岩溶地区桩基设计

Word版本，下载可自由编辑岩溶地区桩基设计岩溶地区桩基设计是十分重要的，设计初衷是为了更好的解决实际问题，每个细节的处理都十分关键，要重视结合实际以及运用专业学问。我就岩溶地区桩基设计和大家说明一下。

通常状况下，岩溶地区的桩基设计考虑两种状况：①岩溶现象只在埋深较浅的局部浮现，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，与普通的嵌岩桩差别不大。②溶洞埋深较深或者多层溶洞浮现，桩基贯通全部溶洞困难，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平安厚度，这一平安厚度设计中甚至要达到5倍桩径。

上述设计处理计划能够满足普通岩溶发育状况，但当岩溶特殊发育，例如多层溶洞浮现，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桩基设计的普通原则

因为岩溶及隐伏岩溶发育，如何确定桩基持力层标高、确定施工计划，是本项目桥梁设计的重点，必需充分重视。设计应按照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。

普通，桩基设计遵从以下原则：

对于溶蚀、裂隙严峻的溶洞顶板，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，考虑平安系数后，以3～4m微风化完整顶板，作为桩基终于最小控制溶洞顶板厚度。

对于自立的、非串通的溶洞，普通采纳充填片石、压浆填充的方式举行处理，但必需确保空洞充填密实，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。

对于大型的、串通且无充填或充填为流塑状物质的溶洞，则应考虑采纳钢护筒跟进的处理措施。

对于串珠桩溶洞，普通采纳充填片石、压浆填充的方式举行处理。若无显然完整基岩持力层，则按摩擦桩举行考虑。

桩长计算时，赋予合理的平安储备。

假如溶洞顶板很薄，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

按照行业标准《建造桩基技术规范》JGJ94-2023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桩底持力层厚度的研究

目前岩溶地区桩基设计中，常采纳的溶洞顶板平安厚度是5倍桩径，无数状况下显得过于保守。按照文献，确定岩溶地区桩基持力岩层的平安厚度，普通采纳计算模型是将持力层视为一刚性底板，其上作用垂直荷载，按照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，设应力蔓延角a=45。

取石灰岩的抗拉强度设计值f=0.8MPa，则给定抗冲切平安系数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，普通状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：岩溶的发育状况、顶板岩层的节理裂隙及胶结状况、桩径大小、桩基成孔工艺及施工工艺水平及基桩的设计荷载大小等。这些因素中岩溶发育状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需结合具体的地质勘察资料，桩基设计才干有效合理。

4岩溶地区桩基设计的要点

在岩溶地区举行嵌岩桩的设计应注重如下要点：

对于岩溶剧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互相校验，逐桩推断，相接近的桩基互相对比，调查岩层的节理发育状况、溶洞的深度、高度、溶洞内填充物类型等，为设计提供牢靠依据。

对持力岩层及溶洞填充物举行土工实验，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。

按照溶洞分布状况、持力层强度及节理发育状况，采纳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、桩基成孔办法可以做到清孔很整洁的状况，可忽视笼罩土层的总侧阻力，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平安厚度应不小于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，溶洞顶板平安厚度可取3倍桩径即可；当溶洞平面尺寸较大时，溶洞顶板平安厚度应适当加大。对于持力层埋深较深、采纳钻孔方式成孔，这时应考虑笼罩土层的总侧阻力。对于桩长30m以上仍然没有合适的持力层、岩层节理十分发育的状况下，可按摩擦桩设计，并适当考虑一定的持力层厚度。

山区地下水位较低的桩基尽量采纳人工挖孔成孔，结合地质雷达等物探手段，有利于探明溶洞的实际状况。

有条件的状况下应优先采纳明挖基础的基础形式。

5岩溶地区桩基施工的处理计划

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。

若溶洞发育显然，洞内无填充物，或填充物松散，埋置深度大，无较大裂隙穿过，施工时显然漏浆。应注重在进入溶洞顶板以上1～2m范围后采纳短进尺，密切注重漏浆状况，如漏浆应快速用片石黄土等填充堵漏，并准时补浆，直至不再漏浆。

如溶洞十分发育，有些为多层溶洞，并有显然裂隙发育，施工时漏浆量大。采纳全护筒跟进至岩层顶面，防止因漏浆量大导致笼罩层严峻塌孔。采纳小直径钻头击穿溶洞顶板，然后用低标号素混凝土对溶洞举行回填，回填密实并达到一定强度后，再开头正常钻进施工。

对于溶洞尺寸较大或多层溶洞基本连通，采纳片石或素混凝土用量大或难以填充密实的极特别状况，才有须要采纳钢护筒跟进至溶洞底板。

6结语

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