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岩溶地区地基处理及桩基施工技术

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-09-24 12:48:02
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岩溶地区地基处理及桩基施工技术

∙岩溶地区地基处理及桩基施工技术工程概况 ——工程简介 京福高速公路泰安至曲阜段全长49.863公里,其中在K15+450~K25+000 段集中了大汶河特大桥、土门特大桥等大、中、小桥11座。由于地质情况多变,桥梁桩长设计不等,且流砂、溶洞等不利因素的影响,给桩基成孔造成了很大的困难,使桩基施工成为该项目的重点和难点。 ——地质概况 大汶河特大桥处于大汶河流域区,其特征是北岸略有淤积,南岸侵蚀后退。南侧河床基岩近乎裸露,北侧河床堆积有较厚的中粗砂层,场地堆层大致分为 3层,自上而下为:中粗砂
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导读∙岩溶地区地基处理及桩基施工技术工程概况 ——工程简介 京福高速公路泰安至曲阜段全长49.863公里,其中在K15+450~K25+000 段集中了大汶河特大桥、土门特大桥等大、中、小桥11座。由于地质情况多变,桥梁桩长设计不等,且流砂、溶洞等不利因素的影响,给桩基成孔造成了很大的困难,使桩基施工成为该项目的重点和难点。 ——地质概况 大汶河特大桥处于大汶河流域区,其特征是北岸略有淤积,南岸侵蚀后退。南侧河床基岩近乎裸露,北侧河床堆积有较厚的中粗砂层,场地堆层大致分为 3层,自上而下为:中粗砂
∙岩溶地区地基处理及桩基施工技术

  工程概况  

  ——工程简介  

  京福高速公路泰安至曲阜段全长49.863公里,其中在K15+450~K25+000 段集中了大汶河特大桥、土门特大桥等大、中、小桥11座。由于地质情况多变,桥梁桩长设计不等,且流砂、溶洞等不利因素的影响,给桩基成孔造成了很大的困难,使桩基施工成为该项目的重点和难点。  

  ——地质概况  

  大汶河特大桥处于大汶河流域区,其特征是北岸略有淤积,南岸侵蚀后退。南侧河床基岩近乎裸露,北侧河床堆积有较厚的中粗砂层,场地堆层大致分为 3层,自上而下为:中粗砂、风化页岩、石灰岩、裂隙岩溶,主要发育在孔深(自施工地算起)7~15米和孔深19~23米处。土门特大桥位于大汶口盆地的东南部边缘,大汶河北岸二级阶地一线,地下水位埋深9~14米,地层按成因共分3 层,上部发育有较厚的汶河冲积砂层,厚度10~15米,最厚处达24米,其下为汶口组强风化泥岩(已完全风化为粘土),第3层为中奥陶系石灰岩,本层次变化较大,各桩号处深度,结构均不一致,溶洞裂隙特别发育,已基本串通,且与汶河地表水有水力联系,水量丰富,部分桩号形成了极软及流塑状粘性土,(稀泥),构成场地复杂的水汶地质及工程地质条件。  

  施工方案及其实施情况  

  本段的地质条件有两大难题困扰着桩基成孔,一是上部厚砂层遇水形成流砂,极易造成淤积、塌孔;二是岩层中的溶洞,溶液沟和部分桩基处形成的流塑状粘性土(稀泥)极易造成塌孔、斜孔、卡(掉)钻、缩孔,尤其是上部厚砂层在遇到未充满的大溶洞时,钻孔可能出现整体坍塌,损坏钻机,危及人身安全。为确保桩基成孔顺利,进场后我们对部分桩基进行了钻探,目的在于查明地质情况和岩溶发育规律,共增设地质钻孔166个,加上设计提供的地质钻孔88个,基本上概括了本段的地质情况,地层结构,确定采用挖孔和冲击钻钻孔两种方案。施工中根据实际情况,部分桩基采用了挖孔和钻孔相结合的方案,实施效果比较成功。  

