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岩溶地区钻孔灌注桩施工工艺及承载能力研究

徐华  
【摘要】: 岩溶地基特别岩溶桩基是勘察、设计、施工较难处理的工程问题,过去出现岩溶问题不多,对其荷载传递机理以及嵌岩深度、持力顶板问题的研究比较少见。近年来,随着工程规模和基建地区的扩大,特别是高速公路和铁路的加大建设,已经陆续遇上了复杂的岩溶问题。例如,京九线吉安赣江特大桥、南(昌)九(江)公路万村大桥以及本文所述白墅港大桥工程等。 岩溶地质条件为桥梁钻孔灌注桩基础设计与施工中比较严重的地质病害。桥梁荷载通过桩基础传递到地层中,桩基承载能力为桩周土的摩阻力和桩端支承力之和。在岩溶地区,由于溶洞的存在,对桩基的承载能力产生重大影响,如桩周的溶洞可能影响桩周土与桩基的摩阻力;如溶洞位于桩基的底部,可能因溶洞项板厚度不够,在桥梁荷载作用下,压碎顶板,桩基承载能力伤失,而引起桥梁结构的破坏。国内外对于岩溶地区钻孔灌注桩的研究,主要是针对具体工程的施工方案描述和施工故障及处理措施,对岩溶地段基桩的承载机理及承载力的综合研究则未见报道。本文针对白墅港大桥的特点,通过现场施工试验及力学、有限元分析,对岩溶地区钻孔灌注桩的施工工艺、荷载传递机理、持力层厚度及嵌岩深度等方面做一些探讨性研究。 通过对本次试桩施工工艺的检测和桩身质量及承载力的检验,确定了冲击钻在溶洞地质条件下的合理使用方法;基桩承载实验表明了荷载与摩擦阻力之间的关系,并对岩溶地区的嵌岩灌注桩的荷载传递和破坏机理、承载力特性,进行了富有成果的现场测试工作;试验数据表明桩侧摩阻和支盘端阻起很重要的作用,桩端阻力所占比例甚少。这与设计桩基时的计算模式相差很大,承载力也较设计增加;使用力学数值分析方法和有限单元法,对钻孔灌注桩桩端下的岩体强度和结构稳定性方面进行模拟计算和定量研究。本研究结合现场试验、力学数值分析和有限单元分析,对岩溶地段钻孔灌注桩的施工工艺、荷载传递机理、持力层顶板厚度及嵌岩深度等方面作一些探讨性研究,为该工程的设计和施工积累经验,并为该类课题的进一步研究奠定了基础。


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