浅谈岩溶地区桥梁基础设计
浅谈岩溶地区桥梁基础设计
李漪，陆路
（安徽省交通规划设计研究院，安徽合肥２３００４１）
擒要：文章通过具体工程实例，结合岩溶地质发育形态，总结岩溶发育地区桥梁基础地质勘探、桥梁基础形式选用、溶洞顶板厚度计算及桩基设计施工等注意的问题，确保桥梁建设及运营的安全可靠。关键词：岩溶；地质勘探ｌ桥梁基础；溶洞顶板厚度计算中图分类号；ＴＵ４７３．１２文献标识码：Ａ文章编号：１６７３—５７８１（２００８）０３—０３６９—０３
Ｏ引言
岩溶地区由于工程地质条件复杂，地下溶洞发
育，如何确定桥梁基础型式、桩基础持力层标高、如何
在设计、施工过程中确保桩基础的质量，如何确定安
全、合理、经济的基础设计及溶洞处理方案，是桥梁设
计人员普遍关注的问题。
１工程概况
安徽省铜陵（朱村）至池州（毛竹园）高速公路与
铜汤高速公路在铜陵县大通镇的上水桥交叉，设置上
水桥互通立交。该互通立交位于水桥湖中，主线及８
条匝道均为桥梁。该地区工程地质条件复杂，地下发
育有土洞，充填软塑粘性土，并夹少量碎石。下伏地
层为三叠系下统南陵湖组（Ｔ，ｎ）、和龙山组（Ｔ。ｈ）的
灰岩、白云质灰岩组成。岩溶发育，溶洞层次较多；地
下水丰富。整个互通区有８０％的桥梁墩位处于岩溶
发育地带。不良地质条件给勘探、设计、施工均造成
了巨大的障碍。
２岩溶发育地区桥梁地质勘探
岩溶地区的地质勘探，应以查明岩溶发育程度及
地下溶洞的空间分布规律为目的［１］。针对本工程具
体情况结合设计周期考虑，决定边勘探边设计。结合
文献［２］的相关规定，先采用物探探明地下岩溶发育
情况，再在桥梁基础范围内逐桩钻探。事实证明：采
用此种钻探方法效果良好，既缩短了设计周期，又确
保了地质资料的准确。但由于桩基直径远大于钻孔直径，个别桩位并不能完全揭示岩溶发育及分布规
律。因此，对于部分直径１．５ｍ以上的桩基，采用了
一桩多孔查明岩溶情况。在桩基施工过程中，基岩面
露出后，在其四周布孔，准确查明基础范围内一定深
度的岩溶发育情况。同时，根据地质资料的反馈，变
更桩基设计Ｅ３］。
３岩溶发育地区桥梁基础方案选择
根据地质钻探结果，本项目桥梁基础方案选择遵
循以下原则：
（１）溶洞位于地表６ｍ以下且溶洞以上地质承
载力较好（地基承载力≥３００ｋＰａ），尽量采用明挖基
础以避开溶洞对桥梁下部的影响，如部分匝道桥桥
台处。
（２）溶洞距地面较深，溶洞以上地质情况不理
想，下部应采用桩基础。若桩基进入溶洞深度较小，
宜采用扩大桩基直径或是增加桩基根数的方法减少
桩长，尽量避免桩基伸入溶洞，如本互通内Ｄ匝道桥
１２＃～２１８桥墩。
（３）溶洞分布较广泛但又不联系在一起，彼此间
存在一定的间隙，则下部宜采用群桩基础，尽量减少
桩基穿过溶洞的长度，避免溶洞内过长的桩基增加施
工难度，如本互通Ｃ匝道桥２２＃＂－２９８桥墩。
（４）岩溶特别发育且互相关联形成巨大溶洞，桥
梁下部或采用超长桩基穿过溶洞，或增大桥梁跨径跨
越溶洞，或采用高填路基方案。通过综合分析比较，
最后选择施工难度小，可操作性强，工程造价相对较
低的方案。
收稿日期：２００８—０２—０１作者简介：李漪（１９８０一），男，安徽芜湖人，安徽省交通规划设计研究院工程师．
《工程与建设》２００８年第２ｚ卷第３期
３６９
万方数据４岩溶发育地区的桩基础设计施工
４．１桩基设计施工要点
整个互通区域内共有桩基础９００多根，根据桩位
处的地质情况，桩基设计时应注意以下几点：
（１）位于溶槽或溶沟处的桩基础，当桩穿过溶
槽、溶沟内的填充土支立于溶槽底面或溶沟底面的岩
层上时，按支立于一般岩层上的柱桩进行桩的内力分析。桩的轴向容许承载力根据溶槽或溶沟底面岩层
的稳定性（包括强度和缝隙等情况）确定。当溶洞顶
板很薄，而溶洞内的底面很深，且洞内填充土密实稳
定，具有足够强度时，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，桩基按摩
擦桩设计。此时，顶面岩溶层与桩之间应采取隔离措
施，不考虑桩身与该顶面岩溶层之间的摩阻作用。
（２）基桩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侧起摩阻作用，仅将这种
摩阻作用视作安全储备［４］。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。如果多层岩溶层与桩侧之间粘结成一体，桩
身轴向荷载如何分配给单一岩层，是一个非常复杂的
问题，很可能在某一岩溶层与桩身粘结处，因受力集
中首先出现摩阻破坏而导致整个桩基础破坏。因此，
不仅不考虑多层岩溶层对桩侧的摩阻作用，而且在钻
孔灌筑桩施工过程中应采取措施（如采用麻布或油毛
毡作隔层），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。
（３）设计应注意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
