桥梁岩溶地基的处理方法.docx

桥梁岩溶地基的处理方法李聪林(铁二院昆明勘测设计研究院 云南昆明 650200)摘 要 岩溶地基对桥梁的危害性非常大 ,设计与施工时必须高度重视 。当遇到岩溶地基时 ,首先必须探明其规模 、类型 ,再对症下药 ,解决的方法有很多 。根据经验 ,总结了桥梁基础遇到岩溶时的一些常用的有效处理方 法 ,并以渝怀铁路马岩锦江 2 号大桥岩溶地基为例提出对设计和施工的一些建议 。关键词 桥梁基础 岩溶地基 设计 施工我国西南 、中南 、华东等地区存在不同规模的岩溶地基 ,特别是西南地区岩溶非常发育 。目前 ,被发现的 就有许多大小不一 、非常美丽奇特的溶洞 , 如宜良九 乡 、沪西阿庐古洞 、贵州龙宫等 。当然 ,这都是在地表 很容易被发现揭示的 。其实 ,岩溶包括很多形式 ,而且 它们大多处于地下 ,不易被发现 。因此 ,在西南地区修 建铁路 、公路 ,就不可避免地会遇到岩溶地基 。下面就 南昆铁路 、渝怀铁路及其他一些岩溶地基的处理方法 作一简要介绍 。式中H ———换填层厚度 , m ;Q ———换算荷载 , kN/ m ;β ———换填材料的压力分布角 , (°) ; [σ] ———溶洞充填物的基本承载力 , kPa ;b ———换填材料顶面宽度 ( 基础侧面加 0. 3 m) ,m 。同时 , 要求最小换填厚度不得小于 2 m , 基底至换填层底部距离要大于 2 倍冻结深度 。(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部加钢 筋网 。( 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 , 可采用旋喷桩方法 加固 。( 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于 2. 0 , 或溶洞跨长大于 8 m 、 但厚跨比值大于 2. 0 ; 顶板岩层完整性较好 , 溶洞形态 大小探测清楚 , 一般认为地基不需加固 。2 . 2桩基础桩基础是处理桥梁岩溶地基最有效的方法 。设计 与施工时应注意的基本原则如下 。(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时 ,只能采用桩基础 。当岩面 溶蚀高差大于 1 m 或岩溶洞穴平面 、剖面尺寸大于 1 m 者 ,可溶性岩层埋深在 8 m 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 。(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 ,若实际值小于此项要求时 ,应结合 地质资料进行加深或验算 。(3) 对于桩尖下伏溶洞 ,是采取穿过溶洞还是桩尖171岩溶的常见形态及类型岩溶为可溶性岩层的特有现象 ,其表现形式有溶洞 、溶槽 、溶芽 、溶沟等 。它们是由地下水对可溶性岩 石进行溶蚀和机械侵蚀作用而形成的地下空洞 ,其形 态多样 ,大部分洞身曲折 、支洞多 ,无经常流水 ,常见有 不同高度重叠分布的大型复杂溶洞 。桥梁应尽量避开溶洞群 ,特别是桥梁墩台 。当由于某种原因不可避开 、 需要跨越时 ,要高度重视它对桥梁的危害性 ,针对具体 溶洞情况采取相应的工程措施 。2桥梁地基遇到溶洞时常用的处理方法由于溶洞的规模和类型不同 ,它们对桥梁稳定性的影响程度也不同 ,当然对其处理的方法也应有所不同。2 . 1加固地基 (扩大基础)(1) 当溶洞顶覆盖较薄 ,可采用清爆的方法 ,揭露 溶洞充填物 ,以便清除 、换填 ,或使充填物风干 ,提高地 基的强度 。溶洞若在基底设计高程附近或以上时 ,可采取换 填方法处理 ,并要符合下式要求H ≥( Q/ σ] - b) / (2tanβ)收稿日期 :2002 07 22作者简介 :李聪林(1969 —) ,男 ,高级工程师 ,1991 年毕业于西南交通大学桥梁专业。铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DES IGN2003 (1)·桥梁·立于溶洞顶 ,须根据检算和经验设计 。一般情况若完整基岩顶板厚大于 10 m 且顶板厚与溶洞孔径之比大 于 2 时 ,基底以下溶洞可以不处理 ,否则应该采用桩基 穿过溶洞 。(4) 对于挖孔桩 ,在桩身与基岩相接的侧面上加打 牵钉 ,当遇有流塑状粘性土体与有可能发生缩孔采用护壁仍不能保持断面尺寸者 ,桩身尺寸适当加大 。(5) 置于岩溶地区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 ,可按支立于一般岩层上的柱桩分析方法 进行桩的内力分析 。桩的轴向容许承载力应根据溶槽或溶沟底面岩层的好坏 (包括强度和缝隙等情况) 来确