  ——挖孔桩施工  

  1、挖孔桩施工遇到的主要问题是排水和流砂处理,最早施工的挖孔采用沉井法砖砌护壁,汶河桥0#台,1~3# 墩采用此法施工,但挖至10~12米时,遇水形成流砂,因流向不均,造成孔位偏移,多次纠偏而不能较正。经研究后改用现浇混凝土护壁,为10~15 厘米厚C25混凝土护壁,采用525水泥,掺加早强剂等措施,提高混凝土护壁的早期强度,加快拆模时间。为保证护壁不坍塌,不脱落,在护壁内加设竖向及环形拉结筋,采用Φ8盘条钢筋,环形筋0.4~0.6米设一道。竖向拉结筋根据孔径不同分别为6根、8根、10根。  

  2、砂层挖孔施工在深入地下水位后,极难挖进,基本上是边挖边被淤平。该处施工时缩短了护壁长度。每挖进0.3~1.5米左右便支模浇筑护壁,并以袋装水泥、片石、草袋堵塞等措施封堵流砂。对于溶洞、暗流及承压水造成的排水困难或涌砂现象,采用注浆法封堵,具体作法:清理桩孔后,填放袋装泥土充填桩孔,浇筑50厘米厚水下混凝土封顶盖,待48小时,封顶凝固后进行压浆,压浆24小时后重新抽水开挖。压浆给进程序为:泥浆→水泥浆→水泥砂浆。砂浆配合比例为:水泥∶砂=1∶1,掺入水泥用量1%的水玻璃,水泥砂浆稠度控制在2s~10s,浆泵压力控制在0.4~0.6MPa。  

  3、K22+062通道桥12根Ф1.2米桩基,挖孔至12~14米深时,因水量大,很难挖进,0#台右1桩,1#台右3桩因流砂现象变成涌砂,原先已挖至14米深,但第二天量测时变为11米,涌进3米厚砂。我们采用注浆法封水,12根桩共注浆19次,投入水泥123吨。  

  ——钻孔桩施工  

  1、场地准备  

  钻孔桩施工场地必须合理布置,首先应保证工地便道畅通,保证混凝土浇筑时的车辆,设备具备工作面,土门特大桥钻孔施工时泥浆池尽量避开连续的工作区,降低地基处理费用。汶河特大桥首先填筑一条8米宽便道,主河道处设置2孔×5米的便桥,然后对各排桩孔处进行筑岛,岛面高出水面0.5~1.0米。  

  2、护筒的制作与设置  

  护筒的作用是固定位置,导向钻头,隔离地面水,提高孔内水位,保证孔口不坍塌,防止钻机坍塌,其埋设情况对成孔、成桩的质量有重大影响。汶河桥 13~27号桩位于河道中,尤其13~20号桩,河床上淤积有3~4米的砂层,地下水位与地表河水相当,钻孔时易出现坍塌或反穿孔现象。我们采用10毫米厚的整体式钢护板,其内径比桩径大30厘米,长为6~8米,采用16吨的吊车配合90KW的震动锤将护筒穿过新填土及砂层,进入风化页岩约2米,土门特大桥为6毫米厚钢板焊制2.5米长护筒,采用挖埋法将护筒就位。后期基本为挖孔与钻孔相结合,即以挖孔桩的混凝土护壁作为长护筒进行冲击钻孔。  

  3、泥浆制备  

  泥浆性能指标  

  表1指标 相对密度 粘度 含砂率 胶体率 酸碱度 数值 1.2~1.4 22s~26s ≤4% ≥95% 8~11  

  为保证泥浆性能,我们从20公里外的北山购买优质红粘土,为提高泥浆的胶体率和稳定性,降低失水率,经实验后,按孔中泥浆的0.2%掺入纯碱粉。  

4、成孔工艺  

  对流砂岩溶地区桩基成孔,只有全套管钻机或冲击钻机适用,普通旋转钻机不能处理溶洞,且对洞底坚硬灰岩层钻进困难,极易损坏钻头,经综合考虑,确定为冲击钻冲击成孔,利用冲击锤尽力冲击,在砂层或溶洞处冲砸、挤压泥石,填塞孔洞形成泥石护壁。  

  (1)在砂层、回填土、软塑粘土层和卵石层钻进时,采用小冲程(50~75 厘米),并提高泥浆的粘度和相对密度,抛填小片石反复冲击。尤其护筒底脚下2~4m范围内,应认真施工,使孔壁坚密不塌不漏。此时施工应缓慢渐进,桩孔上部护壁相当于建筑物的基础,如施工质量不好,向下钻进时稍遇问题,有可能整体坍塌。如土门桥33~37号桩,开工初期,施工人员对地质熟悉不够,急于求成,一天钻进10多米,结果遇溶洞时,稍微漏浆均出现不同程度的坍塌。 36号右2桩,在钻进28米左右遇溶洞,施工人员来不及处理,使整体坍塌,钻机倾覆,锤头被埋住。测量定位后,重新埋设护筒,配置锤头重新钻进,将近埋钻位置时,用铁管伸入孔中以高压水冲射,用吊车配合钻机提上锤头。前后处理时间长达37天。  

