岩溶地区桩基设计
溶洞地区基础设计及溶洞处理方案

溶洞地区基础设计及溶洞处理方案摘要:岩溶地区多位于丘陵和山地,地形陡峭、地质条件复杂,岩石类型主要为灰岩和白云岩。
在岩溶地区,溶洞较为常见。
岩溶其实属于可溶性岩层地带出现的特殊形态,存在较多的高度不等、重叠分散、规模较大、复杂程度高的溶洞。
当对桩基础进行施工的时候,对溶洞处理的好坏,对桩基础的施工效果及成桩的质量有着决定性的影响。
本文介绍岩溶地质条件下的桩基施工工艺以及处理溶洞的技术,确保桩基施工的安全顺利进行,并有效减低施工过程中发生事故的可能性,为类似岩溶地质条件下的桩基施工和溶洞处理提供经验参考。
关键词:溶洞地区;基础设计;处理方案引言在岩溶强烈发育的地区,由于地下存在大小不一、形状各异、且分布不均匀的溶洞,溶洞桩基在钻进施工过程中容易出现的问题比较多,给整个工程项目的施工质量和施工安全造成了不同程度的影响。
所以,了解桩基施工过程中可能出现的溶洞的各种情况,根据不同溶洞情况制定相应的处理方法,以确保桩基施工的可靠性。
1岩溶地区溶洞基础的特点岩溶地貌也称为喀斯特地貌,指的是水对可溶性岩石进行化学溶蚀后,通过冲蚀、潜蚀、崩塌等地质变化所形成的独特地貌。
基于此,岩溶地区溶洞基础普遍具有以下几点显著特征:(1)可溶性岩石多为强度较高的石灰岩,因此,进行路桥桩基施工时具有较大的成孔难度。
若成孔作业的冲击力过大,不仅会增大溶层突然击穿的几率,还会使桩体周围的溶洞区域产生负压,导致后续混凝土浇筑施工时,黄泥、片石等填塞物进入混凝土中,发生断桩问题;(2)岩溶底层钻孔施工时,若遇到溶洞或裂隙,则会导致护壁泥浆迅速流失,如果没有及时发现并进行补浆处理,就会因护壁泥浆液面下降而引发埋钻、扩孔、塌孔等施工问题,甚至会使整个孔位遭到破坏,引发极为严重的地面塌陷问题,对施工人员生命安全造成严重威胁;(3)很多岩溶地区的地下水位较高,地下水存量丰富,导致钻孔施工时,容易出现涌水量较大的情况,不利于对孔底沉渣的控制和清理,一定程度上加大了后续桩基施工和混凝土浇筑施工的技术难度和质量控制难度;(4)岩溶地区,基岩纵横起伏波动较大,很多岩石结构存在部分溶蚀的情况,导致基岩半边露头。
岩溶地区桥梁桩基设计与施工方案分析

基的承载力_ 3 ] 要求 。
( 3 )大 溶 洞 。对 > 3 m 的 溶 洞 采 用 的 是 钢 护 筒 法 引。
岩 溶 地 区桥 梁 桩 基设 计 与 施 工方 案 分 析
董海 军
( 安徽省安庆市公路工程处 , 安徽 安庆
摘
2 4 6 0 0 2 )
要: 某 高速公路 A合同段桥梁桥位处于溶洞极发育地 区, 在桥梁桩基施工 中遇到溶洞 、 砂层 、 塌孔等技术问题 。施工 中对砂层
采用“ 钢护筒加 固” 的方法进行 处理, 对溶洞采用“ 注浆” 或“ 填充加钢护筒” 的方法处理 。实践证明上述处理方法是行之有效 的, 同 时也对桥梁设计 、 施工提出了更高的要求 。因此 , 针对岩溶地质 , 设计文件中应更加 明确各种不同情 况下的处置方案 , 并对可能发
( 2 )细致分 析每 根桩 的地 质 钻孑 L , 根 据地 质钻 探 资料 和填充 物情 况 , 对每 根桩设 计 出满足 承载力要 求 的桩 长 、 桩性 。分 类 制订 溶 洞处 理 的详 细方 案 、 成 孔
方法 及施 工措施 l 2 ] 。
失衡, 破裂 , 砂层失去支撑 , 产生溜坍 , 最终造成孔 口 坍陷。孔 口坍陷极易造成工程进度迟缓, 材料损失严
1 . 2 施工 图阶段
2 岩溶地段桥梁桩基处理
2 . 1 填 充加钢 护筒法
( 1 )一般 溶洞 类 。对 < 2 ~3 m 深 的溶 洞 , 可 用
