la profundidad de perforación de 100 m; Áreas A y B Distribuidas en suelo de turba de 0,5~22,3 ​​m de espesor, distribuidas en capas intermedias o en forma de lentes en arcilla limosa aluvial.

Para el tratamiento se utiliza una base compuesta de pilotes de hormigón simple. Los cimientos del edificio después del tratamiento de los cimientos adoptan una base de balsa de 0,6 m de espesor. Los pilotes de concreto simples están dispuestos en un triángulo equilátero con una separación de 1,8 ~ 2,0 m. la zona A de la cimentación compuesta es de 220 kPa. El área B es de 210 kPa; el área C es de 200 kPa. Se requiere que el extremo del pilote entre en arcilla limosa o arcilla limosa con grava durante al menos 2,0 m. El diseño requiere que el asentamiento después del tratamiento de la base sea inferior a 30 mm. en ambos lados de la junta de asentamiento es inferior a 10 mm. Observación del asentamiento a largo plazo. Los resultados mostraron que el asentamiento del edificio fue solo de 3,8 ~ 14,0 mm, con un valor promedio de 9,42 mm.

Figura 2-3-31 El plano general del Centro Cultural Longgang y la ubicación de algunos puntos de perforación

El espesor de la cubierta de mármol en el área D es de 4,5 ~ 24,0 m, con un espesor promedio de 13,1 m. La superficie de la roca en esta zona es ondulada y los sedimentos disueltos son débiles, por lo que se utilizan 109 pilotes encajados en roca punzonados con diámetros de φ 800 y φ 1.000. Debido al fuerte desarrollo del karst, la construcción de pilotes perforados ha causado considerables problemas. El período de construcción de pilotes perforados en el Área D es de hasta 6 meses, mientras que el período de construcción de pilotes de concreto simple en las Áreas A, B y C3 es de solo 2 meses.

(2) Proyecto de cimentación compuesta del edificio comercial Dongsen

El sitio de construcción pertenece a la llanura aluvial y al área de desarrollo kárstico suprayacente. El edificio principal tiene 16 plantas sobre rasante, el podio tiene 4 plantas sobre rasante y 2 plantas bajo rasante. La capa de suelo cuaternario debajo del piso de cimentación incluye arcilla aluvial, arena con grava y arcilla limosa con grava. La capa de arcilla y la capa de grava solo se distribuyen en el área del podio en el noreste del sitio. El espesor de la arcilla es de 1,6 a 4,8 m y el espesor de la grava es de 0,7 a 4,7 m. La arcilla limosa grava se distribuye por todo el sitio. Amarillo pardusco, gris parduzco, plástico a plástico duro, ligeramente blando en la parte inferior, que contiene grava (grava) de manera desigual, contenido del 20% al 35%, que contiene parcialmente guijarros. El diámetro de la grava (grava) es de 2 a 30 mm, el máximo es de 80 mm, el tamaño es diferente y el espesor de la capa es de 5,0 a 34,6 m.

Dentro del rango de cimentación, el espesor del revestimiento La capa debajo del piso es de 5,8 ~ 21,0 m, con un promedio de 12,1 m. En el área del pozo del ascensor en el sureste del sitio, el lecho de roca es poco profundo y debajo de los cimientos hay entre 5,8 y 8,7 metros de piedra caliza enterrada. Sin embargo, después de la excavación del pozo de cimentación, se encontró que la piedra caliza estaba en el medio. El hueco del ascensor ha quedado expuesto en el fondo del foso. Se desarrolla una profunda depresión de corrosión al sur del hueco del ascensor, con una profundidad de entierro de 34,6 metros en la superficie del lecho rocoso (Figura 2-3-32).