  (2)在岩溶层钻进时,应熟悉地质资料,作好准备,将钻至溶洞时,改用小冲程缓慢钻进,防止突然打穿溶洞顶板,造成卡钻,备足粘土、片石、袋装水泥等材料,漏浆时,马上回填,以小冲程反复冲砸,形成泥壁,堵塞洞内的通道,防止孔壁坍塌和泥浆流失。必要时提前对溶洞进行注浆处理。  

  汶河桥4号左2桩在钻至25米深时,遇溶洞,出现漏浆,立即向孔内回注浆液,同时用装载机配合,向孔内抛粘土13立方,片石9立方,回填到16米深度,止住了漏浆,用小冲程缓慢钻进,该桩施工共投入粘土28立方,片石20立方,用17天时间成孔。  

  土门桥42号右桩,桩址处有高达11米的大溶洞,半充填,右4桩孔施工中,大小塌孔达12次,共投入粘土160多方,片石107方,水泥20吨,用67天才成孔,经研究我们对右1、右2、右3桩孔,提前进行注浆填充,用21天时间,共注入水泥230吨,3个桩孔用56天时间成孔。  

  (3)因岩溶层地质复杂,洞内岩面高低不平,或一面有岩,一面悬空,容易造成卡钻和斜孔,此时必须抛填粘土、片石,用低冲程冲砸,反复循环,多次休整桩孔,保证冲孔质量。 土门桥26号左2、47号左1、左4、48号左2、左3桩孔均处于高差悬殊的岩石陡壁上,每个孔必须经过多次纠偏,才能成孔。28号左2桩自21米~35.8米处为陡峭的悬崖,每钻进1~2米便需抛填粘土、片石进行纠偏,共投入粘土120多方,片石80多方,历时35天才成孔。  

  5、卡钻、掉钻的预防和处理  

  在遇到探头石、落石、梅带孔、岩溶层的溶沟、溶槽或击穿溶洞顶板时,极易发生卡钻,此时应抛填片石,高频低程冲砸。如已发生卡钻,应仔细分析原因,不可妄动,以免造成越卡越紧或掉钻事故,当钻头可活动时,可上下提动钻头,并使钻头转动一个角度,反复尝试,有可能提出,或用吊车配合钻机,同时或交替提动,有时能将锤头提出。用小冲锤(以圆钢或钢轨焊接)在桩孔一侧冲击,并配合高压空气或高压水冲射,使卡点松动后提出钻头。必要时可试用水下爆破法,震松卡锤,吊车配合提出钻头。  

  汶河桥14号左1桩,土门桥17号左3桩,因溶洞原因形成探头石,锤头被卡住,我们用钢轨焊制重约1吨的小冲锤,查处卡点位置后,在桩孔一侧反复冲击,同时将胶管伸入孔内以高压水冲射,使卡点松动后提出锤头。  

  掉钻的原因主要是大锤的老化破断,或大绳与锤头连接不好,钻孔中应时常检查机具设备防止掉钻,如掉钻后立即打捞,根据不同情况,采用能够适宜的打捞工具。条件允许时,可采用潜水员潜入桩孔打捞,如汶河桥5号右2桩,因大绳破断,多次打捞无效后,请青岛海军的潜水员潜入桩孔,挂上锤头提出。  