填充 法 。专 人密 切注意 孔 内水 位 的变化 , 一 旦泥浆 面
岩溶地段桩基处理方案

岩溶地段桩基处理方案一、前期调查与设计在岩溶地段开展桩基处理前,必须进行详细的地质勘探和工程地质调查,了解地质构造、岩溶洞穴等情况。
根据调查结果进行设计,选择合适的桩基类型和处理方案。
二、桩基类型选择1.爆破桩:对于岩层比较硬且洞穴相对较少的地段,可以采用爆破桩。
通过爆破爆破碎岩体,形成孔洞,再进行灌浆加固。
2.钻孔灌注桩:钻孔灌注桩适用于岩溶地段土层较松散、灌浆材料易渗透的情况。
通过钻孔进入地下,然后注入灌浆材料,形成钻孔灌注桩。
三、处理方案1.爆破桩的处理方案:(1)确定爆破点位:根据勘探数据确定爆破点位,避免洞穴或其他不稳定地层。
(2)爆破施工:先进行爆破孔钻孔,然后在孔内充填炸药,进行爆破。
爆破后进行震动的排除,避免对周边环境造成不良影响。
(3)灌浆加固:对爆破后的孔洞进行灌浆,填充空洞,增加地基的承载力和稳定性。
2.钻孔灌注桩的处理方案:(1)钻孔施工:根据设计要求选择合适的钻孔机械进行钻孔作业,保证孔洞的质量。
(2)灌浆:马上在钻孔完成后进行灌浆,使用适当的灌浆材料,并注意灌浆前后的浆液渗流情况。
(3)灌浆加固:灌浆完成后,对桩身进行清理,确保灌浆充实,提高桩的承载力。
四、监测与检查在桩基处理施工的过程中,需要进行监测与检查,以确保桩基的质量和稳定性。
主要监测内容包括桩基的垂直度、水平度、沉降量等。
监测数据应及时记录和分析,确保桩基施工的质量和安全。
五、施工质量控制在桩基处理施工过程中,需严格按照设计要求和规范进行施工,确保施工质量。
施工人员应具备专业知识和经验,操作规程要规范化,确保每一道施工工序的质量,尤其是水泥和灌浆的加固要充实。
综上所述,岩溶地段桩基处理方案应根据地质条件和工程要求,选择适当的桩基类型和处理方案,并进行合理的施工管理和质量控制。
通过科学的前期调查与设计,合理选择桩基类型,并严格按照施工工艺进行施工,可以解决岩溶地段桩基施工中的困难和问题,确保工程质量和安全。
岩溶地区桥梁桩基的设计与施工

岩溶地区桥梁桩基的设计与施工引言:岩溶地区由于其特殊的地质条件,给桥梁的设计与施工带来了巨大的挑战。
岩溶地区的地质特点决定了桥梁的桩基设计必须考虑到地下溶洞的存在以及地质稳定性的问题。
本文将介绍岩溶地区桥梁桩基的设计原则、施工技术以及风险控制措施。
一、岩溶地区桩基的设计原则1. 充分了解地质条件:在进行桩基设计之前,要充分了解岩溶地区的地质特点,包括地下溶洞、地下水位、岩层的稳定性等。
只有了解了地质条件,才能进行合理的设计。
2. 桩基的选择:在岩溶地区,常用的桩基类型有钢筋混凝土桩、预制桩和灌注桩等。
选择桩基类型要考虑地下水位、岩层的稳定性以及预算等因素。
3. 桩基的布置:桩基的布置应根据桥梁的类型和荷载特点来确定。
在岩溶地区,要避免桩基与地下溶洞相交,以免影响施工质量和桥梁的稳定性。
二、桩基的设计流程1. 地质勘察:进行详细的地质勘察,包括地下溶洞的分布、地下水位、岩层的稳定性等。
根据勘察结果,确定桩基的设计参数。
2. 桩基的荷载计算:根据桥梁的类型、跨度和荷载特点,进行桩基的荷载计算。
考虑到岩溶地区的地质条件,必须充分考虑地下溶洞的存在对桩基的影响。
3. 桩基的设计:根据地质勘察和荷载计算的结果,进行桩基的设计。
设计要合理选择桩基的类型、长度和直径,并采取相应的加固措施,以保证桩基的稳定性和承载力。
4. 施工方案的制定:根据桩基的设计,制定施工方案,包括施工方法、机械设备的选择以及施工过程中的风险控制等。
三、桩基施工技术1. 钻孔技术:岩溶地区的桩基施工主要采用钻孔技术,通过机械钻杆将地下岩石打破,并在孔内注入浆液以加固桩基。
