渝湘高速公路酉武段桥梁桩底溶洞探测

介绍桩底溶洞探测方法、探地雷达技术探测原理及方法特点,结合渝湘高速酉武段工程实例,详细介绍探地雷达在桥梁桩底岩溶探测的应用成果,对利用地质雷达探测桩底溶洞进行论述并结合钻探加以验证,可为岩溶地区桥梁桩基基底安全提供可靠技术保证。     

岩溶区嵌岩桩嵌岩深度优化设计

为优化岩溶区嵌岩桩嵌岩深度的设计计算,根据岩溶区嵌岩桩承载特性,考虑岩溶区嵌岩桩桩岩侧阻力对总承载力的影响,在溶洞顶板发生冲切破坏的基础上,推导出了最佳嵌岩深度计算公式,并给出了溶洞顶板抗剪切、抗弯拉的验算方法。最后用工程实例对理论计算结果进行了验证,理论计算结果与工程实际情况吻合较好,对工程实践有一定的参考价值。     

岩溶地区桩基持力层的加固处理

广和大桥引桥初期施工的钻(冲)孔灌注桩经小应变检测和抽芯检测对比分析，发现部分桩基存在桩底持力层有溶洞或部分嵌岩的缺陷。大应变动测的部分桩底有缺陷的桩基，其动测承载力达不到设计极根承载力的要求。经研究分析，采用高压旋喷方法进行持力层加固处理，加固处理后经大应变动测检测，加固桩基的承载力满足了设计要求。     

溶洞地区桥梁桩基持力层补强技术

龙岗河中桥两侧拓宽新建桥梁为4×21.6 m简支T梁,拓宽的两座桥梁共有桩基21根,桥台下桩径为1.2 m,墩柱下桩径为1.5 m,C25混凝土,钻孔灌注嵌岩桩。由于溶洞分布复杂,以及前期勘察、设计原因,导致部分桩基施工完成后发现桩底持力层存在尺寸大小不一的溶洞。为了确保桩基质量和桥梁的使用安全,对溶洞净高大于1.5 m的桩重新钻孔成桩,穿过溶洞将桩底置于完整的基岩上。对持力层内溶洞净高小于1.5 m的桩底溶洞采用钻孔高压切割压浆处理,将桩底层溶洞充填物清除并回灌高强度水泥浆。该文主要对桩基施工完成后持力层内出现溶洞的原因进行了分析,并介绍了处理方法;还详细介绍了溶洞净高小于1.5 m的钻孔高压切割注浆补强方法、工艺、效果等。     

基于ANSYS的岩溶地区桥梁桩底持力层厚度分析

在岩溶发育地区桥梁设计和施工过程中,经常遇到端承桩桩端持力层厚度不足的问题。目前交通部有关规范以及各个地方标准中,有对桩端持力层厚度进行相应要求,但并无统一标准,同时也没有给出吃力层厚度计算的有效方法。本文通过实际的工程案例,对桩端持力层厚度与溶洞跨度以及桩基入岩深度之间的关系进行分析,为以后类似工程有关桩底持力层厚度的判定提供一些思路和借鉴。     

探地雷达在隧道岩溶探测中的应用

某在建隧道地质情况复杂,开挖过程中,隧道底部出现溶洞,地下水发育,已完成的仰拱段可能存在岩溶分布。通过探地雷达的探测,分析该隧道段的典型波形图,确定出了该段隧道底部岩溶的分布情况,并通过钻探资料验证,两者基本一致,为隧道安全施工提供了保障。     

嵌岩桩桩端以下基岩持力层最小厚度探讨

针对基岩持力层下常夹有强风化岩的情况,现行规范中对嵌岩桩桩端以下基岩持力层最小厚度未有明确规定。该文结合实际工程的具体情况,通过理论计算和数值模拟的方式,对不同的端阻承担比进行最小厚度验算,分析不同岩石强度下的持力层最小厚度及强风化岩下卧层对其厚度的影响。     

桥梁桩底溶洞声呐探测法的应用研究

在我国喀斯特地貌分布地区,溶洞极为发育,对工程建设产生较大影响。在未探明桩底岩溶发育情况下进行桩基施工和终孔,易发生溶洞漏浆、溶洞顶板承载能力不足的问题。由于桩基自重较大且承担桥梁上、下部结构传下来的荷载,若处理不当,将引起塌孔、地面沉降、埋钻等严重事故。钻孔灌注桩在掘进过程中需要泥浆护壁,但现行的物探方法难以透过钻孔灌注桩的泥浆对桩底基岩溶洞发育情况进行有效勘查。本研究结合3个工程实例,运用现有桩底溶洞声呐探测技术,通过汇总、整理、分析喀斯特地貌广泛分布地区的3个项目的桩底探溶声呐实测数据,总结了该探测技术的应用效果和方法,验证了探测方法的探测精度和可靠性,并提出了该方法的不足之处和改进建议。     

