橋梁樁基礎(chǔ)在巖溶地質(zhì)條件下應(yīng)用

PAGEPAGE4橋梁樁基礎(chǔ)在巖溶地質(zhì)條件下應(yīng)用摘要：分析不同類型橋梁基礎(chǔ)的特點(diǎn)及適應(yīng)條件，巖溶地質(zhì)橋梁基礎(chǔ)的處理辦法和橋梁樁基礎(chǔ)的應(yīng)用，以及施工過程的技術(shù)措施。關(guān)鍵詞：橋梁基礎(chǔ)；巖溶地質(zhì)；樁基礎(chǔ)1引言橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的好壞，是整座橋梁質(zhì)量的根本問題，只有掌握橋梁基礎(chǔ)的分類、特點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)的適用范圍，才能使專業(yè)人員設(shè)計(jì)和施工時(shí)更好地注意發(fā)揮各類基礎(chǔ)的特長(zhǎng)，才能更合理選擇適宜的基礎(chǔ)，確保建成的橋梁能安全、經(jīng)濟(jì)、舒適、高效地使用，尤其是在巖溶地質(zhì)這個(gè)特殊的環(huán)境下。2基礎(chǔ)分類、特點(diǎn)基礎(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩大類。基礎(chǔ)埋置深度小于5m的稱為淺基礎(chǔ)：埋置深度太于5m，則稱為深基礎(chǔ)。基礎(chǔ)埋置在土層內(nèi)深度雖較淺，但水下部分較深稱為深水基礎(chǔ)。2.1淺基礎(chǔ)特點(diǎn)、分類天然地基淺基礎(chǔ)特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，不需大型的機(jī)具設(shè)備，比較經(jīng)濟(jì)，在中、小型橋梁上使用較廣泛。淺基礎(chǔ)根據(jù)受力條件及構(gòu)造可分為剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)兩大類。剛性基礎(chǔ)：基礎(chǔ)內(nèi)不需配置受力鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)。特點(diǎn)是穩(wěn)定性好、施工簡(jiǎn)便、能承受較大的荷載。缺點(diǎn)是自重大，受地形限制。柔性基礎(chǔ)：必須在基礎(chǔ)中配置足夠數(shù)量的鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為柔性基礎(chǔ)。特點(diǎn)是整體性能較好，抗彎剛度大，對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加應(yīng)力比較小。缺點(diǎn)是柔性基礎(chǔ)主要是(3)對(duì)于溶洞埋藏不深，洞中有較厚的碎塊石堆積物，可采用壓漿的方法使其固結(jié)。對(duì)于粘性土、砂類土等以細(xì)顆粒為主的堆積物地基，可采用旋噴樁方法加固。(4)若溶洞位于基底以下一定距離，且符合完整頂板厚度與跨長(zhǎng)之比小于2．0，或溶洞跨長(zhǎng)大于8m、但厚跨比值大于2．0；頂板巖層完整性較好，溶洞形態(tài)大小探測(cè)清楚，一般認(rèn)為地基不需加固。3.2樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)是處理橋梁巖溶地基最有效的方法。設(shè)計(jì)與施工時(shí)應(yīng)注意的基本原則如下。(1)當(dāng)橋梁地基下的溶洞較大，埋藏較深，但又不滿足頂板厚度檢算要求時(shí)，只能采用樁基礎(chǔ)。當(dāng)巖面溶蝕高差大于1m或巖溶洞穴平面、剖面尺寸大于1m者，可溶性巖層埋深在8m以上，基底巖層部分缺角且無法嵌補(bǔ)，明挖或水下施工壓漿有困難等情況均可使用樁基處理。(2)鉆(挖)孔樁在穿過溶洞進(jìn)入完整基巖中深度不得小于5倍樁徑，若實(shí)際值小于此項(xiàng)要求時(shí)，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行加深或驗(yàn)算。(3)對(duì)于樁尖下伏溶洞，是采取穿過溶洞還是樁尖立于溶洞頂，須根據(jù)檢算和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。一般情況若完整基巖頂板厚大于10m且頂板厚與溶洞孔徑之比大于2時(shí)，基底以下溶洞可以不處理，否則應(yīng)該采用樁基穿過溶洞。(4)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視樁基負(fù)摩擦力的影響。