钻孔技术要根据地质条件和桩基的设计要求选择合适的钻杆和钻具。
2. 桩基灌注技术:灌注桩是岩溶地区常用的桩基类型之一。
灌注桩施工时,首先在钻孔内灌注混凝土,然后再将钢筋灌注至孔内。
灌注桩要保证混凝土和钢筋的质量,并控制好灌注速度和压力。
3. 桩基加固技术:在岩溶地区,由于地层不稳定和地下溶洞的存在,桩基往往需要采取加固措施。
岩溶地区的地基处理和基础设计分析

岩溶地区的地基处理和基础设计分析岩溶地区的地基处理对于建筑的安全与质量有着十分重要的影响,本文对以往的设计经验进行了总结与分析,对岩溶地区地基设计、地基处理以及地基评价等方面的方法进行了详细的介绍,希望可以起到参考作用。
标签:基础设计;地基处理;岩溶地区岩溶地区普遍存在漏斗、暗河、溶槽、溶洞等地质情况,存在形式十分隐蔽。
岩溶作用指的是流水对岩石造成腐蚀与冲击,部分情况下表现为机械式的侵蚀,使岩石形态发生变化。
岩溶不良地质所构成的岩溶地基普遍存在不均匀沉降、承载力不足等方面的问题,严重情况下还可能会导致地基塌陷或地基滑动。
在我国建筑工程领域不断发展的过程中,在岩溶地区兴建高层建筑方面的技术也取得了一定的进展。
设计单位需要对岩溶地基建设房屋时所存在的关键问题进行重点的解决,做好岩溶地基稳定性分析工作,对岩溶地基基础形式进行有针对性的设计,使所制定的地基处理方案更具合理性与经济性。
1、岩溶地基相关方面的评价设计单位需要重点设计好岩溶地区的房屋基础,选择正确的处理方法对于工程的造价与施工安全性有着十分重要的意义。
施工区域或周围所存在的岩溶均会在一定程度上影响到施工安全,需要对岩溶进行勘察,综合性地对岩溶地基进行评价,根据评价结果科学客观地制定地基处理方案。
计算方法、数学模型以及力学模型是最为重要的评价步骤,在我国建筑行业不断发展的过程中,岩溶地基分析评价流程得到了进一步的简化,尤其是在稳定性分析方面已经可以由以往十分繁琐的定量分析转化为直观、简化的定性分析。
定性评价法通常应用于常规工程地基稳定性分析与初勘阶段的场地选择,具体包含经验比拟法与综合分析法两种。
依照对洞体稳定性造成影响的有关因素与与洞隙边界条件做出合理的评价与综合性的分析。
半定量评价法是定性评价法的延伸与补充,具体包含顶板厚跨比法和顶板安全厚度计算法。
其中顶板厚跨比法不需要考虑顶板性质、荷载和大小,选取顶部最薄处厚度和水平投影跨度两项数值,能够计算出厚跨比,该数值能够用来对顶板厚度的安全性做出评价。
岩溶地区铁路桥梁桩基的设计与施工方案

桥 梁 墩 台桩 基 础 设 计 主要 受 墩 台线 刚度 控 制 , 其 布置 形式 均应 满 足刚性 角要 求 。本 桥桩 基采 用行 列式 布 置 。 间距 横 向为 40m, 向为 55m。 桩 . 纵 . 各 桩 长根 据现 场 实 际地 质条 件 ,溶 洞 高度 在 3 m 以上 , 多层 溶 洞 总深 度 在 l 以下 , 地 下 水 或 5m 且 不 发育 , 并探 明桩底 20 30m 内确无 溶 洞 , .~ . 即可 灌
广 西 铁 道 2o 年 8 08 月第 3 期
岩溶地 区铁路桥梁桩基 的设计 与施工方案
陆 植 寅
( 中铁 建 柳 州 勘 察 设 计 院 ,广 西 柳 州 5 5 0 ) 4 0 7
摘
要 :结 合 既 有 铁 路 桥 梁 工 程 设 计 实 践 ,就 岩 溶 地 区 的 工 程 地 质 特 点 ,介 绍 了 岩 溶 地 区 桥梁 桩 基 设 计 主 要 使 用 的 人 工 挖 孔 灌 注 桩 、机 械 冲 孔 灌 注 桩 和 旋 转 钻 孑 灌 注 桩 的 桩 基 施 工 成 孔 形 式 ,桩 基 施 工 技 L