结下沉而产生一个向下的摩擦力ＬＩＪ（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。因此，施工时应考虑在中性点（负摩擦力和正摩
擦力分界点）以上用油毛毡或钢套管（管内抹油）作隔
离层，消除负摩擦力的影响。克服负摩擦力方法与解
决岩溶层桩基破坏方法相似，但原理不同。
（４）当地面以下有呈上下成串分布的溶洞时，充
分探明溶洞最下层分布的情况，采用直径不小于
１．５ｍ的钻孔桩。如分布的溶洞较小，且有填充物
时，可在钻孔至空洞时，先行压浆加固填充，待其凝固
到一定强度后再依次往下钻孔压浆，直至按摩擦桩计
３７０《工程与建设》２００８年第２２卷第３期算所需的桩长。若空洞比较大，或溶洞大小探明困
难，填充物较松散或没有，也必须采用先钻孔、抛石、
压浆填充空洞，再依次往下钻孔、压浆。此时应按柱
桩进行计算，除非能确保空洞填充、压浆密实，否则不
能计算桩周摩阻力。
４．２桩底持力层安全厚度的计算方法
桥梁桩基采用柱桩时，原则上应尽量穿过上部岩
溶发育带及溶洞层，选择溶洞下部弱风化基岩作为桩
底持力层。本项目中部分桩位处于下覆过深的多层
溶洞区，桩基若全部穿过溶洞层，则长达６０～７０ｍ，会给设计及施工工作带来困难，也会造成建设资金的
浪费，因此可考虑将溶洞顶板岩层作为桩端持力层。
根据抗弯、抗剪验算结果，评价洞室顶板稳定性［１］，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问题。
（１）按溶洞顶板弯矩控制估算。溶洞顶板岩层
比较完整、层理较厚、强度较高、洞跨较大时（大于３
倍桩径），弯矩是主要控制条件，可按梁板受力情况
计算，最小设计持力层板厚为
Ｈ＝［６Ｍ／（■］）］０‘５（１）其中，［盯］为石灰岩１／１０容许抗压强度（ＭＰａ）；Ｍ为
单位宽度顶板上的弯矩荷载。根据顶板岩石的完整性，分别按筒支梁、悬臂梁
和固端梁３种情况计算：①当溶洞顶板四周完整，桩
基基底（即溶洞顶板跨中）有裂缝时，按悬臂梁计算，
Ｍ＝ｑ１２／２＋Ｐ１。②当溶洞顶板四周有裂缝，桩基基
底（即溶洞顶板跨中）完整时，按简支梁计算，Ｍ＝
ｇ产／８＋ＰＺ／４。③当溶洞顶板均完整时，按固端梁计算，Ｍ＝ｑ１２／１２＋０．７Ｐ１／４。３种方法中，Ｐ为桩尖对
溶洞顶板的集中作用力；ｑ溶洞顶板自重加上覆盖土
层均布荷载（ｋＮ／ｍ）；Ｚ为岩溶洞跨跨径（ｍ）。应该注ｊ蝴是桩底设置在第二层溶洞以下时，不
考虑覆盖土层均布荷载作用产生的弯矩。对于固端
梁，集中力弯矩可按０．７倍的简支梁计算。
（２）按剪切应力控制估算。溶洞顶板岩层完整、
岩体强度高但洞跨较小时（小于３倍桩径），抗剪切
力是溶洞顶板破坏的主要控制条件，最小设计持力层板厚为
Ｈ＝（诅＋Ｐ）／（ｒｔ）（２）其中，ｑ为溶洞顶板自重加上覆盖土层均布荷载
（ｋＮ／ｍ２）；Ｐ为桩尖对溶洞顶板的集中力（ｋＮ）；ｆ为
（下转第３７３页）
万方数据（３）与柱距Ｌ有关，当Ｌ越大，Ｋ值减小，即防
水板分担的压应力减少。当Ｌ增大到一定的趋势
时，防水板下的应力减少将趋于平缓。独立基础防水
板的荷载分配涉及的因素很多，但（３）式包含了主要
的因素，作为近似计算是可行的。
根据本工程地质情况，防水板及独立基础持力层
为坚硬黏土，在工程设计中，地下室底板一般按下列
组合作为底板反力进行地下室底板的抗弯、抗剪及裂
缝验算：①浮力加１０％地面以上荷载。②３０％所有
结构荷载（地面以上及地下室重量），取两者较大值。
对于柱下独基为确保结构安全，取所有结构荷载（不
包括地下室底板）进行设计和验算。利用（３）式做分
析如下：柱距Ｌ＝９．０ＩＴＩ，防水板和独立基础的持力层
均为坚硬黏土，压力扩散角ａ＝３０。，口一１，独立基础的
高度为１．５ｍ，独立基础的尺寸为５ＩＴＩ×５ｍ，带入
（３）式可得Ｋ一０．３８，该推导按刚性板变形协调考
虑，实际柱下独立基础的刚度比５００ｍｍ厚的整板大
得多，应力集中更明显，又因为防水板下铺设了起褥
垫作用的聚苯板，分配系数Ｋ应进行折减乘以０．７
的系数，Ｋ＝ｏ．２６Ｌ１。６Ｊ。
目前，在独立基础加防水板的常规设计中并未考
虑防水板的承载作用，其厚度和配筋通常过大。若合
理考虑独立基础与防水板的共同作用，即可充分挖掘
防水板的潜力，适当减小防水板和独立基础厚度与配
筋，使得设计更为合理，上述的分析给出了防水板的
参考分担系数。
４构造措施
对于独立基础加防水板的构造设计，为了避免防
水板承担过大的地基反力，以保证防水板的受力状况和设计相符，防水板下应设置起缓冲作用的软垫层。本工程在防水板下设置了５０ｍｍ厚的聚苯板，由于
其施工方便快捷且价格低廉，因此获得比较满意的技
术经济效果［７３。独立基础做成倒锥型的，坡度为４５。（如图１所
示），这样就减小了防水板根部的剪力，使得受力更加
合理。
５结束语
（１）在满足防水板承载力及抗冲切的条件下，如
果充分利用独立基础与防水板的共同作用，适当减小
独立基础的尺寸和防水板的厚度，将会获得较好的经
济效益。
（２）防水板在分担上部荷载时，为了充分发挥防
