桥基溶洞顶板稳定性评价与工程治理.pdf

《桥基溶洞顶板稳定性评价与工程治理.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷第19期人民长江Vo1．41．No．192010年10月YangtzeRiverOct．．2010文章编号：1001—4179(2010)19—0037一O4桥基溶洞顶板稳定性评价与工程治理张龙菊，王新刚，李云安(岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，湖北武汉430074)摘要：以广乐高速公路某大桥桥基溶洞为研究对象，选择有代表性的溶洞评价其顶板稳定性，并对不稳定溶洞提出经济、可行的治理方案。采用改进的近似结构力学分析方法，通过VC++编制程序，绘制出桥基溶洞在抗弯、抗剪条件下的h～h，～z标准查询表。该方法具有一定的普适性，打破了以往需要逐一验算的局限性，避免了繁杂的验算过程

2、。评价结论是该桥基溶洞顶板不稳定，危险性较大，需要治理；着重介绍治理措施中的拱跨越方案，经研究论证得出合理的拱高为16m，跨度为120m；拱跨越方案的构思具有一定的创新性。关键词：溶洞顶板；稳定性评价；工程治理；拱跨越中图法分类号：U443．1文献标志码：A岩溶区路桥基础稳定性评价与治理是目前国内外经过钻孔勘探揭露，可见3O多个大小不等的溶高速公路建设的重大技术难题之一。如何评价顶板稳洞，部分呈串珠状，全充填与半充填，覆盖层厚一般为定性及不稳定溶洞的治理是工程建设中亟待解决的问5～30m，浅部溶洞顶板厚约1～3m，对桥基影响较严题。重。桥基溶洞各参数取值见表1。迄今为止，评价桥基溶

3、洞顶板稳定性的方法很多，表1参数取值但几乎都是以最小安全厚度为依据，本文在传统的近溶洞预板溶漏顶板容重覆盖层覆盖层容重溶洞跨灰岩抗压均布荷载安全似结构力学分析法基础上，提出了最大安全跨度的评厚度^，／mrr／(kN·m一)厚度^／mrJ／(kN·m一)度I／m~／kPaq／(kN·m一)系数K价依据，编写相关程序，绘制出岩溶桥基抗弯、抗剪条一2525l一30l8l-3O4O780I．2件下的h～h，～z标准查询表，来估算完整顶板的最小安全厚度和最大安全跨度，以此来评价广乐高速公2桥梁桩基础稳定性力学分析路岩溶桥基的稳定性；在此基础上，提出对不稳定岩溶桥基有效、经济、可行的工程治理方

4、案，着重介绍了拱2．1抗弯稳定性结构力学模型计算跨越方案；研究成果有利于进行基础设计，为实际工程当溶洞顶板岩层完整，近于水平层，溶洞跨度较大建设提供参考。时，弯矩是主要控制条件，可按两端固定顶板抗弯情况计算，其计算模型(见图1)与理论公式推导如下。1工程概况据岩体抗弯强度理论¨：该大桥呈近南北向走向展布，桥区内喀斯特地貌Vo-]≥了M·y⋯(1)发育，桥台、桥墩采用桩基础，以中风化灰岩作为基础持力层。设计桩径为1．8m，单桩设计荷载按设计院式中，[]为岩体的抗弯强度允许值(为其抗压强度提供取值10000kN；设计承台截面尺寸为b×Z=3．5R的1／10～1／20)，kPa；为溶洞顶

5、板所承受的弯距，m×3．5m，厚度h=3m。kN·m；，为溶洞顶板截面惯性矩，m；y⋯为边缘最大收稿日期：2010—07—27作者简介：张龙菊，女，硕士研究生，主要从事岩土体工程性质及其稳定性分析与评价工作。E—mail：zhanglon~u@163．tom38人民长江2010盎抗压力处至中性轴的距离，lTl。(q+h+3,rh，)lb=2(1+6)Tf(8)q=P+q0(9)q=kN／m"IllIlI7"f=Atan~p(q+yh+yrh，)+c(10)lhllFlllh=18hs表2岩溶桥基抗弯条件下h～1～h，标准查询nlllIlIjiIllIIIIllIIIlIIIIIIl

6、llIIlllh，flIIllIll1lh，=25hr『溶洞1LII＼图1模型计算不惹两端固定梁板的最大弯矩：=譬+譬取[]=Rh，y⋯(4)bh，=(5)2426283051．535．67l1I7l6．9222．42275032l736．46404344l347．5950．85539456875967q=g0+yh+y，h，(6)l01．5l5．45lO．521579208525．60300l34．1237．974157449748l951．2554l75697l51．50526999l4．88l9，60240728．2632．213592394342．7645．9248945l

7、84546l联立式(1)～(6)得式(7)：2Ol485．1095514．12l8．5722．8026．8030．5934l9376040．8543964693497952．53251．464，959I6l3．49l7．702l73255629．2232．69360l391942．2345l547975O68警√·+s+半]30I454．8l8．8312．94l69520．8024．4928023l3934．6237724070435746．3449Ol351．434