泥 盆 系上 统余 田桥 组 灰 岩 , 基基 本 承 载力 为 叮= 地 01 = 0 0l a 0 P 。从 现场 实 际地 质情 况 可 以分 析 出 , 用人 【 使 工挖 孔灌 注 桩较 为合 适 。 该基 础 由于具 有 易 于进行 持力 层 鉴别 和孔 底沉 渣控 制 , 现 或 处理 石 芽 、 槽 、 穴 等 不 利 的岩 层 发 溶 洞 病害, 桩底 易 做扩 大头 以增 加单 桩 承载力 , 工工 期 施 短 , 价 低等 优点 ; 免 了钻 孔 施工 中钻 机成 孑 出现 造 避 L 偏孔 、 卡钻 、 钻 、 掉 斜孔 、 弯孔 等处 理 费时且 难度 大 的 问题 , 其对 成孔 后桩 底可 目视 检查 , 于处 理 和采 尤 便
岩溶区桥梁桩基设计与施工

- 2 2 1 ・
岩溶 江苏省 交通规划设计 院股份有限公 司, 江苏 南京 2 1 0 0 1 4 )
摘 要 :岩溶 区由于地质的 不可预见性导致桩基的设计 与施 工是 一个比较 复杂的过 程 ,从地勘阶段就需要对其作 出较为 准确 的认 知, 设计 阶段 充分利用地勘资料保证设计成 果的可靠性 , 而施 工阶段 更应 有一套成熟的应对措施 , 只有 这样 才能保证桩基从勘 察 、 设 计、
( = 二 ・ ¨ 滑 、 、
地 勘 钻 { L
地 勘 钻 孔
工程初期需要 对地质作出较为准确 的 判断 , 在规范一桩一孔勘察要求 的基础 上 ,
④
图4
是否采用物探技术需要进行分析与论 证。 l 璺 l 1 规避风 险。 地勘工作需要分析 以下几个 问题 :整个岩溶 区的发育规律 、 埋 的桩基方案 , 第二 , 若 基岩埋 置较 浅 , 上部覆 盖层无法提 供有效侧 摩阻力 时 藏条件 、 分 布情 况( 包 括岩溶 大小 、 形状 、 延伸 方 向) 、 基岩 的风化程 必须 保 证 桩 底 完 整 岩 层 不 小 于 3 d 且不 小于 5 m 度、 溶 洞的填充情况 等。由于常规 勘察手段不能准确 的探 明溶洞 的 只能 采 用 嵌 岩 桩 时 , 的要 求 。 形状特征 , 因此是 否需要在典 型场 位进 行适 量物探摸清溶洞 的规律 第三 , 对 于葫芦 串型溶洞无法 找到完整基 岩时 , 宜按 照摩擦 桩 需要作 出判断 , 只有弄清质地条件 , 设计工作才 能做 到心 中有数 。 来 考 虑 桩 长 。 根据项 目反馈情况来 看 , 对 岩溶 区桩基 的安全性存在 质疑 , 即采用 2 施 工技 术 嵌岩桩 时如果桩尖下 部有地勘 资料 没有揭示 的溶洞是不 是会有 比 目前 ,岩溶 区桩基施工 根据溶洞的大小和洞 内的填充情况 , 形 较大 的风险?如图 4所示 。 鉴于上面 的问题 , 本处先 对溶洞的形态及与其于桩基关 系进行 成 了一套特有的施工方法 。 2 . 1 常规成孔 。当溶洞填充物是可塑或软塑状且不漏水 , 可以不 对 比分 析 。 由图 1  ̄ 2可 知 , 对 于 同样是 钻孔 资料揭示 的 l m深溶 洞 , 其真 考虑溶洞的存在而按 正常地质情况施工 。 2 . 2注浆加 固。 当溶洞高度较 小( 高度小 于 l m) 、 多层溶洞 串珠 实 的大小及对桩基 的影响有着较大 区别 , 这也是传统地勘钻孔 的缺 或者各 种有填充物但 稳定 性不好 时可 以对 溶洞进行 注浆填充 和加 陷; 注浆 压力不宜 太大 , 控制在 0 . 5 ~ 1 . O MP a 范围, 其 目的是使浆 液 由图 3可知 ,图中三 种溶洞 的存 在对桩基 的安全性 影响均不 固 , 渗透到填充物内固结 , 保证 冲钻成孔是有足够 的固结体 。