水板的承载能力，适当增大柱距是合适的。
（３）由于地基土的离散性特别大，影响地基反力
分配比的因素很多，所以采用本文推导的理论公式计
算地基反力分配比时，应按本地区经验对该公式进行
适当修正；不能修正时，采用该公式只是用作近似
计算。
［参考文献］［１］ＧＢ５０００７－－２００２，建筑地基基础设计规范［Ｓ］．［２］ＧＢ５００１０－－２００２，混凝土结构设计规范Ｉｓ］．［３］ＪＧＪ６—９９。高层建筑箱形与筏形基础技术规范［Ｓ］．［４］腺延京．建筑地基基础设计规范理解与应用［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００４．［５］龙驭球，包世华．结构力学（第２版）ＦＭ］．北京：高等教育出版杜，２００２．［６］林图．地基基础设计［Ｍ］．武汉：华中理工大学出版社，１９９６．［７］李纯，朱浮声．构造板独立基础地基反力测试［Ｊ］．辽宁工程技术大学学报（自然科学版），２００６，２５（２）ｔ２２０—２２２．
（上接第３７０页）
灰岩取１／１２容许抗压强度（ＭＰａ）；ｚ为溶洞平面周
长（ｍ）；Ａ为溶洞平面投影面积（ｍ２）。
５结束语
通过应用上述勘探设计原则，上水桥互通内桥梁
桩端持力层厚度根据溶洞顶板溶蚀、裂隙情况和整体
性，分别采用摩擦桩和嵌岩桩两种情况分析计算。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，决定采用厚度为４～５ｍ的微风化完整顶板，作为桩基终孔最小控制溶洞顶板厚度。后期
设计人员结合施工现场开挖情况及时对桩基长度进
行了跟踪调整，经过多方努力，上水桥互通内桥梁桩
岩溶地区工业建筑基础的设计与施工
土建施工 ＣＯＮＳＴＲＵＣＴ１０Ｎ
岩溶地区工业建筑基础的设计与施工
韦清轶，林宣伟，周 亚 （南京凯盛水泥工业设计研究院，南京２１００３６） 岩溶地质在我国西南及华南地区广为分布．通 常冈季候条件、岩溶发育程度、石灰岩埋深及地下 水系的不同表现为不同的工程地质现象．主要有溶 洞、溶槽、裂隙、暗河等，另外还伴生有土洞 在＿Ｔ程 中应有针对性地采用不同的方法处理 近年来我院 承担设计的若干位于这些地区的水泥厂均遇到岩 溶处理问题．在工程实践中总结出一些行之有效的 处理方法，取得满意的技术、经济、质量等效果。现 介绍如下： １ 关于施工勘察 在岩溶发育地区，岩面起伏大，土层厚薄不均，土 洞溶洞分布无定律．有时相距仅数米岩土层性质会截 然不同，尽管岩土＿１二程勘察规范（ＧＢ ５００２１ ２００１）提 了较严的勘察要求．但由于岩溶地质本身同有的复 杂性，同时由于ｒ 业建筑受Ｔ艺流程的制约．在详勘 阶段建筑物的住网一般尚未确定．地质详勘并不能完 全揭示拟建场地的工程地质全貌．在先进的物探方法 如地质 达尚不普及的条件下．进行施Ｔ勘察是不可 省略的步骤 施Ｔ勘察的目的是有针对性地揭示基础下的岩 土层分布．是否有土洞或溶洞、溶槽、裂隙等不良现 象一对桩 石＝ｌ：应一桩－－：－ｆＬ用超前钻进行勘察，勘探 深度应保证桩底以下３倍桩径且不小于５ｍ深度范围 为完整灰岩，当桩直径较大时（一般西１．５ｍ以上）需２ 个以上的施工勘察孑Ｌ 当采用浅基础时．施工勘察 应满足下列要求：压缩层范同内土洞分布情况，基 底下土层的厚度，基底下岩面的倾斜度。作为设计 单位有责任提醒业主在施工勘察报告提供前不可进 行基础施＿Ｔ ７０中国水泥２００６．９ ２红黏土的处理及褥垫层法 我国的岩溶地质一般均伴生有红黏土．通常呈现 上硬下软特性，上部为硬塑状红黏土，下部靠近灰岩 处为软塑状红黏土 红黏土在原始封闭的天然状态 下，稳定性较好，承载能力也相对较高：而一旦开挖暴 露，干缩后再遇水浸泡，其体积胀缩变化会对稳定及 承载力造成很大影响。因此，在设计中。对中轻型建筑 物。当硬塑状红黏土较厚时．可根据地质报告给出的 红黏土分类，考虑将基础浅埋，利用浅部硬壳层，并进 行下卧层承载力的验算．但同时要注意避免地面不利 因素的影响 施工中一是尽量避开雨天：二是基坑开 挖后及时浇筑基础垫层．从而保持红黏土的天然状态 不被扰动：＝＝是需长期暴露的深基坑边坡应采取相应 的保湿防护措施．防止崩解坍塌一 以红黏土为天然地基时．首先应进行施工勘察 排除压缩层范同内土洞存在的可能．由于灰岩面起 伏大及石芽石笋 露．可能出现基底下半土半岩的 情况，不利于基础受力及沉降控制，此时可采用褥垫 层，以保证岩土共同工作，减少基底应力集中，协凋沉 降 褥垫层一般为砂夹石垫层，厚度５００～ｌ ０００ｎ１ｍ．碎 石或卵石重量不小于全重的６０％．最大粒径＜５０ｍｍ．并 要求级配良好。施工前先将外露的石芽或孤石削平．褥 垫层应分层碾压致密实．分层厚度＜３００ｒａｍ．压实系 数＞０．９４．干容重＞１９ｋＮ／ｍ３．含泥量＜５％ 实例一：贵州某水泥厂的煤粉制备车间，柱下独 立基础拟置于红黏土层上， ＝２００ｋＰａ，开挖后发现 部分基础下岩土共生．岩石局部突出为石芽状．且岩 土问有裂隙，处理方法：超挖一定深度，设置８００ｍｍ 厚砂夹石垫层．见图ｌ
岩溶地区建筑地基基础技术标准