  ——挖孔与钻孔桩相结合施工  

  K21+851分离立交,是最早开始钻孔施工的,0号台左2桩在钻至14米深左右,孔内泥浆快速下沉,不到1分钟的时间,泥浆漏完,孔壁坍塌,而后我们又在0号台右3、3号台左3分别进行钻孔,都是钻至14米左右,突然漏浆,造成塌孔。根据钻探资料表明,该处底下有暗河发育,经过研究,决定人工挖孔,用现浇混凝土护壁,在挖至12.5米时,遇到岩层,此时渗水量极大,每个孔中放4台水泵,水面基本不下降,经过反复商讨,重新架立钻机,实验性的施工3号台1桩,在钻至14.2米时出现漏浆现象,因护壁座设在硬基上,护壁质量较好,未造成坍塌,在抛填粘土、片石后重新钻进,出现漏浆后,再填再钻,如此反复冲砸5次,终于穿过渗透层,4天后钻至设计标高。该桩实验成功后,又调入了 3台钻机,经过2个月时间,24根桩全部施工完毕,此时全线还剩312根桩基。我们集合钻孔和挖孔人员,开会商讨,经过反复论证,逐孔分析,认为此种方法可行,只要保证混凝土护壁施工质量,加设足够钢筋,钻孔时,冲击锤避免碰撞孔壁,以混凝土护壁代替长护筒施工,在出现漏浆时,不至于出现桩孔整体坍塌。  

  土门桥20号、21号桩溶洞体积较大,上部为人工挖孔混凝土护壁,深度为 18~24米,下部采用冲击钻钻孔,在钻至27米时,出现漏浆,抛填粘土,片石重新冲砸,反复多次不能封堵,而且在20号钻孔时,发现21号浆面有反应,我们决定灌注砂浆封填溶洞,用M10砂浆,通过导管采用水下浇注从8个桩孔共灌进砂浆102立方米,7天后,重新钻进,只有20号左3出现漏浆现象,抛填粘土、片石后重新钻进成孔。  

  体会  

  1、岩溶地区桩基在设计或施工时,应该逐孔进行地质钻探,查明地质情况,为设计和施工提供详尽资料。  

  2、在厚层挖孔施工,采用现浇混凝土护壁,加设钢筋保证护壁质量,此法基本可行,但是挖孔施工遇到大量涌水时,操作困难。  

  3、在厚砂层和溶洞发育地段钻孔,上部砂层施工应缓慢钻进,反复冲砸,确保护壁质量,不可急于求进,防止下部岩溶层施工出现隐患。  

  4、溶洞处理用抛填粘土、片石,小冲程冲砸等方法,形成泥石护壁,堵塞空洞,岩溶层施工应做事到“提前预防,及时处理,根治彻底”。  

  5、对于厚砂层覆盖的岩溶地区桩基成孔,采用挖孔与钻孔相结合施工比较合适,以挖孔的混凝土护壁代替钻孔的长护筒。施工时,护壁内径比设计的桩径加大3~5厘米,其底部应设在粘土层或风化岩层中,钻孔施工遇到溶洞后出现漏浆,但不会造成大的坍塌,为处理溶洞提供了足够的时间。

1、岩溶概况 

  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91~130万平方千米。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。

2、岩溶的一般形态和形成原因 

  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,土洞常分布于溶沟西侧和落水洞、石芽上口等位置。

3、岩溶探查及其施工问题 

  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[1]。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[2]。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。可采用电法、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。

  由于岩溶的形态和特点岩溶地区工程活动中常见下列的一些现象、问题:1)钻探或冲(钻)孔桩作业时,发生漏浆、漏水、塌孔、卡钻、埋钻、掉钻、偏孔;2)同一承台,桩长相差甚大,数米到十余米;3)地质钻孔见岩与钻(冲)桩、人工挖孔桩见岩不一致;4)出现超长桩;5)人工挖孔桩出现涌水、涌砂、掉入土洞;6)预制桩压(打)破顶板突然掉入洞穴,深层搅拌桩掉入洞穴;7)静压(锤击)预制管桩断桩率高,断桩率10%,甚至有的高达30~60%;8)地面塌陷,相邻建筑沉裂;9)同桩抽芯,几个钻孔完全不一样。

4、岩溶地基的评价 

  岩溶不良地质构成的岩溶地基常常引起地基承载力不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏[3]。随着越来越多的工程兴建在岩溶地区,岩溶地基问题就成为工程建设中的突出问题,加强岩溶地基稳定性分析评价,采用合理、经济的地基处理措施,有着重大的技术价值和经济意义。

  岩溶地基分析评价过程的一般步骤为:实际洞体→几何模型→力学模型→数学模型→计算方法→结论。其核心内容是力学模型、数学模型及计算方法的研究。近年来在该领域内的研究取得较大进展,对岩溶空洞地基稳定性的分析评价经历了从定性→半定量→定量的过程。