注浆 时注 大, 属 于工程设计可接受范 围内( 图中 H为桩端基岩 的安全厚度 ) ; 浆管必须插 入填充物底部 , 然后 边注浆边缓慢上 提 , 提管速度 不宜 由图 4可知 , 本 图中情况 正是传统 意义上的钻孔资料所揭示不 太快 。 了的 安 全 风 险 。 2 . 3片石回填。当溶洞高度较 小( 高度小 于 1 m) , 没有 冲填 物或 由于 目前 常用一桩 一孔地勘手段还较难 分析 图 1 、 图 2的区别 钻至 溶洞顶板 以上 l m左右 时 , 通 过小 冲程 慢频 率的 及排除 图 4的风险 , 而普遍采 用一 桩多孔钻探则需要付 出较大 的经 半填 充物 的 , 方法逐 渐击穿溶洞 , 溶洞被击穿后立 即向孔 内补充 水及泥浆 , 同时 济代价。 并 向孔 内投入片石 、 粘 土块 等填充溶洞 , 当孔 内水 头稳 对应 图 I 与图 2设计 中一 般偏于安 全的认 为溶洞形态 均类似 提钻至孔 口, 当回填 厚度大于 1 m使溶洞范 围形 成护 于图 2 , 并按 此假设来处 理 比较 容易被 工程相关人 员所接 收 , 对设 定时用测线测 出回填 厚度 , 壁后再继续施工。 计影响不大 。 2 . 4 碎石砂浆或素混凝土 回填 。当溶洞高度在 1  ̄ 3 米的, 且洞 内 至此 , 目前最 大的问题在 于图 4情况 , 理论 上来说其 应该属于 为填充 物或半填充物状态 的溶洞 , 则 可采取先填充 碎石 、 砂混合 物 风险 B型( 小概率 、 大损失 ) , 也是 工程 中比较容 易忽 略的类型 。 然后采用小冲程将填料挤压到溶洞边形成水 泥浆碎石 由于 桥 梁 结 构 物有 着 特 殊 的 安 全 需 求 , 一旦 出 现 安 全 事 故 必 然 并注入砂浆 , 2 4 h后待水 泥形 产生较大的社会影响 , 属于难 以接受 的损失类 型 。但 同时通过管理 外护壁 。水泥浆将片石空 隙初 步堵塞后停止 冲击 , 穿过溶 洞。 学常识可知对小概率事件的安全度提升通常需要较 大的成本 , 问题 成一定强度后再 继续 冲击 , 当者洞 内无填充物时可直接采用掺加速凝剂的素混凝 土填充 。 的关键在于如何取的平衡 , 让安全程度 达到可接受水平的 同时又付 2 . 5 钢 护筒 跟进 。溶洞高度在 3米 以上 或多层溶洞且 间距 较小 出可接受 的代价 。 可采用钢护筒跟进处理。一面冲孔 , 一 面接 钢 护筒 , 并且将其下 对于 图 4的处 理方案 目前应 用较为普 遍 的是 采用管波探 测法 时 , 沉至已钻成 的孔 内。用 冲击钻成孔钢护筒跟进法施 工时 。 施工 中应 进行补充勘察。由于管波虽然也不能发现溶 洞的具体形态 、 大小 、 方 充分利用冲击钻 的扩孔性能 , 使钢护筒 能顺利下沉 。 向, 但 在原 位钻孔基础上进行探 测可 以发现 直径 2 m左右 范围 内是
复杂岩溶地区的桩基设计及处理

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的 相 关 信 息 : 洞 多 为 半 充 填 , 填 物 为 软 塑∞ m ∞ ∞ 加 加 溶 充 ~流
【 关键词】 溶洞; 冲孔灌 注桩 ; 洞顶板厚度 ; 溶 预钻孔 注浆
【 中图分 类号】 U 7 . 【 T 4 31 文献标志码】 A
塑的黏性土 、 松散的粉土 , 混灰岩角砾 。 溶洞顶板一 勰 堪 培
2 4 8 9 9 Z n & 9 &
流塑 ( 洞) 土
垂直 洞顶 顶板 充填 高度, 高程/ 厚度, m m m状态
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岩溶地区桩基设计