岩溶地区建筑地基基础技术标准
标题：岩溶地区建筑地基基础技术标准规范
一、引言
岩溶地区，由于其独特的地质构造和水文条件，对建筑物地基基础的设计与施工提出了特殊要求。为确保岩溶地区建筑工程的安全稳定，特制定本“岩溶地区建筑地基基础技术标准”，以指导和规范相关建设活动。
二、基本规定
1. 地质勘查：在岩溶地区进行建筑设计前，必须进行全面细致的岩溶地质勘查，查明溶洞、落水洞、地下河等特殊地质体的分布、规模及发育程度，为地基基础设计提供准确依据。
2. 设计原则：地基基础设计应遵循“因地制宜、预防为主、综合治理”的原则，充分考虑岩溶地质特性，避免地基不均匀沉降和地下水突变带来的安全隐患。
3. 地基处理：对于存在溶蚀空洞的地基，应采取填充密实、灌浆加固、桩基支撑等方式进行地基处理，确保地基承载力满足设计要求。
4. 基础形式选择：根据岩溶地貌特点，优先采用能分散荷载且适应性较强的独立基础、筏板基础或桩基础，并结合实际情况选用适宜的基础埋深。
三、施工技术要求
1. 施工前应根据地质勘查报告编制详细的岩溶地基处理方案，明确施工工艺、材料以及质量控制措施。
2. 在施工过程中，应严格监控地基处理效果和地下水动态变化，如发现异常情况应及时调整施工方案。
3. 桩基础施工时，应对溶洞区域进行专项探测，确保桩基穿透溶洞并达到稳定持力层；同时，加强桩身完整性检测，防止因溶蚀作用导致的桩基质量问题。
四、验收与维护
完成地基基础施工后，须按照国家相关验收标准和技术规范进行严格的工程质量验收。在建筑使用期间，要定期进行地基监测和维护，防范可能出现的地基变形、地下水渗漏等问题。
总结，岩溶地区建筑地基基础的技术工作是一项系统工程，需科学严谨地对待每一个环节，只有这样，才能确保在复杂多变的岩溶地质环境下，建筑结构的安全可靠。
赣龙铁路岩溶地区桥梁勘察设计体会论文
赣龙铁路岩溶地区桥梁勘察设计体会
摘要：通过赣龙铁路扩能改造工程勘察及设计，总结了岩溶发育地区桥位选择、孔跨布置、桥梁基础勘探及选择、桩基础设计等应注意的要点，从而确保桥梁基础安全
关键词：岩溶，桥位、基础，勘探，设计
abstract: through the jiangxi dragon railway
reconstruction project, survey and design capacity, and
summarizes the karst development area the selection, across
the bridge foundation holes arrangement, exploration and
choice, pile foundation design should be noticed, the main
points of the bridge foundation to ensure safety
keywords: karst, siting, foundation, exploration, design
中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号：
在岩溶地区修建铁路，由于岩溶情况复杂，变化规律难以掌握，给线路上的桥梁建设带来了众多困难。本文就岩溶地区桥梁的桥位选择、合理布置孔跨、桥梁基础选择及桩基设计浅谈一些个人体会。
1、工程概况
赣龙铁路扩能改造工程位于江西省东南部、福建省西南部。西起江西省赣州市，东至福建省龙岩市，途径江西省赣县、于都县、会昌县、瑞金市，福建长汀县、连城县、上杭县。正线全长约250km。所在区域为我国最典型的山区岩溶极发育地区之一，其中小密、西江、石门圩地段岩溶发育且不均，主要以溶沟、溶槽、落水洞、坍
石灰岩岩溶地区桥梁桩基设计与施工
石灰岩岩溶地区
梁桩基设计与施工
孔祥龙
（安徽省公路勘测设计院．安徽合肥２３００４１） 摘要：通过水阳江大桥溶洞桩基的设计与施工，总结岩溶发育区桥梁基础地质勘探、桥梁桩基础设计、溶洞顶板安全 厚度计算及某些问题的处理方法．可为同类地区桩基设计和施工提供参考。 关键词：岩溶：桩基；持力层；安全厚度；设计；施工 中图分类号：Ｕ４４３．１５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０ｏ２—４７８６（２００７）０７—００６３—０３
Ｂｒｉｄｇｅ Ｐｉｌｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ
Ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ
Ｋａｒｓｔ Ｒｅｇｉｏｎｓ
ＫＯＮＧ Ｘｉａｎｇ——ｌｏｎｇ
（Ａｎｈｕｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ ２３００４１，Ｃｈｉｎａ） ｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ ｏｆ Ｓｈｕｉｙａｎｇ Ｂｒｉｄｇｅ。ｓｕｍ． ｍａｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｍｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｌｉｋｅ ｂｒｉｄｇｅ ｂａｓｉｃ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｋａｒｓｔ ｇｒｏｗｉｎｇ ａｒｅａ， ｂｒｉｄｇｅ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ，ｓａｆｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｏｐ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎ ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ， ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｓｉｍｉｌａｒ ｒｅｇｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｋａｒｓｔ ｃａｖｅｓ；ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｂｅａｒｉｎｇ ｌａｙｅｒ；ｓａｆｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ；ｄｅｓｉｇｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
岩溶地区高层建筑基础设计方案及实例
岩溶地区高层建筑基础设计方案及实例
摘要：岩溶地区在我国广泛分布，最为发育的地区位于西南、主要分布在云南、贵州、广西、四川南部、广东等地，岩溶对高层建筑基础设计影响较大，如果设计不够合理，就容易出现安全方面的隐患。同时，岩溶地区岩溶发育的复杂性、不确定性以及与此相关的特殊水文地质情况使得岩溶地区的地基基础设计与施工问题多、困难大。因此，选择安全适用、经济合理的的基础形式显得尤为重要。本文主要围绕岩溶地区基础设计展开分析和讨论，同时以实际项目经验来阐述岩溶地区的基础选型设计要点。
关键词：岩溶地区；基础设计；选型
引言：近年来，岩溶地区的工程建设项目越来越多，岩溶地区建筑地基基础设计及施工是工程建设的重要内容，它直接关系到工程建设的可行性、安全性及工程建设总造价。因此，在岩溶地区选择合适的基础形式，对岩溶地区建设项目的顺利开展具有极其重要的意义。
一、岩溶地区的地质特点
岩溶地区上的高层建筑的基础设计是建筑工程的重点，也是难点，由于岩溶地区地质情况的复杂性、不均匀性、不确定性等，给基础的设计带来很大的困难，一方面我们要借助先进的技术手段了解基底下的岩溶埋藏和分布情况，另一方面，我们也很有必要了解岩溶地区的地质情况特点，只有在了解其地质特点和性质，才能对症下药，通过各种比选，选择合适的基础方案。岩溶地区地质情况虽复杂，但还是可以梳理其特性，主要有以下几个方面：
（1）地基不均匀性。在岩溶地区的建设场地，基岩面的埋藏起伏较大，时长遇到土岩结合的地基持力层。在基底下常有石芽、土洞、溶洞、溶沟、溶槽等工程地质，其分布无规律，不均匀，给基础设计带来较多的不确定性。 （2）长期变化性。一个地区的岩溶并不是一成不变的，岩溶根据组成的岩石不一样，气候水分条件等影响着岩溶的发育程度。岩溶的发育是一个缓慢的地质过程，每个阶段都有其对应的岩溶形态特征。
（3）地域差异性。岩溶地区地域特点鲜明，不同的地方具有不同的岩性、地质构造、地形地貌、气候等，造成千差万别的岩溶情况，往往这种特殊的地域差异性也会给基础选型带来不同的结论。
公路桥梁岩溶区基础设计方法探析
ｌ Ｔ程建设与设计 鬲
公路桥梁岩溶区基础设计方法探析 Ｓｔｕｄｙｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ Ｍｅｔｈｏｄｏｆ ＨｉｇｈｗａｙＢｒｉｄｇｅ ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｎＫａｒｓｔＡｒｅａ 解超 （河北省保定申成路桥有限责任公司，河北保定０７１０００） ＸＩＥＣｈａｏ （Ｉ－ＩｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅＢａｏｄｉｎｇＳｈｅｎＣｈｅｎｇＲｏａｄＢｒｉｄｇｅＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１０００，Ｃｈｉｎａ） 【摘要】为了克服岩溶区对公路桥梁基础施工带来的负面影响，以某公路桥梁工程为例，从扩大基础、桩基础、复合 基础三个方面，探讨具体的基础设计方法，对于其他工程的基础设计和施工，可供借鉴和参考。