岩溶区桥梁桩基设计探析.pdf

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1、至Q12生篁!Q期【望箜至!!塑2江亘建盐童通王猩岩溶区桥梁桩基设计探析■邹黎明黼中铁隧道勘测设计院有限公司厦门分公司，福建厦门361004摘要：文章通过龙岩上杭官庄大桥溶洞桩基础的勘察与设计，在具体工程实例中结合施工中遇到的地质变化情况，根据施工勘察补充钻孔即时变更，确保桥梁桩基的质量。关键词：岩溶地质钻孔桥梁桩基安全厚度持力层桥梁桩基础设计中，遇到溶洞的情况并不少见，由于勘探钻孔的揭露地质情况局限性会给设计与施工带来很多不可预见的变化情况。在施工期间，只有勘察设计与施工密切配合，根据溶洞情况来经济合理的确定溶洞处理方案以及桩基础持力层标高，才能确保桩基础的质量。1工程概况

2、本文所述实例为官庄大桥位于福建龙岩上杭县官庄镇德康村西部，跨汀江。桥址处汀江河面宽约200m，水深约1．0～5．0m，本段汀江为Ⅶ级航道，航道单向净空要求为20×4．5m。该桥设计全长248．0m，桥宽12m，上部构造为8×30m装配式预应力砼T梁，先简支后结构连续；下部为双圆柱墩桩基础(桩径中160cm)，肋板式桥台桩基础(桩径中120cm)，全桥共计桩基22根，设计最大桩长47m。精6喇，盥鲢最最商塑丝睦粤／善黼赫舾矗《。。拇8螬馘。、+r鲥d嘲瓤!^翊罐一嗡≤o牌{溅萜麓罐錾竺淞、$q出／自萝l瀑飞力j㈣@(mL，·№e图1官庄大桥桥型布置图立面2基础地质及勘探官庄大桥

3、桥址区地层在勘探深度范围内主要为第四系冲洪积、残坡积松散堆积层和石炭系船山组大理岩、林地组粉砂岩风化层。由于桥址区下部大理岩岩溶较发育，对桩基稳定性影响较大。进行逐桩钻探。下部大理岩见有溶洞发育，有些溶洞埋藏深度较大(大于18．0m)，引发地面塌陷的可能性微小，但对桩基稳定性影响较大，全桥22根桩基均处于溶洞区，桩基采用柱桩设计，以中风化大理岩为桩端持力层。因有断层和溶洞发育，桩基设计穿越断层破碎带及溶槽堆积土，桩端下部应有一定厚度的完整岩体。岩溶地区的地质勘探以查明岩溶发育程度以及地下溶洞的空间分布规律为目的。详勘阶段本桥采用逐桩布置地质钻孔，但是由于桩基直经远大于钻孔直径

4、，仅按逐桩钻孑L勘探桥梁的溶洞桩基，并不能完全反应出岩溶发育和分布规律。对于大直径桩基宜采用一桩多孔，在桩基的施工过程中可以在其四周补孔，从而用多孔资料准确描述基础范围内一定深度的岩溶发育情况。大桥墩台桩基均按嵌岩桩设计，本桥详勘显示由于桥位所在处岩溶发育，在岩层面起伏较大处，设计嵌岩深度按桩基全断面进入基岩的嵌岩深度不小于3倍桩径控制，在适当增加桩基嵌岩深度的情况下，出现了桩底到钻孔底厚度较小的情况。故现要求对原钻孔深度下岩层面坡度大于60。时且设计桩底到地质钻孑L底厚度较薄的桩基进行补充地质钻孔。补充的地质钻孑L孔深要求人中风化岩层完整基岩中16m，在该深度内如遇岩溶洞穴

5、，应从岩溶洞穴底板以下算起保证人中风化岩层完整基岩中16m，以保证桩底完整岩层厚度达到6—10m。根据提交的补充钻孔结果进行桩基设计修正3桩基设计要点岩溶地区溶槽、溶沟处的桩基础，桩基穿过内部填充物立于溶槽或溶沟底面的岩层上时，按立于一般岩层上的柱桩进行内力分析，根据溶·】36·槽或溶沟底面岩层的稳定性确定桩的轴向容许承载力。本桥桥梁桥台下地基在探明溶洞最下层分布的前提下，采用4根直径1．2m的钻孔桩。通过钻孔探明桥墩下地基土层中有呈上下成串分布的溶洞，桥墩设计采用直径1．6m的钻孔桩。其中部分成串的空洞比较大，填充物较松散，采用先钻孔、抛石、压浆填充空洞，再依次往下钻孑L、

6、压浆。当桩基穿进多层岩溶层支立于坚固的岩层上时，不考虑多层岩溶层对桩起摩阻作用，而且在钻孔灌注桩施工过程中宜采取措施作隔层，将多层岩溶层与桩壁之间分隔开，使基桩承受的轴向荷载全部作用于桩底的坚固岩层上，并按柱桩设计。本桥桩基设计按柱桩进行计算，不计算桩周摩阻力。4桩底持力层安全厚度的计算方法本文项目官庄大桥部分桩基处于下覆过深的多层溶洞区，设计将溶洞顶板岩层作为桩端持力层，正确估算持力层厚度是岩溶地区多层溶洞桩基设计的关键。溶洞顶板岩层较完整、跨径大于3倍桩径，弯矩按梁板受力状况计算，设计最小持力层板厚：H=[6M／(q[or])]05；式中：顶板自重加上覆盖土层荷载q(kN

7、／m)；灰岩1／10容许抗压强度[口](MPa)；弯矩M。计算按以下分别进行：(1)溶洞顶板完整，接固端梁M=q12／12+0．7pl／4，桩尖集中力P；(2)桩基底顶板跨中有裂缝而溶洞洞周完整时，按悬臂梁M=q12／2+pl；(3)桩基底完整但洞周有裂缝时，按简支梁M=q128+p14。当桩底在第二层溶洞以下时，不考虑覆盖土层荷载产生的弯矩。当溶洞顶板岩层完整、跨径小于3倍桩径时，控制条件为顶板的抗剪切力：H=(q+P)／(T1)，式中取灰岩的1／12容许抗压强度T(MPa)，溶洞平面周长l(m)。官