浅谈岩溶地区桩基设计

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1、浅谈岩溶地区桩基设计摘要：在岩溶地区进行桩基设计施工是相对复杂的，所以在设计施工中保障对桩基安全和质量显得尤为重耍。因此，木文通过对岩溶地区桩基的承载力计算方法进行分析，以针对对岩溶地区的桩基设计进行有效探讨。关键词：岩溶地区；桩基设计；处理方案•、八一刖§通常情况下，岩溶地区的桩基设计考虑两种情况：①岩溶现象只在埋深较浅的局部出现，桩基可以穿过溶洞嵌入完整的持力层内，桩尖以下没有溶洞，与一般的嵌岩桩差别不大。②溶洞埋深较深或者多层溶洞出现，桩基贯穿所有溶洞困难，桩底持力层除了要冇嵌岩深度外，还要考虑桩底岩层的抗冲切力，保证桩尖至溶洞顶有一定安全厚度，

2、这一安全厚度设计中甚至要达到5倍桩径。上述设计处理方案能够满足一般岩溶发育情况，但当岩溶特别发育，例如多层溶洞出现，钻孔深度30多米尚无厚度8m以上的完整岩层时，就无法在满足嵌岩深度1〜2d的同时保证5倍桩径的溶洞顶板厚度。1桩基设计的一般原则山于岩溶及隐伏岩溶发育，如何确定桩基持力层标高、确定施工方案,是本项目桥梁设计的重点，必须充分重视。设计应根据逐桩钻孔的地质资料，合理确定桩基型式和桩长，以及处治措施。一般，桩基设计遵循以下原则：（1）对于溶蚀、裂隙严重的溶洞顶板，按摩擦桩计算，対于无溶蚀、裂隙现象的持力层，溶洞顶板按嵌岩桩计算，考虑安全系数后，

3、以3~4m微风化完整顶板，作为桩基最终最小控制溶洞顶板厚度。（2）对于独立的、非串通的溶洞，一般采用充填片石、压浆填充的方式进行处理，但必须确保空洞充填密实，此时可考虑溶洞段的桩周摩阻力，否则，不能考虑桩周摩阻力。（3）对于大型的、串通且无充填或充填为流艱状物质的溶洞，则应考虑采用钢护筒跟进的处理措施。（4）对于串珠桩溶洞，一般采用充填片右、压浆填充的方式进行处理。若无明显完整基岩持力层，则按摩擦桩进行考虑。（5）桩长计算时，给予合理的安全储备。（6）如果溶洞顶板很薄，而溶洞内的底面很深，且洞内填充土密实稳定，具有足够强度，则桩底可穿过溶洞的顶板置于溶

4、洞内的填充土层内而不置于溶洞的底板上，桩基可按摩擦桩设计。2嵌岩桩的单桩容许承载力计算公式根据行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.3.9条及对应条文说明，其嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值计算公式为：上述公式中是嵌岩段侧阻力；端阻力修正系数；是嵌岩段侧阻和端阻综合系数，与嵌岩深径比、岩石软硬程度和成桩工艺有关。3桩底持力层（桩尖以下溶洞顶板）厚度的讨论H前岩溶地区桩基设计中，常采用的溶洞顶板安全厚度是5倍桩径,很多情况下显得过于保守。根据文献，确定岩溶地区桩基持力岩层的安全厚度，一般采用计算模型是将持力层视为一刚性底板，其上作用垂直荷载

5、,根据溶洞顶板的冲切破坏可近似求算岩层持力层厚度。溶洞顶板内桩基冲切的计算简图如图1,这里按钢筋混凝土板受冲切构件公式计算，设应力扩散角a=45o取石灰岩的抗拉强度设计值f二0.8MPa,则给定抗冲切安全系数K、桩基直径d及桩底处的竖向力P即可求解持力层最小厚度ho依据上述公式验算，一般情况下桩端以下作为持力层的厚度大约为2.5〜3倍桩径。影响持力层厚度的主耍因素有：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（如沉渣厚度）及基桩的设计荷载大小等。这些因索中岩溶发育情况等相关岩土力学特性是最难以确定的。因此岩溶地区

6、桩基的设计在数值计算分析的基础上必须结合详细的地质勘察资料，桩基设计才能冇效合理。4岩溶地区桩基设计的耍点在岩溶地区进行嵌岩桩的设计应注意如下要点：（1）对于岩溶强烈发育区在地质勘察阶段应做到逐桩钻孔，并与地质雷达等物探结果相互校验，逐桩判断，相临近的桩基相互对照，调查岩层的节理发育情况、溶洞的深度、高度、溶洞内填充物类型等，为设计提供可靠依据。（2）对持力岩层及溶洞填充物进行土工试验，确定岩层的饱和极限抗压强度、填充物的物理力学性能，检测容重、含水量、空隙率等，为岩溶处理提供依据。（3）根据溶洞分布情况、持力层强度及节理发育情况，采用适当的桩基承载力

7、计算公式，合理确定桩底深度。对于持力层埋深浅、强度较高、节理不发育、桩基成孔方法可以做到清孔很干净的情况，可忽略覆盖土层的总侧阻力，仅考虑嵌岩桩段的嵌固侧阻力和桩端端承力，这时要求的溶洞顶板安全厚度应不小于3倍桩径，同时不小于3m,桥基嵌岩深度1〜1.5倍桩径当溶洞平面尺寸较小，溶洞顶板安全厚度可取3倍桩径即可；当溶洞平面尺寸较大时，溶洞顶板安全厚度应适当加大。对于持力层埋深较深、采用钻（冲）孔方式成孔，这时应考虑覆盖土层的总侧阻力。対丁桩长30m以上仍然没有合适的持力层、岩层节理非常发育的情况下，可按摩擦桩设计，并适当考虑一定的持力层厚度。（4）山区

8、地下水位较低的桩基尽量采用人工挖孔成孔，结合地质雷达等物探手段，冇利于探明溶洞的实际情况。（5