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｎｅｇａｔｉｖｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｂｒｏｕｇｈｔｔｏｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎｋａｒｓｔａｒｅａｈｉｇｈｗａｙｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｉｌｌｔａｋｅａ ｈｉｇｈｗａｙｂｒｉｄｇｅｐｒｏｊｅｃｔａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｆｒｏｍｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｏｔｈｅｒｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． 【关键词】公路桥梁；岩溶区；基础设计 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｈｉｇｈｗａｙｂｒｉｄｇｅ；ｋａｒｓｔａｒｅａｓ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ 【中图分类号１ＴＵ４７３．１；ＴＵ４７１ 【文献标志码】Ａ 【文章编号１１００７．９４６７（２０１３）０８－００８４－０３
１案例工程 公路里程的延长，经常需要经过岩溶地区，而桥梁的桩基 施工，对地基强度具有一定的要求，譬如桥梁钻孔灌注桩基 础，荷载通过基础传递到地层当中，需要利用桩基的承载能力 来克服桩周土的摩阻力，而岩溶区会影响桩基的承载能力，甚 至形成桥梁结构破坏的隐患。本文以某高速公路的若干座桥 梁施工为例，这些桥梁均穿过岩溶区，溶洞顶部的覆盖层厚度 不大，而且土质比较好，但由于含有石灰岩和石膏，地下流水 含有ＣＯ ，溶蚀形成了沉积型的地貌。经检查，该区域的地质 不利于桥梁基础的施工。岩溶区孔内有斜面、陡坎、半边、石 笋、溶沟槽等各种形状的溶洞，对公路桥梁的安全和稳定施 工，具有很大的不良影响：（１）影响地基的均性。现场的岩溶岩 面高低起伏，影响地基上覆图纸地基的压缩变形，而且土层之 间厚度的落差很大，再加上软土地基在溶槽底部的影响，使得 【作者简介】解超（１９８５一），男，河北保定人，助理工程师，从事路桥 工程施工研究，（电子信箱）３０３１４９６９０＠ｑｑ．ｃｏｍ。 ８４ 。（２）溶洞具有塌落的趋向，随着洞 穴顶部溶洞的发育，其变形影响到地基的稳定，很多浅埋的大 跨度洞体，切割开结构面，从而形成局部塌落的威胁。（３）岩溶 水的聚积，渗透到地基深部，短时间内很难疏干，对桥梁施工 和使用产生不良影响。（４）桥梁施工的时候，由于不能够准确 确定岩溶的地形、位置和大小，因此会出现失水、渗漏、卡钻、 偏孔等风险。 ２岩溶区桥梁基础设计方法 案例工程的岩溶区桥梁基础设计，包括扩大基础设计、桩 基础设计、复合基础设计三个方面。 ２．１扩大基础设计 扩大基础有不需加固地基、换填加固地基、砂桩加固地基 三种类型【１］，通过对地基的处理，满足公路桥梁的地基承载力 要求。 １）不需加固地基的类型。案例工程的Ａ桥梁为３～１３ｍ 预应力混凝土空， 皈，如图１所示。
岩溶地区地基处理方法-总结
岩溶地基的处理措施
岩溶是由石灰岩、泥灰岩等可溶性岩石长期受水的化学溶蚀和机械作用而形成的。岩溶为可溶性岩层的特有现象,基表面形式有溶槽、溶沟、溶洞、石笋等,空隙有的被泥土充填，有的是空洞，一般以隐蔽的形式存在。岩溶所引起的各种地表变形破坏，会严重影响地基稳定性,会造成公路铁路断道，桥涵下沉开裂，水库渗漏，建筑物损坏等等。因此,需要根据岩溶情况慎重研究，作出妥善处理,本文结合工程的地质情况、场地特征、工程实际等探讨了针对不同基础采用不同的方法处理复杂岩溶地基的问题。
1、 岩溶地基处理的一般原则：
(1) 重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区；
(2) 当地基含石膏、岩盐等易溶岩时，应考虑溶蚀继续作用的不利影响；
(3) 不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主，并可根据其形态、大小及埋深，采用清爆换填、浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理
(4) 岩溶水的处理宜采取疏导的原则；
(5) 在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。对土洞和塌陷宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降压等方法进行处理，同时采用梁板跨越。对重要建筑物应采用桩基或墩基；