Cuatro perforaciones revelaron cuevas en el área del hueco del ascensor en la parte sureste del sitio, y otra perforación reveló cavernas en el podio y en el medio del edificio principal en el lado norte del sitio. La altura de la cueva es generalmente de 3,3 a 21,4 m y el espesor del techo de la cueva es de 0,3 a 5,8 m. La cueva está completamente llena de arcilla marrón rojiza, de plástico a plástico duro, que contiene brechas de piedra caliza. El pozo zk15 fuera de los cimientos en el lado sureste reveló un pozo de suelo con una altura de 1,6 m. El suelo estaba blando a 6,5 ​​m por debajo del fondo del pozo y la herramienta de perforación se hundió automáticamente.

Figura 2-3-32 Perfil geológico típico del edificio comercial Dongsen

El valor característico de la capacidad de carga de la base compuesta en el área del podio es 220 kPa, el espacio entre pilotes de concreto simple es 2,0 m, y la longitud del pilote es de 12,0 ~ 15,0 m; el valor característico de la capacidad de carga de la base compuesta del área del edificio principal es de 360 ​​kPa y el hueco del ascensor es de 400 kPa. El espaciamiento cuadrado de los pilotes de concreto simple es de 1,2 a 1,6 m, y la longitud diseñada del pilote es de 6,0 a 11,0 m. Durante la construcción, se requiere que los extremos del pilote caigan sobre la superficie de la roca.

Los pilotes de hormigón simple utilizan una larga perforación en espiral y tecnología de bombeo de alta presión para formar pilotes de hormigón. Durante el proceso de formación de los pilotes, algunos pilotes experimentaron entrada de agua, colapso del pozo y formación de agujeros. Al perforar el pilote #76 en el podio norte, el agua confinada kárstica quedó expuesta y la columna de agua alcanzó los 4,0 m durante la pulverización inicial. Hay 18 pilotes después de perforar o verter concreto, el agua subterránea fluye con las hojas de la tubería de perforación o se filtra alrededor del núcleo del pilote; 6 pilotes colapsaron 1,1 ~ 8,0 m y 3 pilotes se unieron en 2 pilotes.

Después del tratamiento de cimentación, se utiliza una base de balsa (espesor 1,2 m). Los resultados de las observaciones de asentamiento a largo plazo muestran que el asentamiento máximo del edificio es de sólo 18 mm.

(3) Proyecto de cimentación compuesta para el edificio integral de emergencias y consultas externas del Hospital Central de Longgang

Este proyecto está ubicado en el área kárstica a lo largo del río Longgang. El edificio principal tiene 14 pisos. sobre rasante (parcialmente 8 pisos), y el área de la sala de sol tiene 14 pisos sobre rasante 4 pisos, espesor de base de balsa 1,5 m. El plan original era tener un sótano de dos pisos. Después de pruebas especiales de bombeo se descubrió que el agua subterránea kárstica del lugar es rica y está conectada por tuberías. Para evitar que el agua subterránea kárstica brotara del fondo del pozo, durante la excavación del pozo se bombeó una gran cantidad de agua subterránea y el sótano se cambió a un solo nivel.

La capa de cobertura base en la parte noreste del sitio es la más delgada con solo 6,0 m, mientras que la capa de cobertura en la vaguada profunda occidental tiene un espesor de hasta 48,0 m (Figura 2-3-33). Se utiliza el tratamiento de cimentación compuesta de pilotes de hormigón simple y se requiere que el extremo del pilote caiga sobre la superficie de la roca (solo el tanque de solución profunda requiere una longitud de pilote de 28,5 metros). Después del tratamiento de los cimientos, se requiere que el valor característico de la capacidad de carga de los cimientos sea superior a 320 kPa (140 kPa para Sunshine Hall) y el asentamiento sea inferior a 60 mm.

Figura 2-3-33 Vista tridimensional de la superficie del lecho de roca del sitio de construcción

Durante la prueba de bombeo, ocurrieron tres colapsos del terreno durante la construcción de pilotes de concreto plano; Se produjeron 29 derrumbes del terreno. Colapso, derrumbe de pilotes de hormigón o intrusión de agua. En circunstancias normales, excepto por el colapso del hormigón del cuerpo del pilote o la reposición de hormigón cuando el suelo colapsa, el factor de llenado del hormigón es tan alto como 1,453.