桩侧溶洞对桥梁桩基沉降和桩端受力影响分析

以处于灰岩地区的某桥梁工程为依托,建立桩基-溶洞三维仿真模型,分析不同荷载下桩侧溶洞关键尺寸大小对岩溶区桥梁桩基桩顶位移和桩端反力的影响。结果表明:桩侧溶洞高度的增加会导致桩顶位移增大,但对桩端反力影响较小;桩侧溶洞跨度的增大对桩顶位移和桩端反力影响不大;桩侧溶洞跨度相同时,桩顶荷载及高跨比的增大会引起桩基沉降量和桩端反力值增加;桩侧溶洞高度及高跨比较大时,建议增大桩基嵌岩深度,以确保相邻桩基差异沉降量满足要求,桩侧溶洞高度为4~6 m时,可考虑采用强度较低的桩端持力层。     

岩溶地区嵌岩桩安全性理论分析与应用

在岩溶地区进行嵌岩桩设计时,应选择具有一定安全厚度的基岩作持力层。基于溶洞顶板均质、各项同性等基本假定,根据桩端直径与桩底溶洞大小、类型,模拟外荷载作用下混凝土板受力变形破坏特征,并对溶洞基岩顶板进行简化分析,得到各种状况下的岩溶顶板安全厚度与桩端应力值、岩石单轴抗压强度、溶洞类型与大小等相关数学表达式。该式简单、直观,较全面反映了影响溶洞顶板安全厚度的各种因素,并得到实际工程验证。     

大直径深嵌岩桩的承载特性与桩长设计研究

基于自平衡桩基测试技术,根据荆岳长江公路大桥一桩的静载荷试验,对其泥质岩地区大直径钻孔嵌岩桩,在嵌岩深度较大情况下的承载特性进行了研究。结果表明:大直径深长嵌岩桩桩顶的Q-S曲线主要是缓变型为主,属摩擦型桩。根据实测的桩侧荷载位移曲线,利用荷载传递法,研究了桩端缩短5,10m两种情况下桩顶的荷载大小及其相应的位移情况,为桩长的设计提供了依据。     

红层嵌岩桩侧阻和端阻修正系数取值研究

我国南方广泛分布的红层是桥梁等构筑物的良好的嵌岩桩持力层,通过对现场单桩竖向抗压静载试验资料分析,研究了嵌岩桩的嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数在红层中的合理取值问题。     

地面穿透雷达检测公路路基岩溶洞穴的应用研究

主要采用公路隧道中最常用的地质雷达法(GPR)进行,通过对其使用原理、优缺点、应用条件的分析,以湖南某隧道工程为例,采用有限差分方法对岩溶地质灾害进行数值模拟,结果表明,如果某地区存在较大的电解质差异性,最终能够通过各种手段得到较好的雷达探测效果。溶洞的探地雷达具有较强的反应,空洞、填充溶洞或者基岩的电常数具有较大差异,溶洞界面很可能将导致探地雷达出现弧形,并且造成比较强的反射。雷达同相轴的散乱、不连续等情况也经常出现再裂隙发育、岩体破碎等状况,同时其反射能量非常强,在评价岩体完整性的过程中需要综合上述指标进行操作。     

岩溶地区扩建项目新建高架桥基础设计简析

以广清高速公路改扩建工程中的江高高架桥为例,依据地质状况存在岩溶的情况,分别对采用扩大基础、群桩(摩擦桩)基础和嵌岩桩基础进行对比分析,得出采用D180钻孔灌注嵌岩桩是本桥安全、耐久、施工方便的基础形式.并按竖向承载力和按基桩稳定性计算出嵌岩深度,采用顶板抗冲切厚度验算和顶板抗剪厚度验算得到需要的最小桩底持力层厚度.     

