规划设计 岩溶区桥梁基础设计与施工 摘要：根据江西万载至宜春高速公路桥梁基础和施工情况，介绍在溶洞珠溶蚀裂隙等特殊地质条件下桥梁桩基础设计与施工技术 关键词：岩溶地质、基础设计、施＿Ｔ－ 石灰岩地区地质情况复杂，对桥梁的基础设计和施工带来不少困难和不 Ｍ一弯矩，根据顶板岩石的完整性，可分别按简支梁、悬臂梁、和固端 得影响。在万宜高速公路桥梁基础设计和施工中所遇到的岩溶情况比较典 梁考虑Ｉ 型，本文根据设计和施工中常见的问题介绍岩溶地区基础设计和施工技术。 ２）当溶洞顶板岩层比较完整，强度较高，洞跨比较小时（小于３倍桩径）， １．工程概况 可按顶板受剪应力控制估算顶板的安全厚度： ＩＨ＝（ｑ＋ｐ） ｆ Ｌ） 万载至宜春高速公路位于江西省宜春市境内，是沟通沪昆高速与万载县 式中ｑ—溶洞顶板自重加上覆盖土层均布荷载，ＫＮ／ｍ； 的一条地方加密高速公路。本项目所处区域大部分位于二叠、三叠及石炭系 ｐ＿＿１桩尖对溶洞顶板的集中力，ＫＮ； 灰岩分布区，灰岩分布广泛，且路线范围内地质构造复杂，断裂构造发育，岩 Ｔ＋对于灰岩取１，２容许抗压强度，ｒａｐａ； 体破碎。 Ｌ斗溶洞平面周长，ｍ 根据地质勘探，区内岩溶非常发育，地质复杂，溶洞高度由０．４～１７．８米不 根据经验，一般情况若完整基岩顶板厚大于ｌＯｍ且顶板厚与溶洞孔径之 等，存在“糖葫芦”现象以及石牙、槽现象；个别桩位有大溶洞和地下暗河，溶 比大于 时，基底以下溶洞可以不处理，否则应该采用桩基穿过溶洞。 洞内有的无填充物，有的为半填充物，有的为全填充物；洞内填充物也不相 （４）｝没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 同，有的为软塑土，有的为粘土或砂卵石。 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 对桩基豳结下沉，因而产生一个向下的摩擦力，即负摩擦力，从而增加了桩基 ２．基础设计要点 所承受的轴向荷载，甚至可能导致桩基破坏。 公路桥梁中使用的基础有扩大基础和桩基础，桩基础按承载性状又可分 （５） 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 为摩擦桩和端承桩。在岩溶区可根据溶洞大小、性质，覆盖层厚度，溶洞顶板 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 厚度等地质情况对基础进行处理。 一般土与桩侧之间的摩阻作用。 ２．１加固地基（扩大基础） （１）采用清爆的方法，揭露溶洞充填物，以便清除、换填，或使充填物风 ３．基础施工处理方案 干，提高地基的强度。 在基础的施工中，根据溶洞的形态和大小，制定相应的施工方案，常用的 （２）若溶洞位于持力层范围内时，清除覆土及原填充的土质，视溶洞宽窄 处理方法有： 分别打入小钢轨，用浆砌片石或混凝土填塞，设置钢筋混凝土盖板或基础内 （１诺岩溶发育不明显，或发育有一定规模，但洞内有填充物，没有裂隙发 部加钢筋网。 育，施工时漏浆量少。则可以直接冲孔，但需要加大泥浆比重，加强护壁。钻穿 （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 溶洞时，反复在钻孔内抛人片石和黏土挤密填筑溶洞，直至停止漏浆。 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 （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 方法加固。 裂隙穿过，施工时明显漏浆。应注意在进入溶洞以上２ｍ范围内采用短进尺， （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 密切注意漏浆情况，如漏浆应迅速用片石黏土等填充堵漏，并及时补充泥浆， 于２．０，或溶洞长大于８ｍ、但厚宽比大于２．０；顶板岩层完整性较好，溶洞形态 直至不再漏浆。 大小探测清楚，一般认为地基不需加固。 （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 ２．２桩基础 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 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 用小直径钻头击穿溶洞顶板，然后用低标号素砼对溶洞进行回填，回填填密 的基本原则如下。 实达到一定强度后，再开始正常钻进施工。 （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 （４）对于溶洞尺寸较大或多层溶洞基本连通，采用片石或素砼用量大或 时，只能采用桩基础。当岩面溶蚀高差大于ｌｍ或岩溶洞穴平面、剖面尺寸大 难于填充密实时，可采用钢护筒跟进至溶洞底板。 于ｌｍ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。 ４．结语： （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 在岩溶区修建桥梁，首先做好勘探，详细了解岩溶的发育情况，准确掌握 际值小于此项要求时，应结合地质资料进行加深或验算。 地质资料，桥梁结构选型和下部结构设计时要具有针对性；在施工中应有针 （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 对性的施工方案，保证基础的施工质量。 算，通常采用下面两种方法： １）当溶洞顶板岩层比较完整，强度较高，洞跨比较大时（大于３倍桩径）， 参考文献： 弯矩是主要的控制条件，可按顶板受弯矩控制估算顶板的安全厚度： 【１】公路桥涵地基与基础规范ＪＴＧ Ｄ６３—２００７ Ｈ＝｛６Ｍ／（ｑ［８】） 【２】公路桥涵施工技术规范Ｊ可０４１—２０００ 式中ｑ—溶洞顶板自重加上覆盖土层均布荷载，ＫＮ／ｍ； 【３】陈仁芳．岩溶区公路桥梁基础设计与施工技术．硕士论文，２００９ 『６卜一取灰岩１／１０容许抗压强度，Ｍｐａ； ［４】乔亚东．溶岩地区桩基础的设计与施工公路交通科技，２０１０年第５期 ’１２７‘