Consulte la Tabla 2-3-39 para ver otros ejemplos de proyectos.

Tabla 2-3-39 Ejemplos de algunos proyectos de cimentaciones compuestas de pilotes rígidos en el área kárstica de Longgang

4 Discusión sobre la aplicación de cimentaciones compuestas de pilotes de hormigón simple

(1) Espesor de la capa de cobertura económicamente razonable

En la zona kárstica de Longgang, las suaves pendientes del frente montañoso, las terrazas medias y altas, las terrazas y las zonas montañosas, la capa de cobertura del Cuaternario es principalmente plástica dura. suelo arcilloso plástico, y el espesor es generalmente mayor a 20 m, y el karst no es de desarrollo o de desarrollo débil. Las cimentaciones de pilotes tubulares pretensados ​​se utilizan comúnmente en la construcción, pero también son adecuadas para cimentaciones compuestas de pilotes rígidos. En áreas bajas, llanuras, valles y terrazas bajas adyacentes a cuerpos de agua superficiales, la capa de cobertura cuaternaria es principalmente arena y arcilla, a menudo con una capa de suelo blando, el espesor es generalmente inferior a 20 m y el karst es moderadamente o fuertemente desarrollado. Por lo tanto, se debe tener cuidado al elegir cimentaciones de pilotes profundos o cimentaciones compuestas de pilotes rígidos.

Cuando la capa de suelo suprayacente es delgada, si se utilizan pilotes encajados en roca, el extremo del pilote debe caer en el lecho de roca estable en toda su sección transversal. La longitud del pilote será corta, pero después. Al entrar en la roca, a menudo se encontrará una cueva y las medidas de tratamiento serán problemáticas, el período de construcción será largo y el costo será alto. Si se utiliza una base compuesta de pilotes rígidos, la longitud del pilote rígido es limitada, la capacidad de carga de un solo pilote es limitada y el aumento en la capacidad de carga de la base compuesta es limitado. Especialmente en el área de Shenzhen, el desarrollo kárstico se concentra principalmente en lechos de roca poco profundos, el techo es delgado, la superficie de la roca es ondulada y los pilotes rígidos todavía tienen sus propios problemas de estabilidad bajo carga. Entonces, cuando la capa de cobertura cuaternaria es gruesa, ¿es más económico y razonable utilizar tecnología de cimentación compuesta de pilotes rígidos que la cimentación de pilotes?

Lu Xianchao et al. (2006) creían en la "Investigación sobre predicción de peligros geológicos y zonificación de la provincia de Guangdong" que cuando el espesor de la sobrecarga del Cuaternario es inferior a 10 m, el karst se desarrolla fuertemente y el suelo colapsa. es probable que ocurra durante las actividades de ingeniería; cuando la sobrecarga es Cuando el espesor de la capa es de 10 ~ 20 m ~ 20 m, el karst está moderadamente desarrollado y es probable que ocurra el colapso del suelo durante las actividades de ingeniería. Por lo tanto, se puede considerar que cuando el espesor de la capa de cobertura es inferior a 10 m, la estabilidad del suelo de cimentación es deficiente y no es adecuado utilizar una base compuesta cuando el espesor de la capa de cobertura es de 10 ~ 20 m; , la estabilidad del suelo de la cimentación es mejor después de la demostración y comparación, es apropiado elegir una cimentación de pilotes o una cimentación compuesta.

