岩溶地区码头嵌岩桩设计

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1、岩溶地区码头嵌岩桩设计李华治(安徽省交通勘察设计院，安徽合肥230011)摘要：结合工程实例，介绍了岩溶地区码头嵌岩桩设计过程中的要点。主要针对岩溶地区桩端岩层几种不同的破坏机理：用不同的计算公式进行分析，得出桩基桩端持力岩层安全厚度，保证码头桩基设计经济合理、安全可靠。为类似工程提供经验参考关键词：嵌岩桩；码头；岩层安全厚度．中图分类号：TU473．1；U656．1文献标识码：A文章编号：1673—5781{2010}04一O526O2(2)码头区域地质条件。工程初勘表明工程区域属岩溶地区，存在溶洞的不利因素，在详勘中设计1工程概况要求采用

2、物探+瞬变电磁法方法[¨，探明溶洞的范围工程年出口煤炭180万t、进1：3水泥熟料320刀及大小，根据勘探资料揭示、主要分布地层有寒武系t。拟建7个1000t级泊位，占用岸线总长553En。中统灰岩及第四系全新统冲洪积碎石土、粉质黏土、(1)码头结构。码头平台宽15m，采用桩基框粉土夹粉砂及粉细砂、中砂。自上而下可划分为①耕架式结构，排架间距8ITI，共64榀，排架基础采用直土、②一1粉土、②一2淤泥质粉质黏土、②一3粉砂、③一l径1000mm的3根钻孔灌注桩。上部结构主要由粉质黏土、③一2淤泥质粉质黏土、④细砂、⑤粉质黏主横梁、前边梁、纵向

3、连系梁、面板、靠船构件、立柱和土、⑥碎石土、⑦中风化砾岩、⑧微风化灰岩。纵、横撑组成，除了面板采用预制钢筋混凝土板以外，微风化灰岩呈青灰色、灰色，中厚层状构造。节其余上部结构全部采用钢筋混凝土现浇构件。排架理裂隙稍发育，岩芯呈短柱状、柱状。溶洞、溶隙较发前端设靠船构件，其上安装SA-A300型橡胶护舷，平育。岩石饱和单轴抗压强度37．4MPa。岩芯较完台通过2座汽车引桥及3座皮带机栈桥连接后方，码整，属于较硬岩一坚硬岩。溶洞见洞率、38．6％，洞高0．40-2．40m，洞内被黏土部分充填一全充填，充填头结构断面，见图1所示。物呈坚硬状态。部分

4、洞体有地下水活动，溶洞稳定性1．—+一25—一般。码头区域地质剖面如图2所示。一I⋯{：l¨I⋯①一1粉质黏土d础}l投让低垃l，u1二——～1—＼④粉质黏土圈2典型地质剖面图图1码头结构断面图收稿日期：2010—05一O7；修改日期：2010—06—22作者简介：~(1977一)，男，湖南湘潭人，安徽省交通勘察设计院工程师526《工程与建设》2010年第24卷第4期由(2)式可得：≥2．1m。2码头桩基设计2．4抗弯拉强度计算当洞体顶板为厚层块状，完整性较好时，可按四由于码头区溶洞发育，在受外力情况下容易产生周嵌固板验算其稳定性，板的最大弯

5、矩在长边支点间崩坍，危害码头结构安全，如何确定桩尖高程与溶洞的中心处，顶板抗弯的安全厚度h近似按下式计顶部的距离，同时又要保证桩基承载力满足要求是本算E，即工程的难点。针对本工程的特殊情况，拟定了本工程桩基采用嵌岩桩，桩基持力层为微风化灰岩。桩长设Z一(3)计原则是：①桩端进入持力层的深度满足规范要求，其中，q为长边每延米均布荷载，kN／m；L，b为洞体不宜小于1倍桩径[2]。②复核桩位处溶洞顶部岩层的长短径，m；为岩体弯曲应力，一般取R／8～安全厚度，如不满足要求，则桩基穿过溶洞进入完整R／lo。基岩_3l4]。由(3)式可得：^≥2．9r

6、fl。通常分析岩溶及采空区桩端持力岩层安全厚度2．5综合分析的计算模型是将桩端持力岩层视为一刚性底板，在桩综合上述3种破坏情况分析，可得：为满足桩端端垂直荷载作用下，岩层可能出现冲切、剪切和弯拉岩层的承载力要求嵌岩桩桩端下卧岩层厚度不小于破坏。2．91TI。考虑本岩层节理裂隙发育，溶洞岩溶发育等2．1桩端垂直荷载计算．不利因素，实际设计中要求桩嵌岩桩桩端下卧岩层厚当桩端持力岩层底部出现“脱空”现象时，桩端荷度不小于4．0ITI。载的计算与普通嵌岩桩不同，嵌岩段桩侧阻力的3结束语应力扩散与桩端岩层安全厚度直接相关[5]。因此嵌(1)在岩溶地区桩

7、基采用嵌岩桩设计的关键是岩段桩侧阻力P的发挥程度，除与嵌岩深度的大小要通过综合勘察手段探明溶洞的分布大小及岩体顶有关外，还受制于桩端持力岩层的厚度。通常可引入板的变化，并根据可靠的“地基基础设计参数值”验算经验系数(一0～1)，根据岩石的均质性和裂隙发展桩端岩层顶板厚度。情况、建筑物的重要性等因素，本工程不考虑嵌岩段(2)码头桩基以微风化岩层为持力层，工程区域桩侧阻作用，则—0，故P。一P—P一SP一P—P勘探孔间距较大，因此桩基施工前要求进行桩位处的(P为桩顶荷载，P为非嵌岩段桩侧摩阻力)。超前钻，确保结构安全[。应用水工结构软件进行计算，

8、得桩端荷载(3)本文以工程实例为背景，，综合考虑了桩端P一3937kN。持力岩层的抗冲切、抗剪切和抗弯拉破坏情况对桩端2．2抗冲切计算岩层安全厚度进行了计算。可供岩