一般地基土石在擾動(dòng)之后都會(huì)在自重的作用下固結(jié)下沉，特別是由于大量開采地下水而導(dǎo)致地基軟弱層相對(duì)樁基固結(jié)下沉，因而產(chǎn)生一個(gè)向下的摩擦力，即負(fù)摩擦力，從而增加了樁基所承受的軸向荷載，甚至可能導(dǎo)致樁基破壞。（5）當(dāng)基樁穿過多層巖溶層支立于堅(jiān)固的巖層上時(shí)，不應(yīng)考慮多層巖溶層對(duì)樁側(cè)起摩阻作用，因?yàn)閹r溶層與樁側(cè)之間的摩阻作用，在本質(zhì)上不同于一般土與樁側(cè)之間的摩阻作用。4巖溶地質(zhì)橋梁樁基礎(chǔ)的應(yīng)用4.1支承樁及嵌巖樁支承樁及嵌巖樁安全性高、抗震性好，是首選的樁基類型。當(dāng)覆蓋土層的摩阻力不足以提供樁基的豎向承載力，或不能滿足沉降要求時(shí)，須采用支承樁或嵌巖樁，樁基的承載力可按規(guī)范公式計(jì)算。此類樁基的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是如何確定樁底巖層的厚度，通常認(rèn)為樁底有連續(xù)3倍樁徑的完整巖體是安全的，但無定量的理論依據(jù)。4.2摩擦樁在巖溶地區(qū)采用摩擦樁有兩種情況：一種是覆蓋層的摩阻力足以提供樁基的豎向承載力，樁基不進(jìn)入溶洞區(qū)；另一種則是樁底進(jìn)入溶洞區(qū)并終孔在薄頂板或充填物中的情況，此時(shí)計(jì)人覆蓋層及溶洞充填物和溶洞巖體的摩阻力。前一種與普通樁基的設(shè)計(jì)計(jì)算沒有太大區(qū)別，但要注意保證樁底與溶洞間土層及巖體的厚度；后一種摩擦樁的計(jì)算則要根據(jù)具體情況變通應(yīng)用規(guī)范公式，設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是：合理選取溶洞區(qū)樁側(cè)土的極限摩阻力及樁底支承力如何計(jì)入。4.3打入樁在巖溶地區(qū)采用打入樁，目前并不是常規(guī)方法，但在合適的條件下也是一個(gè)很好的方案。打人樁避免了鉆孔樁施工時(shí)的塌孔風(fēng)險(xiǎn)，及多次回填或其它措施(如鋼護(hù)筒)帶來的費(fèi)用增加。打人樁基礎(chǔ)通常為群樁，可采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，也可采用鋼管樁，對(duì)于管樁應(yīng)避免樁底直接打到巖面，且都應(yīng)注意巖面傾斜等不利情況。5巖溶地質(zhì)橋梁樁施工的技術(shù)措施基于以上的分析，巖溶地區(qū)橋梁樁基施工的技術(shù)措施主要包括以下幾個(gè)方面：（1）巖溶地區(qū)樁基施工，必須根據(jù)不同的地質(zhì)條件遵循相應(yīng)的處理原則。對(duì)于巖溶,首先應(yīng)對(duì)填充物進(jìn)行土工試驗(yàn)，分析其物理力學(xué)特性,檢測(cè)容重、含水量、孔隙率等，為注漿參數(shù)計(jì)算提供依據(jù)。然后根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和填充物情況，對(duì)每根樁設(shè)計(jì)出相應(yīng)的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。對(duì)每種處理方案，都要進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算。（2）對(duì)于上覆土層較厚、地下水較豐富的摩擦樁，采用鉆孔法為宜。當(dāng)鉆進(jìn)到達(dá)溶洞頂板時(shí)，沖擊鉆頭操作要平穩(wěn)，盡可能少碰撞孔壁,并減少?zèng)_程懸距(不大于0.80m)，慢慢穿過并及時(shí)采取防護(hù)措施，按一定比例投入黃土和片石來封堵，防止漏漿。（3）樁基穿過多層溶洞或暗河，拋填粘土袋及片石用沖錘擠填樁外溶洞空間，采用2層、3層鋼護(hù)筒防塌孔是較好的選擇。在橋施工時(shí)，因該地區(qū)巖溶裂隙發(fā)育，當(dāng)鉆孔進(jìn)入巖層后發(fā)生漏漿時(shí)，及時(shí)加強(qiáng)護(hù)壁。參考文獻(xiàn)［1］劉夢(mèng)澤.巖溶地區(qū)樁基鉆孔施工［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2004,(08).［2］李吉先,莫一星.巖溶地區(qū)橋梁樁基的設(shè)計(jì)與施工［J］.鐵道運(yùn)營(yíng)技術(shù),2003,(04).［3］馮衛(wèi)東.巖溶地基