El espesor de la capa de cobertura en las áreas A, B y C del Centro Cultural Longgang es superior a 20 m, y se utilizan cimientos compuestos de pilotes rígidos, mientras que el espesor promedio de la capa de cobertura en el área D es de 13,1 m. y se utilizan pilotes perforados encajados en roca. La superficie rocosa del edificio para pacientes ambulatorios y de emergencia del Hospital Central de Longgang es muy ondulada y el espesor promedio de la capa de cobertura debajo del sótano es de 16,5 m. Después de tres demostraciones especiales que duraron 7 meses, se concluyó que la base compuesta de pilotes rígidos tiene éxito. ventajas. Combinado con la práctica de ingeniería existente en el área kárstica de Longgang, cuando el espesor de la capa de cobertura es superior a 15,0 m, es económico y razonable aplicar tecnología de cimentación compuesta de pilotes rígidos

(2) Selección del extremo del pilote rígido capa de soporte

Para pilotes rígidos, la capa de suelo con mayor capacidad de carga debe seleccionarse como capa de soporte del extremo del pilote. La capa de aluvión en la capa de suelo suprayacente de piedra caliza en el área kárstica de Longgang, el suelo arcilloso en la fase aluvial, el suelo arenoso o la parte superior de la arcilla limosa aluvial se pueden usar como capa de soporte del extremo del pilote, mientras que el limo en el zona de contacto con la piedra caliza o la solución a través de sedimentación. El suelo texturizado, el suelo de turba y la arcilla limosa plástica de flujo plástico blando no se pueden utilizar como capa de soporte del extremo del pilote. Si la capa de cobertura es delgada y la capa de suelo blando en la zona de contacto con la piedra caliza debajo de la base es profunda, el extremo del pilote inevitablemente caerá sobre la superficie de la roca. En proyectos de cimientos compuestos, como el Edificio Comercial Dongsen y el Hospital Central Longgang, la mayoría de los pilotes rígidos caen sobre la superficie del lecho de roca.

Algunas personas piensan que los extremos de los pilotes caen sobre la superficie del lecho de roca y no pueden denominarse cimientos compuestos de pilotes rígidos. Esta visión es inapropiada. El profesor Gong Xiaonan señaló: En el diagrama esquemático de la Figura 2-3-34, bajo la acción de la carga, la combinación del cojín flexible y la base de pilotes rígidos de cierto espesor también puede garantizar que el suelo entre los pilotes soporte la misma carga. Bajo la acción de la carga, la esencia de la cimentación compuesta es que los pilotes reforzados y el suelo entre los pilotes soporten la carga de la superestructura. Si cae sobre la superficie de la roca no se puede utilizar como criterio para juzgar la cimentación compuesta.

Figura 2-3-34 Diagrama esquemático de las condiciones de formación de cimientos compuestos

(3) El problema de mejorar la capacidad portante de los cimientos compuestos.

La capacidad portante de una cimentación compuesta consiste en la capacidad portante de pilotes individuales reforzados y la capacidad portante del suelo entre pilotes. La capacidad de carga de los cimientos naturales cubiertos con piedra caliza en áreas kársticas es baja, y la mejora en la capacidad de soporte de los cimientos después del tratamiento de cimientos compuestos de pilotes rígidos es limitada. En la actualidad, el valor característico máximo de la capacidad de carga de una cimentación compuesta de pilotes rígidos en el área kárstica de Longgang es de 410 kPa.

Existe una gran diferencia entre las áreas kársticas y las áreas de suelo residual profundo. Por ejemplo, en las áreas de suelo residual de granito, la calidad del suelo es cada vez mejor de arriba a abajo. El suelo es alto y la capacidad de carga de la base compuesta de pilotes rígidos mejora considerablemente. Por ejemplo, el edificio residencial Yaxuan ubicado en Baoan South Road, Shenzhen, tiene 29 pisos sobre rasante y 2 pisos subterráneos. Tiene una estructura de marco-núcleo. Después de utilizar la base compuesta de pilotes rígidos, el valor característico de la capacidad de carga de la base alcanza los 550 kPa y el asentamiento del edificio es de 6,84 ~ 15,45 mm. Está ubicado en la Torre C de Century Garden, distrito de Nanshan, con 33 pisos sobre el suelo y 1 piso; subterráneo. El valor característico de la capacidad de carga de la base compuesta es superior a 570 kPa y el asentamiento del edificio es inferior a 15 mm.