溶洞对嵌岩桩承载特性的影响分析

岩溶发育地质中的嵌岩桩,由于溶洞的存在,其受力机理与承载特性非常复杂。利用ABAQUS有限元分析软件,分析研究岩溶发育地质中溶洞对嵌岩桩的承载特性的影响,设计了四种不同的数值模拟分析对比方案,得出了岩溶地质中嵌岩桩的不同承载特性及桩侧摩阻力和桩端阻力的规律性结果,能使桩基设计达到优化的目的。     

岩溶区桩基极限承载力有限元上限分析

根据上限有限元的基本原理,依托Matlab平台编制了有限元上限分析程序,将修正的Hoek-Brown屈服准则嵌入有限元计算程序中;引入参数k来表征溶洞存在对桩基极限承载能力的削减程度,探讨了土体自重、嵌岩深度、溶洞半径、桩与溶洞水平和垂直距离对桩基上限承载力的影响。结果表明:参数k随着土体自重、嵌岩深度、溶洞半径的增加而逐渐降低,随着溶洞与桩端水平距离、溶洞与桩端竖直距离的增大而非线性增大;从溶洞各参数对极限破坏模式的影响展开讨论,极限破坏模式主要有:溶洞顶板的冲切破坏,溶洞侧壁发生破坏,溶洞顶板冲切和侧壁的联合破坏,岩体的整体剪切破坏。最后,通过与无溶洞条件下桩端极限承载力对比,验证了该文所提方法的正确性。     

持力层为中风化泥岩单桩竖向承载力计算探讨

当基桩的持力层为中风化泥岩时,单桩竖向承载力究竟应该按嵌岩桩计算还是按摩擦桩计算比较合理,有一定的困扰。现通过一个工程实例,经过对比计算分析,得出如下结论:(1)当桩端持力层单轴饱和抗压强度frk≥5 MPa时,来自桩端的阻力要比桩侧阻力显著一些,基桩按嵌岩桩计算合理些。(2)当桩端持力层单轴饱和抗压强度frk≤4 MPa时,来自桩侧的阻力有时要比桩端阻力显著一些,基桩按摩擦桩计算更合理些。(3)上覆土层的性质和厚度,决定了桩周土侧阻力发挥作用的程度:若桩侧阻力占全部桩的总抗力的占比较大,宜按摩擦桩进行计算;若桩侧阻力占全部桩的总抗力的占比较小,宜按嵌岩桩进行计算。     

考虑嵌岩段侧摩阻力的溶洞顶板稳定性研究

为进一步完善岩溶区桩基荷载作用下的溶洞顶板稳定性评价方法,根据嵌岩桩荷载传递机理及溶洞顶板承载特点,建立了考虑嵌岩段侧摩阻力及溶洞顶板自重的简化计算模型。从抗冲切、抗剪切和抗弯拉3方面对溶洞顶板稳定性进行了分析。假定溶洞顶板发生冲切破坏时,会产生一个冲切圆锥台,取该圆锥台作为分析对象,并考虑冲切体自重的影响,对冲切破坏面上的最大、最小主应力进行了求解,同时引入格里菲斯准则,对溶洞顶板的抗冲切进行了验算。基于莫尔判据,对两种剪切破坏模式进行了验算:(1)桩端岩层发生剪切破坏,其破坏面由桩侧截面延伸至顶板底端;(2)溶洞顶板边缘岩层发生剪切破坏,其破坏面由岩层表面贯穿顶板边缘。根据弹性力学的变分法对溶洞顶板底面应力进行了求解。考虑到溶洞顶板底面中心处拉应力最大,则在抗弯拉验算中将该点作为验算点。将本研究所提方法用到某公路大桥的溶洞顶板稳定性验算中,并将验算结果与未考虑嵌岩段侧摩阻力的计算方法进行了对比。分析表明:嵌岩段岩层侧阻力占嵌岩桩设计荷载比值可达11.5%,这说明嵌岩段侧摩阻力占承载力比例较大,且随着嵌岩深度的增长,该比例将继续增大。因此,当嵌岩深度较长,岩石质量较好时,在实际工程中应适当考虑嵌岩段侧摩阻力的发挥。     

岩溶地质桩基自平衡静载试验研究

汝(城)郴(州)高速公路赤石特大桥主塔基桩桩径最大达3.1m,桩长最长达95m左右,属于超长大直径钻孔灌注桩,试桩所处的地质条件复杂,地下存在多处溶沟溶洞。采用自平衡测试方法进行试桩的静载试验和桩身轴向应力测试。基于实测数据,对桩的总承载力、承载特性、桩侧阻力以及桩端阻力进行了分析,可为类似地质条件下的超长大直径嵌岩灌注桩的设计提供参考。     

浅谈乐广高速公路桥梁端承桩的优化设计

结合乐昌至广州高速公路项目桥梁桩基的应用情况及目前桥梁桩基设计中存在的一些问题,通过对端承桩桩长及配筋的计算进行分析,对项目桩基和配筋进行优化,得出了刚性桩及柔性桩的嵌岩深度及桩基配筋的实用设计原则,为桥梁端承桩的设计提供了有益的借鉴.