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

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