(6) 应采取防止地下水排泄通道堵截造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等不良影响以及泄水、涌水对环境的污染的措施；
(7) 当采用桩(墩)基时，宜优先采用大直径墩基或嵌岩桩，并应符合下列要求：
1) 桩(墩)以下相当桩(墩)径的3倍范围内，无倾斜或水平状岩溶洞隙的浅层洞隙，可按冲剪条件验算顶板稳定；
2) 桩(墩)底应力扩散范围内，无临空面或倾向临空面的不利角度的裂隙面可按滑移条件验算其稳定；
3) 应清除桩(墩)底面不稳定石芽及其间的充填物。嵌岩深度应确保桩(墩)的稳定及其底部与岩体的良好接触。
2 、岩溶的处理
地基基础措施：
①当条件允许时，尽量采用浅基，充分利用上覆性能较好的土层为持力层或使基底与洞体间保留相当厚度的完好岩体。
岩溶地区建筑地基基础技术标准 2
岩溶地区建筑地基基础技术标准
岩溶地区是指地下岩石溶解形成溶洞和地下河道等地质特征比较显著的地区。由于岩溶地区的地质特点与一般的地形地貌有着明显的不同，因此在建筑地基基础的施工中需要特别注意岩溶地区的特殊情况，采取相应的技术措施和标准，以确保建筑物的稳固和安全。
在岩溶地区进行建筑地基基础施工，需要参考一系列的技术标准。这些技术标准主要包括以下几个方面：
1.地质勘察与评价标准
在岩溶地区进行建筑地基基础施工前，需要进行详细的地质勘察与评价。地质勘察的目的是确定地下岩溶地质情况，包括地下水位、溶洞分布、地下水流动情况等，以便对地基基础进行合理设计。地质勘察与评价标准主要包括勘察范围、勘察方法、勘察资料收集与分析等方面的标准。
2.地基基础设计标准 地基基础设计标准主要包括建筑物地基类型的确定、承载力计算、地基基础设计参数的确定等方面的标准。在岩溶地区进行地基基础设计时，需要考虑地下溶洞和洞穴对地基基础的影响，采取相应的设计措施，以确保建筑物的稳固和安全。
3.地基基础施工标准
地基基础施工标准主要包括地基基础施工工艺的确定、施工方法与工艺流程的规范、施工过程中的质量控制等方面的标准。在岩溶地区进行地基基础施工时，需要特别注意地面沉降、地下水涌出等问题，采取相应的施工措施，以确保地基基础施工的顺利进行。
4.地基基础验收与验收标准
地基基础验收与验收标准主要包括地基基础施工后的验收程序、验收方法与标准、验收资料的整理与归档等方面的标准。在岩溶地区进行地基基础验收时，需要重点关注地基基础的稳定性和安全性，及时发现和排除地基基础的隐患，确保建筑物的使用安全。
岩溶地区的地基基础施工需要严格遵循相应的技术标准，以确保建筑物的稳固和安全。同时，岩溶地区的地基基础技术标准应不断进行完善和提高，以适应不断变化的地质环境和建筑需求。希望有关部门能加强岩溶地区建筑地基基础技术标准的研究和推广，为岩溶地区的建筑地基基础施工提供科学的依据和支持。
溶岩地区基础设计实例
溶岩地区基础设计实例
摘要：广州某项目，商业办公综合体，地下4层（3层），地上裙楼3层，高度约15m，地上高层塔楼两栋，层数为28及36，高度均为约130m。本文主要介绍了地基处理及设计的要点。
关键词：溶洞处理；桩基础；独立基础；筏板基础；抗浮；预应力筋抗拔锚杆；
1、工程概况
项目位于广州市白云新城，地上28~36层塔楼及3层裙楼主要为办公、餐饮及其它商铺、避难层等，两栋高层塔楼高度均为约130m；地下4层主要功能为商铺、车库、设备用房等（含人防），最大挖深略超20m。地下室占地平面尺寸约为100.4m×110.0m。
高层塔楼采用框架-抗震墙结构，裙楼及纯地下室采用框架结构。
建筑抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，场地特征周期值为0.35s，建筑物场地类别为Ⅱ类，建筑抗震设防类别为丙类，地基基础设计等级为甲级。
±0.000m相当于绝对标高为16.500m，抗浮设计水位取相对标高-0.700m。负三层地下室底板面相对标高为-15.700m，主要底板厚度为600mm（相对标高为-16.300m，绝对标高为0.200m）；负四层地下室底板面相对标高为-19.800m，底板厚度最小处为700mm（相对标高为-20.500m，绝对标高为-4.000m），最大处为2000mm。
2.1、地质概况
根据地勘资料，场地岩土层自上而下划分为:人工填土(Q4ml)、冲积层(Q4al)、残积层(Qel)、石炭系石凳子组基岩(C1ds)等四大类，见表1 表1 钻(冲)孔桩各岩土层承载力建议值一览表
地层
代号 岩层 状态 推荐承载力特征值
fak(kPa) 钻(冲)孔桩
桩周摩阻力特征值
qsa(kPa) 桩端承载力特征值
qpa(kPa)
Q4ml <1>素填土 松散 / 8 /
Q4al <2-1>粗砂 稍密 160 30 /
<2-2>粉质粘土（可塑） 可塑 150 25 /
岩溶地区基础设计分析
