桥梁桩基础在岩溶地质条件下应用

PAGEPAGE4桥梁桩基础在岩溶地质条件下应用摘要：分析不同类型桥梁基础的特点及适应条件，岩溶地质桥梁基础的处理办法和桥梁桩基础的应用，以及施工过程的技术措施。关键词：桥梁基础；岩溶地质；桩基础1引言桥梁基础设计与施工质量的好坏，是整座桥梁质量的根本问题，只有掌握桥梁基础的分类、特点，掌握基础的适用范围，才能使专业人员设计和施工时更好地注意发挥各类基础的特长，才能更合理选择适宜的基础，确保建成的桥梁能安全、经济、舒适、高效地使用，尤其是在岩溶地质这个特殊的环境下。2基础分类、特点基础根据埋置深度分为浅基础和深基础两大类。基础埋置深度小于5m的称为浅基础：埋置深度太于5m，则称为深基础。基础埋置在土层内深度虽较浅，但水下部分较深称为深水基础。2.1浅基础特点、分类天然地基浅基础特点是施工简单，不需大型的机具设备，比较经济，在中、小型桥梁上使用较广泛。浅基础根据受力条件及构造可分为刚性基础和柔性基础两大类。刚性基础：基础内不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。特点是稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载。缺点是自重大，受地形限制。柔性基础：必须在基础中配置足够数量的钢筋，这种基础称为柔性基础。特点是整体性能较好，抗弯刚度大，对上部结构产生的附加应力比较小。缺点是柔性基础主要是(3)对于溶洞埋藏不深，洞中有较厚的碎块石堆积物，可采用压浆的方法使其固结。对于粘性土、砂类土等以细颗粒为主的堆积物地基，可采用旋喷桩方法加固。(4)若溶洞位于基底以下一定距离，且符合完整顶板厚度与跨长之比小于2．0，或溶洞跨长大于8m、但厚跨比值大于2．0；顶板岩层完整性较好，溶洞形态大小探测清楚，一般认为地基不需加固。3.2桩基础桩基础是处理桥梁岩溶地基最有效的方法。设计与施工时应注意的基本原则如下。(1)当桥梁地基下的溶洞较大，埋藏较深，但又不满足顶板厚度检算要求时，只能采用桩基础。当岩面溶蚀高差大于1m或岩溶洞穴平面、剖面尺寸大于1m者，可溶性岩层埋深在8m以上，基底岩层部分缺角且无法嵌补，明挖或水下施工压浆有困难等情况均可使用桩基处理。(2)钻(挖)孔桩在穿过溶洞进入完整基岩中深度不得小于5倍桩径，若实际值小于此项要求时，应结合地质资料进行加深或验算。(3)对于桩尖下伏溶洞，是采取穿过溶洞还是桩尖立于溶洞顶，须根据检算和经验设计。一般情况若完整基岩顶板厚大于10m且顶板厚与溶洞孔径之比大于2时，基底以下溶洞可以不处理，否则应该采用桩基穿过溶洞。(4)设计时应重视桩基负摩擦力的影响。一般地基土石在扰动之后都会在自重的作用下固结下沉，特别是由于大量开采地下水而导致地基软弱层相对桩基固结下沉，因而产生一个向下的摩擦力，即负摩擦力，从而增加了桩基所承受的轴向荷载，甚至可能导致桩基破坏。（5）当基桩穿过多层岩溶层支立于坚固的岩层上时，不应考虑多层岩溶层对桩侧起摩阻作用，因为岩溶层与桩侧之间的摩阻作用，在本质上不同于一般土与桩侧之间的摩阻作用。4岩溶地质桥梁桩基础的应用4.1支承桩及嵌岩桩支承桩及嵌岩桩安全性高、抗震性好，是首选的桩基类型。当覆盖土层的摩阻力不足以提供桩基的竖向承载力，或不能满足沉降要求时，须采用支承桩或嵌岩桩，桩基的承载力可按规范公式计算。此类桩基的设计难点是如何确定桩底岩层的厚度，通常认为桩底有连续3倍桩径的完整岩体是安全的，但无定量的理论依据。4.2摩擦桩在岩溶地区采用摩擦桩有两种情况：一种是覆盖层的摩阻力足以提供桩基的竖向承载力，桩基不进入溶洞区；另一种则是桩底进入溶洞区并终孔在薄顶板或充填物中的情况，此时计人覆盖层及溶洞充填物和溶洞岩体的摩阻力。前一种与普通桩基的设计计算没有太大区别，但要注意保证桩底与溶洞间土层及岩体的厚度；后一种摩擦桩的计算则要根据具体情况变通应用规范公式，设计的难点是：合理选取溶洞区桩侧土的极限摩阻力及桩底支承力如何计入。4.3打入桩在岩溶地区采用打入桩，目前并不是常规方法，但在合适的条件下也是一个很好的方案。打人桩避免了钻孔桩施工时的塌孔风险，及多次回填或其它措施(如钢护筒)带来的费用增加。打人桩基础通常为群桩，可采用预制预应力高强混凝土管桩，也可采用钢管桩，对于管桩应避免桩底直接打到岩面，且都应注意岩面倾斜等不利情况。5岩溶地质桥梁桩施工的技术措施基于以上的分析，岩溶地区桥梁桩基施工的技术措施主要包括以下几个方面：（1）岩溶地区桩基施工，必须根据不同的地质条件遵循相应的处理原则。对于岩溶,首先应对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性,检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。然后根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。对每种处理方案，都要进行仔细的计算。（2）对于上覆土层较厚、地下水较丰富的摩擦桩，采用钻孔法为宜。当钻进到达溶洞顶板时，冲击钻头操作要平稳，尽可能少碰撞孔壁,并减少冲程悬距(不大于0.80m)，慢慢穿过并及时采取防护措施，按一定比例投入黄土和片石来封堵，防止漏浆。（3）桩基穿过多层溶洞或暗河，抛填粘土袋及片石用冲锤挤填桩外溶洞空间，采用2层、3层钢护筒防塌孔是较好的选择。在桥施工时，因该地区岩溶裂隙发育，当钻孔进入岩层后发生漏浆时，及时加强护壁。参考文献［1］刘梦泽.岩溶地区桩基钻孔施工［J］.铁道标准设计,2004,(08).［2］李吉先,莫一星.岩溶地区桥梁桩基的设计与施工［J］.铁道运营技术,2003,(04).［3］冯卫东.岩溶地基