岩溶地区桥梁桩基设计探讨

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1、岩溶地区桥梁桩基设计探讨　　摘要：对于岩溶发育地区的桥梁桩基，如何准确确定桩基持力层标高，如何在桩基设计、施工过程中确保桩基工程质量，如何采用安全、经济、合理的桩基设计及溶洞处理方案，是桥梁桩基设计人员普遍关注的问题。本文首先说明了岩溶地区桥梁基础地质勘探中应注意的问题，然后对桩底持力层安全厚度的计算方法做了阐述，最后重点对桥梁桩基设计中及施工中的相关问题做了详细探讨。　　关键词：岩溶地区；桥梁；桩基；持力层；溶洞　　Abstract:thebridgepilefoundationinkarstdevelopmentarea,howtoacc

2、uratelydeterminethepilefoundationbearinglayerlevel,howtointheprocessofpilefoundationdesignandconstructiontoensurethequalityofpilefoundationengineering,howtoadoptsafe,economicandreasonablepilefoundationdesignandcavetreatmentscheme,isauniversalconcernforbridgepilefoundationde

3、sign.Bridgeinkarstregion,thispaperillustratestheproblemsshouldbepaidattentiontoinbasicgeologicalexploration,andthentothesafethicknesscalculationmethodofpilebottomforce-hearinglayerinthispaper,thekeyofbridgepilefoundationdesignandconstructionmadeadetaileddiscussionontherelat

4、edissues.　　Keywords:karstregion;Bridge;Pilefoundation;Bearinglayer;Karstcave　　中图分类号：U442.5+9文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)　　岩溶地区桥梁基础地质勘探中应注意的问题　　（一）勘探的总体思路　　岩溶发育地区的桥梁桩基勘探，应以查明岩溶发育的程度和岩溶形态的空间分布规律为目的。具体步骤应先物探，根据物探查明的岩溶情况，再在每个基础内采用逐桩钻孔。实践证明，若桩基直径远大于地质勘探孔直径，个别未进行物探，仅按逐桩钻孔勘探桥梁的溶洞桩基

5、，并不能完全揭示岩溶发育与分布规律，对于直径1.5m以上的桩基，必要时可用一桩三孔查明溶洞分布情况，并在桩基孔施工中，基岩面露出后，在其四周布孔，准确查明桩基直径范围内一定深度的岩溶发育情况。　　（二）钻探技术　　1、钻孔取芯法　　传统的钻孔取芯法，效率低、费用高。尤其在桩孔挖好后在孔口布设钻机，由于钻杆悬空，钻进过程中钻杆摇摆，施工难度较大。钻进中的注水还会造成孔底积水或孔底周围土体塌落等不良影响。灰岩等可溶岩地层岩溶、裂隙发育极其复杂，横、纵向变化大，一个钻孔不足以反映整个桩底的地质情况。　　2、地质雷达反射波剖面法　　采用地质雷达反射波

6、剖面法，在孔底布设环形测线，并对探测资料进行必要的频率域、空间域滤波、侧壁干扰去除、振幅恢复等处理手段，反演出地下地质结构，可探测出整个桩底面以下3倍桩径或6m深度内岩土体的均匀性、岩溶发育等地质情况。上述方法经过数个项　　目的探测实践，并经静载荷试验、开挖、钻孔验证，表明该方法具有快捷、经济、准确度高，对地面、桩孔四周、桩底均无任何破坏，是一种有效的探测手段。　　桩底持力层安全厚度的计算方法　　1、按溶洞顶板受弯矩控制估算顶板安全厚度　　当溶洞顶板岩层比较完整，层理较厚，强度较高，洞跨较大时(大于3倍桩径)，弯矩是主要控制条件，可按梁板受力

7、情况计算，最小设计持力层板厚为：　　　　q———溶洞顶板自重加上覆盖土层均布荷载,KN/m；　　[δ]———取灰岩l/10容许抗压强度，MPa；　　M———弯矩，根据顶板岩石的完整性，可分别按简支梁、悬臂梁和固端梁3种情况计算。　　2、按剪切应力控制估算顶板安全厚度　　当溶洞顶板岩层完整，岩体强度高，但洞跨较小时(小于3倍桩径)，抗剪切力是溶洞顶板破坏的主要控制条件。　　　　式中q———溶洞顶板自重加上覆盖土层均布荷载，KN/m；　　P———桩尖对溶洞顶板的集中力，kN；　　τ———对于灰岩取l/12容许抗压强度，MPa；　　l———溶洞平面

8、周长，m。　　3、影响持力层厚度的主要因素　　影响持力层厚度的主要因素有：岩溶的发育情况、顶板岩层的节理裂隙及胶结情况、桩径大小、桩基成孔工艺及施工工艺水平(如沉渣