浅谈岩溶地区桥梁桩基设计和施工技术

田明

【摘 要】现代桥梁的建设工程已经十分普遍，桥梁桩基施工技术也在工程的建设实践中得到了很大的提高，对于桥梁的桩基的设计、施工工艺、关键技术等都有了许多进步，但是在岩溶地区的施工，面对的极为复杂的地质情况，在该地区进行的桥梁桩基施工与一般地区有所区别，也会面对很多问题。本文通过分析高速公路施工中岩溶地区桥梁桩基遇到的问题，提出相应的施工方法及施工的技术，通过实践，总结岩溶地区桥梁桩基施工过程控制，提出施工技术的具体应用。

【关键词】岩溶地区；桥梁桩基；施工技术；探讨

前言

我国幅员辽阔，地质情况复杂多变，在西南、中南地区，岩溶现象普遍存在，给桥梁基础施工带来了较大的困难。岩溶根据其发育强度，可分为强烈发育，中等发育，弱发育，微弱发育4种，在岩溶强烈发育区，主要表现为大型暗河，廊道及较大规模的溶洞。因此在岩溶地区桥梁施工技术中，需要对这些高度重视。本文就其施工技术进行简要介绍。

一、岩溶地区桥梁桩基施工流程

（一）桩形及各种参数的确定。在进行装樁基施工前应先将桩基的各种参数进行确定，如桩长度、截面面积、以及桩形等。桩形的确定需要对施工地区的地质情况进行准确的勘探，对其有整体的把握，并把施工条件、施工设备甚至气候条件等因素作为参考的指标，综合考量。一般熔岩地区桥梁桩基选用较为广泛的桩形是钻孔灌注桩胡人工挖孔桩。施工地区地下水状况对周边环境及施工质量影响不大，且排水较为简单时，可以选择人工挖孔桩。其他参数，如装长度，对其有直接影响的因素为桩基顶部直接承受压力的地基土层。因地质条件的特殊性，该类地区的桥梁桩基一般需要嵌入岩层内部，但是需要把握嵌入的深度，深度过大可能会破坏地基的结构。桩截面面积的大小则需要按照施工前选定的桩形及设计要求进行设定，承台底面的标高也应根据桩基截面的情况预先设定[2]。

（二）桩的数量和位置排布

1、桩的数量。桩的数量可以使用以下公式进行计算：，式中F表示作用于桩基的垂直方向作用力的设计值，单位为kN；G表示承台和位于承台上方土层的重力，单位同样以kN表示；R表示每一根桩基垂直方向所承受外力荷载的设计值[3]。在偏心受到压力的情况下，如果桩基的偏心距是一定的，桩基按照一定的规律排布后，所有桩基的横截面组成一个规则或者不规则的形状，该形状的中心点与其所受的所有荷载合力的着力点位置一致时，上述公式依然能适用。但是，如果不属于上述情况时，应在使用上述公式计算出数量的基础上，增加15%～20%，桩数的具体数值，由还需要对每个桩所受的作用力进行计算来确定。在计算该作用力时，可以将每一个桩的横向承载力相加，作为桩基的横向承载力。在上述两种作用力中取较大的值来初步确定桩的数量。

2、桩的位置排布。桩位置的排布应该遵循在整个桩基中，每个桩的外力荷载大小、方向基本一致，其所受的所有荷载合力的着力点位置应与整个桩基形状的中心点保持在同一个点上，或无限靠近。因此，桩的位置可以排成三角形、规则的方形、或者梅花形等，较为稳定的形状。

3、桩的中心距。桩的中心距一般高保持适中。距离太大或太小，都对桩基的受力情况及承载力造成一定的影响。中心距离太小时，无法将每一个桩的承载力最大的体现出来，且会阻碍施工；中心距离太大时，所需承台较大，不利于控制成本。如果该工程选择的桩形为不扩底钻、挖空灌注桩，通常情况下，中心距应为设计方案中桩的直径的2.5倍；如果选择的是扩底钻、挖孔灌注桩，则中心距应是设计方案中扩大顶端的直径的1.5倍[4]。

（三）桩端地基岩石的稳定性。岩溶地区的桥梁桩基，其地基岩石的最低厚度为应是桩直径的3倍，并应高超过3米。如果在施工中，遇到截面面积广阔的溶洞，还需要计算其抗弯的强度是否达标。对于其基岩有凌空面的情况时，应将凌空面受到荷载作用力后位置的移动作为考量的指标之一。

（四）承台。在进行承台的设计时，可以参考普通地区桥梁桩基承台的设计标准，其大小应根据桩基的形状来决定，并保障机能方便施工，又能很好的控制造价成本。

二、相关注意事项

桥梁桩基技术已经日趋成熟，但是在点对岩溶地区复杂的地质条件，还是存在一定的困难，在是施工的过程中也有需要注意的问题，如施工地点存在面积较大的溶洞、有凌空面、桩形选择等，具体分析有以下几点：

①整体把握地形勘探对于施工现地区的地质条件、处于何种发育阶段、溶洞的面积、容积、形态、地下水位、活动规律等，都需要认真勘查，对该地区的地质情况有充分的了解及掌握，才能在设计施工时正确的选择桩形、准确计算桩数及合理排布桩的位置[5]；

②岩溶走向岩溶的走向路线上，其强烈发育的特征可以安全表现出来，如溶洞数量多、裂缝分布密集、石芽出现频率也很高，还区域内的基岩的岁外力的承载力也相对较小且不稳定，在设计施工时，应将该情况充分考虑进去，扩大每个桩的底面积，能够有效的提高该路线上基岩的承载力；

③嵌岩深度因岩溶地区的基岩结构不稳定，在嵌岩时不可过深。如果岩石质地较硬，嵌岩的深度则应保持在50cm左右；如果岩石质地较软，则嵌岩的深度应维持在85cm左右。如果井孔很深会给施工带来许多困难，如施工空间小、条件有限制，如果利用爆破技术进行嵌岩作业，则会对该地区整体的地质结构造成破坏。

三、总结

面对岩溶地区复杂的地质状况，应根据溶洞体积、容积、地表覆盖层厚度、软土的位置等实际情况及时调整施工方案，如在地表没有覆盖层或者覆盖层不深的情况下，可使用先下钢材再成桩的方式进行施工；而在覆盖层深度较大承载力偏小的情况下，应按照先成桩再下钢的顺序进行施工。

岩溶地区的地质较为复杂，施工环节较多，工程量大，在施工的过程中会遇到很多的实际问题，相关人员应在做好地质勘探工作，充分掌握该地区的地质分布状态、发育程度，进行整体分析，全面把握。施工的全过程都应严格按照一定的犯规进行，管理者也应做好现场控制，从各个方面做好工程的质量控制。

参考文献：

[1]袁龙星.岩溶地区桥梁钻孔桩施工技术[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2011（02）：221-222.

[2]李刚，杨峰.浅谈厚覆砂层岩溶地区桥梁钻孔桩基础施工工艺[J].中国西部科技.2010（05）：16-18.

[3]韦清江，刘根.大型桥梁深水基础类型及其特点[J].四川建筑，2008，（5）.20-24

[4]张浩.岩溶地区桥梁桩基施工技术浅议.黑龙江交通科技.2010.10：19-22