En los últimos años, la tecnología de cimentación compuesta de pilotes rígidos también se ha aplicado en el área kárstica oculta de la cuenca de Guanghua, distrito de Huadu, ciudad de Guangzhou, como la comunidad de Longzhu (de 11 a 19 pisos). Después del tratamiento de los cimientos compuestos, el valor característico de la capacidad de carga de los cimientos alcanza los 600 kPa, y el asentamiento del edificio es de solo 12,07 mm en Huiqiao New Town (16~25 pisos sobre el suelo, 1 capa subterránea), el valor característico de la capacidad de carga de los cimientos; después del tratamiento de la base compuesta es de 420 ~ 600 kPa, el asentamiento máximo del edificio es de solo 6,98 mm, pero en comparación con el área kárstica de Longgang, la calidad del suelo de la cubierta kárstica de Huadu es mejor, especialmente el suelo residual profundo de piedra caliza de plástico duro distribuido en la superficie de la piedra caliza, mientras que el área de Longgang carece de una capa de suelo residual de piedra caliza.

Basado en la práctica de ingeniería en el área kárstica de Longgang, se recomienda que el valor característico de la capacidad de carga de la base después del tratamiento de la base compuesta de pilotes rígidos sea inferior a 450 kPa.

Generalmente, debajo del sótano hay una capa de suelo relativamente blanda. Para aprovechar al máximo la capacidad de carga espacial del suelo de cimentación, mejorar la capacidad de carga de la cimentación compuesta y ahorrar inversión en el tratamiento de la cimentación, se pueden usar pilotes flexibles para tratar el suelo entre pilotes para formar un compuesto rígido-flexible. Cimentación dominada por pilotes rígidos, que a menudo se denomina cimentación híbrida en la literatura y cimentación compuesta de pilotes largos y cortos. En el proyecto de cimentación compuesta única de la Tabla 2-3-39, los pilotes de hormigón simple se combinan con pilotes de mezcla de cemento o pilotes de inyección de lechada.

En los últimos años, la tecnología de cimentación compuesta de pilotes de tubos pretensados ​​también se ha aplicado en Guangdong, en el Proyecto de Ampliación de la Estación del Aeropuerto de Shenzhen (aproximadamente 6,7×104 m2) y en el Apartamento Internacional Dongguan Century City (26 pisos sobre el suelo, 2 pisos subterraneo) Todos tienen aplicaciones. Esta tecnología ha sido explorada y aplicada en la zona kárstica de Longgang.

(4)Control de asentamiento de cimentación mixta.

El cálculo del asentamiento de cimientos compuestos juega un papel importante en el diseño de cimientos compuestos. Sin embargo, la teoría actual del cálculo del asentamiento de cimientos compuestos aún no está madura y aún está en desarrollo. En un sitio donde el espesor promedio de la capa de cobertura es delgado pero la superficie de la roca es ondulada, incluso si el pilote rígido cae sobre la superficie del lecho de roca, habrá un gran asentamiento diferencial debido a los diferentes espesores de la capa de compresión de la base. Al diseñar cimentaciones compuestas, el objetivo debe ser el control del asentamiento.

Para edificios de gran altura o edificios importantes con sótanos, los cimientos de balsa a menudo se diseñan después de un tratamiento de cimientos compuestos de pilotes rígidos. Los cimientos de balsa tienen una gran capacidad para ajustar el asentamiento diferencial. Según los datos de observación de asentamiento existentes, el asentamiento total es inferior a 20 mm, el asentamiento diferencial es muy pequeño y el asentamiento es ligeramente mayor en la parte con una capa de cobertura más gruesa. Por lo tanto, en el diseño de los cimientos se deben considerar en la medida de lo posible los cimientos de balsa.

Si en la zona de desarrollo de vaguadas kársticas profundas existe “roca boca de águila”, se deberán considerar medidas de tratamiento especiales en el diseño estructural. El área del hueco del ascensor en el sureste del edificio comercial Dongsen está adyacente a la profunda ranura de corrosión. Se agregan vigas ocultas en la base de la balsa en el lado sur del lado este para evitar que la roca de la boca del águila se dañe bajo la carga.