岩溶地区基础设计分析 吴树明 摘要：本文通过对岩溶地区的介绍，分析其工程地质勘 察，基础选型设计及施工中注意的的Ｍ题。 关键词：岩溶工程地质基础形式处理措施 一、岩溶概况、一般形态和形成原因 岩溶地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作 用所形成的地表和地下形态的总称。又称喀斯特地貌。它以溶 蚀作用为主，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀 过程。按出露条件分为：裸露型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型 喀斯特。岩溶地貌分布在世界各地的可溶性岩石地区。占地球 总面积的１０％。可溶性岩石有３类：①碳酸盐类岩石；②硫酸 盐类岩石；③卤盐类岩石。中国岩溶地貌分布广、面积大。主要 分布在碳酸盐岩（石灰岩、白云岩、泥灰岩等）出露地区，面积约 ９１～１３０万ｋｍ。。主要分布在广西、贵州、云南东部和广东北 部，是世界上最大的岩溶区之一。岩溶是主要形态有溶洞、溶 沟、溶槽、裂隙、暗河、石芽、漏斗及钟乳石等，是可溶性岩受水 的化学和物理作用的结果。岩溶发育的基本条件：１）具有可溶 性岩层，２）具溶蚀能力和流量足够的水，３）地下水有下渗、流动 的途径。 一般地说，硫酸盐岩层、卤素类岩层岩溶发展速度较快； 碳酸盐类岩层则发展速度较慢。质纯层厚的岩层，岩溶发育强 烈，且形态齐全、规模较大；含泥质或其他杂质的岩层岩溶发 展较弱。结晶颗粒粗大的岩石，岩溶较为发育，结晶颗粒细小 的岩石，岩溶发育较弱。岩溶的发育是缓慢的，在建筑物使用 年限内可认为是不变的。 覆盖在岩溶面上的冲积、洪积层，在地表水下渗或地下水 升降变化的情况下，土颗粒沿岩溶、洞穴裂隙带走，使上层土 形成空洞而形成土洞。土洞是岩溶作用的产物，土洞其下基岩 必有岩溶水通道，土洞常分布于溶沟两侧和落水洞、石芽上口 等位置。 ＝、工程地质概况及勘察 地质概况 １地层分布。岩溶地区地层大致分布有： （１）人工填土层； （２）；中洪积层：分布有粉质粘土、粉土、砂、砾等。呈软塑至 可塑状态，孔隙潜水量大，渗透性能好； （３）残积层，由灰岩风化残积而成、一般为湿一饱和，流塑 至可塑状态，与基岩的接触带部分由于潜水影响呈流塑状态； （４）岩层：为灰岩（大理岩）、断层、裂隙、岩溶发育，基岩面 溶沟溶槽等溶蚀现象严重。 ２．岩溶发育特征。灰岩地区的岩溶发育具有一定的规律， 普遍表现为： （１）自上而下，由强变弱；基岩面上分布着溶沟、溶槽，浅部 基岩岩溶发育较强，有的甚至呈串珠状自上而下分布，深部为 古老溶洞，分布较少、暗河为古老溶洞连通而成： （２）浅部溶洞充填物多，深部充填物少，充填物呈全充填一 无充填，一般呈流塑一软塑状态； （３）构造裂隙发育，地下水活动频繁地方溶洞较发育。 ３．地下水特征。灰岩地区地下水按其贼存介质可分为三种 类型： （１）赋存于；中洪积及残积层的孔隙水，渗透性强； （２）赋存于下伏溶洞、溶蚀裂隙及暗河中的岩溶裂隙水，连 通性好，水量丰富； （３）赋存于构造断裂带中的裂隙水，连通性强。 工程地质勘察的目的是为设计和施工提供工程地质依 据。但在岩溶地区岩石面高低起伏变化大，岩石露头无连续性 和规律性，表层岩层往往十分破脆。普通的地质钻探难度大，很 难反映场地的岩溶情况，常常不能完全满足设计要求，往往在 施工过程中还要对场地环境进行复查，给地基处理、基础选型 方案的选择带来很大难度，造成工期长，造价高，施工质量还 难以保证。所以，在岩溶场地的勘察工作中不能单纯依赖钻探 忽视物探，要两相结合，互相认证。可采用电磁法探测基岩埋 深、土洞，划分上覆松散沉积层序和风化带。采用跨孔电磁波 计算机层析成像（ＣＴ）技术探测地下洞穴、隐伏断层、破碎带。 结合利用传统钻探孔，将部分孔加深作为电磁坡发射及接收 井，即可实现由点到面（剖面）的探查成果。 三、基础的选型及应采取的措施 由于岩溶地区冲洪积、残积层渗透性能好，在地下潜水丰 富、土洞较发育的岩溶地区。不易采用天然基础。由于岩溶的 发育，若桩基础落在溶洞顶部、当顶板厚度达不到设计要求 时，就容易造成严重的质量隐患。因此，在岩溶地区，必须要在 详细的地质、水文、物探资料的基础上。选择合理的基础形式。 对于桩基础，要进行一桩一孑Ｌ的超前钻探措施，以查明桩底以 上的岩溶发育情况，选择合理安全的桩底标高；至于深基础降 水措施，则必须先充分了解其水文地质条件，并论证降水方案 的可行性。 下面介绍岩溶地区的基础选型 １．浅基础 对于多层建筑物采用天然基础不仅经济而施工速度快。 对地基稳定性有影响的岩溶洞隙，应根据其位置、大小、埋深、 围岩稳定性和水文地质条件综合分析、因地制宜的采取下列 处理措施： （１）对洞口较小的洞隙，宜采用镶补、嵌塞与跨盖等方法 处理： 一 （２）对洞ＩＥＩ较大的洞隙，宜采用梁、板和拱等结构跨越。跨 越结构应有可靠的支承面。梁式结构在岩石上支承长度应大 于梁高的１．５倍，也可采用浆砌块石等堵塞措施； （３）对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体，可采用灌浆 一