  定性评价法适用于初勘阶段选择场地及一般工程地基稳定性分析评价,包括综合分析法、经验比拟法。其中综合分析法可根据洞隙各项边界条件,对比表1中所列影响洞体的诸因素进行综合分析并作出评价。

表1 洞隙稳定性定性评价

影响因素

对稳定有利

对稳定不利

岩性及厚度 裂隙状况

岩体产状

洞穴形态

与埋藏条件 

顶板情况

充填情况

地下水

厚层块状、强度高的岩石

无断裂,裂隙不发育或胶结好

走向与洞轴正交或斜交,倾角平缓

洞体小(与基础尺寸相比),呈竖向延伸井状,单体分布,埋藏深

顶板岩层厚度与洞径比值大,顶板呈板状或拱状

可见钙质沉积密实沉积物填满且无水冲蚀的可能

泥质岩、白云质灰岩,薄层状有互层且岩性软化

有断层通过,裂隙发育,岩体被两组以上裂隙切割,裂隙张开,岩体呈平砌状

走向与洞轴平行,陡倾角

洞径大,扁平状,复体相连,

埋藏浅,在基底附近

顶板岩层厚度与洞径比值小,有悬挂岩体,被裂隙切割且未胶结

未充填或半充填,水流冲蚀充填物,洞中见有近期塌落物

有水流或间歇性水流,流速大,有承压性

  半定量评价方法:1、顶板厚跨比法;此法常用于稳定围岩。不考虑顶板形态、荷载大小和性质,根据近似的水平投影跨度L和顶部最薄处厚度h,求出厚跨比h/L,作为安全厚度评价依据。2、估算顶板安全厚度法。

  定量评价法:岩溶地基稳定性研究的发展趋势,必将是由定性到定量,由平面到三维的过程。

5、岩溶地区主要地基处理原则 

  地基评价不能满足稳定性要求时,需要对地基进行适当的处理[4]。一般对地基稳定有影响的岩溶洞隙,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[5]:

1)对洞口较小的洞隙,宜采用镶补、嵌塞与跨盖等方法处理; 

  2)对洞口较大的洞隙,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,可采用灌浆加固和清爆填塞等措施;

  4)对规模较大的间隙,可采用洞底支撑或调整柱距等方法处理。

  一般对地基稳定有影响的土洞,杜绝地表水渗入土层,使土洞停止发育和发展,当地质条件许可时,尽量对地下水采取截流、改道等,以阻止土洞继续发展[6]。当土洞埋深较浅时,采用挖填和梁板跨越;对直径较小的深埋土洞,可不处理,仅在洞顶上部采用梁板跨越即可;对直径较大的深埋土洞,可采用顶部钻孔灌砂或灌碎石混凝土,以充填空间。当对地下水不能采取截流、改道等方式以阻止土洞发育时,一般可采用桩基等措施。

6、地基基础处理的比选 

  采用桩基在岩溶地基上建造高层建筑需要面对一系列特殊问题[7],如持力层的稳定、溶槽溶洞处理、同一承台下长桩与短桩的应力应变协调问题等。基础问题不但会严重影响安全、工期和造价,有时甚至成为工程成败的关键。而目前规范规程中涉及岩溶桩基的技术规定甚少,设计与施工依据不足。下面概述一下岩溶地区主要使用的桩基型式。

  1)冲孔灌注桩

   这种桩适用于地下岩溶发育,有多层溶洞,但溶洞洞穴小,上部洞穴顶板薄的地质情况,这种桩可冲(钻)穿上层溶洞顶板,到达下层溶洞顶板。有经验的施工人员可以从冲击声中察觉到顶板的厚度,由此判断是否已到达持力层。为稳妥起见,可在桩位先做超前钻,查清洞穴情况,再将冲击钻冲至满足设计要求之岩层。但在地下有大溶洞存在的情况下,不宜用这种桩,以免浇灌混凝土时,造成混凝土流失且难以控制。由于冲孔是靠钻头的自由落体运动形成的冲力来成孔的,所以冲孔桩还适用于开口裂隙多的地质情况,冲击钻所造成的桩孔垂直度好。