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,桩底持力层除了要有嵌岩深度外,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,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
由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,对于无溶蚀、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,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塑状物质的溶洞,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石、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
目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,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= 45 。
取石灰岩的抗拉强度设计值f = 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h。
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要因素有: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。
这些因素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,桩基设计才能有效合理。
4 岩溶地区桩基设计的要点
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,桩基嵌岩深度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。
对于桩长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,有利于探明溶洞的实际情况。
(5)有条件的情况下应优先采用明挖基础的基础形式。
5 岩溶地区桩基施工的处理方案
(1)若溶蚀发育轻微,或溶洞发育有一定规模,但洞内有填充物,没有裂隙发育,施工时漏浆量小。
则可直接冲孔,但需要加大泥浆比重,加强护壁。
钻穿溶洞时,反复在该位置填加片石和黄土挤密填筑溶洞,直至停止漏浆。
(2)若溶洞发育明显,洞内无填充物,或填充物松散,埋置深度大,无较大裂隙穿过,施工时明显漏浆。
应注意在进入溶洞顶板以
上1~2m范围后采用短进尺,密切注意漏浆情况,如漏浆应迅速用片石黄土等填充堵漏,并及时补浆,直至不再漏浆。
(3)如溶洞非常发育,有的为多层溶洞,并有明显裂隙发育,施工时漏浆量大。
采用全护筒跟进至岩层顶面,防止因漏浆量大导致覆盖层严重塌孔。
采用小直径钻头击穿溶洞顶板,然后用低标号素混凝土对溶洞进行回填,回填密实并达到一定强度后,再开始正常钻进施工。
(4)对于溶洞尺寸较大或多层溶洞基本连通,采用片石或素混凝土用量大或难以填充密实的极特殊情况,才有必要采用钢护筒跟进至溶洞底板。
6 结语
岩溶地区桩基设计施工中的处理措施较正常基础设计情况要复杂多变,同时还伴随着一定的不安全因素,因此,只有不断总结和积累设计施工经验,才能确保桩基设计和施工过程中的安全性及合理性。