  2)钻孔桩

   钻孔桩的成孔直径大,一柱一桩,受力清楚,施工方便,适用于单桩荷载大、地下有孤石,夹层分布,岩溶表面不平的情况,用这种桩能钻穿孤石、夹层,将桩端可靠地支承在持力层上,桩端的嵌岩情况也好。但钻孔桩不宜用在溶岩裂除多,溶沟多的基岩中,因为施工中容易造成卡钻、钻杆沿溶岩斜壁偏斜,以至打偏等现象。

  3)预应力管桩

   预应力管桩适用于地下有淤泥、土洞、流砂、地下溶洞连通暗河等情况,压桩采用的预制桩不受上述因素的影响,压桩的单桩承载力可由压桩机上的压力表观察到,所以非常直观,易于掌握,但在土岩软弱过渡较快处容易出现断桩。

  4)群桩

  当岩溶表面极其复杂,但岩溶表面上履盖有较厚沙土层时,如果采用以上各种桩型都难于施工或保证成桩质量和安全度的情况下,群桩不失为解决此类复杂地质情况的一种有效选择群桩的桩端并不一定要求支承在变化极其复杂的岩面上,只要在群桩桩端体的压力泡,能有效搜盖基岩面,即有坚硬的下卧层即可,这样就避开了复杂变化的基岩表面对桩基造成的危害或潜伏的危害。采用静压预制管桩作为群桩是较好的一种方式。

  5)夯扩桩

  桩由上部桩身和下部复合载体组成,桩身为钢筋混凝土结构,复合载体是避软就硬,以碎砖、碎石、混凝土块等为填充料,在持力层内夯扩加固挤密形成的挤密实体。夯击过程中如遇土洞,可即时对土洞进行充填处理,不会危及地面安全。夯击到岩面时,由于强大的夯击能,实际上是对岩顶板进行强度及稳定性检验。若遇溶洞薄层顶板或节理裂隙较发育强度低时,即可击穿进行“深层强夯”处理,只要达到某种“收锤标准”就可定量取得承载力。

  图1 夯扩桩构造 

  Figure 1 Construction of rammed bulb pile

  6)复合地基

   对于建筑荷载较小,土层较厚,土洞较多,岩面起伏大,采用复合地基处理可避免直接应用天然地基时的沉降量大和承载力小的问题。复合地基部分土体被置换成增强体,由周围地基土共同承担荷载,目前在工程实践中多采用深层搅拌桩或刚性桩作为增强体。地基竣工验收应进行压板载荷试验,一般承载力可以达到220kPa左右。

7)其它

  可以采取削散荷载的方法来减低桩基承受的压力,通常的做法是挖去一部分地基表面的软土,做成一层或多层的地下室,可以减少这部分软土体对桩基产生的附加荷载。可采用增大桩端接触面,分散应力的扩底桩也是非常好用的桩基型式。另外,当岩溶地基不甚复杂基岩埋深较浅的情况下,挖孔桩也不失为一种安全、可靠、省钱、直观的方式。

7、今后应着重研究解决的问题 

  1)勘探方面要解决钻探与物探如何更好的结合的问题。可以考虑将部分钻探孔加深兼作跨孔电磁波CT扫描成像技术孔;提高物探解析的准确度及精度[8];对土洞、溶洞的形态,形成由线到面再进入三维的立体映像,辅以岩层的产状、夹层的岩性等,以提供给设计人员一个明晰的认识。

  2)努力探寻适应岩溶地区的基础型式。

  ①发展桩端喷浆、后注浆技术;

  ②改善桩头的嵌固能力;

  ③发展与岩面有良好接触应力的夯扩桩,提高施工效率;

  ④发展半刚性桩复合地基基础型式。

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岩溶地区地基处理及桩基施工技术

∙岩溶地区地基处理及桩基施工技术工程概况 ——工程简介 京福高速公路泰安至曲阜段全长49.863公里,其中在K15+450~K25+000 段集中了大汶河特大桥、土门特大桥等大、中、小桥11座。由于地质情况多变,桥梁桩长设计不等,且流砂、溶洞等不利因素的影响,给桩基成孔造成了很大的困难,使桩基施工成为该项目的重点和难点。 ——地质概况 大汶河特大桥处于大汶河流域区,其特征是北岸略有淤积,南岸侵蚀后退。南侧河床基岩近乎裸露,北侧河床堆积有较厚的中粗砂层,场地堆层大致分为 3层,自上而下为:中粗砂
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