岩溶地区桥梁工程勘察与设计分析

邰昌智

摘要：中国人多地广，岩溶分布也相对普遍，当桥梁基础项目属于岩溶区时，一定要在施工前把地质勘察工作做好，为施工设计、施工安排提供可靠、安全的地质资料和设计根据。本文经过对岩溶地区桥梁项目地基的繁杂状况实施分析，提出了岩溶地区桥梁项目勘察和设计中的一些实用有效的技术措施。

关键词：地质勘察；岩溶区；桥梁；设计

1 岩溶区地质勘察

通常而言，调查与评价岩溶地区项目建设条件的项目地质勘察，能分为4个阶段：首先，选址阶段：对岩溶与土洞的发育情况与产生条件进行初步的查明，对其危害程度与发展趋势作出判断，初步评价场地的稳定性与建筑适宜性。其次，初步勘察阶段：对岩溶与土洞的分布、发育程度与规律进行查明，依照场地稳定性与建筑适宜性实施项目地质分区，为建筑物总平面布置供应根据。再次，具体勘察阶段：对建筑场地内或对建筑物有影响的地段各类岩溶与土洞的部位、形态、埋深、大小、洞隙中充填物的物理力学特点、地下水条件等进行查明，对地基稳定性进行评价，为设计、施工与地基处理供应参数。最后，施工勘察阶段：针对某一地段或还要查明的问题实施补充勘察评价。

2 岩溶地区桥梁项目的勘察技术措施

勘察技术方法的关键内容就是项目勘察的技术人员经过其本身的知识深度与广度，和其对于项目勘察每一个专业之间技术交流、内部沟通的了解状况，还有对于本身的技术发展趋势与技术服务目标的熟悉程度，从而在岩溶地区遭遇到重大或繁杂的桥梁项目勘察工程时可以判断出要经过什么勘察技术方法和措施来处理其所遭遇的技术难题。能够说岩溶地区桥梁项目勘察为项目勘察专业也提出了许多相关的新研究课题，所以简单死抱着传统的项目勘察技术和其设备与措施已经不能再满足时代的要求，而项目勘察技术的进步也是无法阻挡的时代趋势。

某高速公路特大桥为典型的覆盖型岩溶桥梁，全长约11.5km。这特大桥桥址区上覆第四系黏性土与砂类土，相对厚的覆盖层，下伏地层以奥陶系和寒武系石灰岩、泥质灰岩、泥灰岩为主，一些段落分布有第三系砾岩、泥岩和石炭系石灰岩、泥灰岩、泥岩等。存在可溶性岩石，为这区域岩溶的发育提供先决条件。而地下水频繁活动，加大了水力坡度，加快流速，对这区域岩溶充填情况和覆盖层稳定也有非常大的影响。岩溶区域地质勘察使用物探测试和地质钻探相结合的勘探技术，地质钻探用物探指导，实施地质钻探与物探的互相验证，从而使勘察精度提高。这特大桥勘察使用了电阻率法、电磁波 CT、井中地质雷达、全景钻孔摄像、地震波CT 等几种方法实施测试研究，对场区岩溶的规律性有必然反映。因为受地形、地质特点的限制，一些岩溶段落地面物探探测采电阻率法、地震法不能实施或不理想的物探结果。这桥岩溶勘察在物探测试基础上，使用地质钻探，部分辅以钻孔摄像和钻孔雷达测试的形式，实施了几种方法的互相验证，提升了岩溶勘察精度，对桥址区岩溶发育的特征与分布状况进行查明。参照表1分析，这特大桥岩溶发育以中等～强发育为主，一些弱～微弱发育。

3 岩溶地质桥梁桩基设计原则与要点

对地勘资料进行充分研究，对岩溶情况有清晰的认识，科学优化初步设计的基础方式，尽量使用大而短的群桩基础，防止触碰溶洞，扰动通过几年地质作用已趋于稳定、平衡土体的应力状态，避免岩溶和地基处理时对四周环境和原有岩土体形成新的问题，从而使施工难度增加，使工期拖延，投增加资。

结合地质资料，桩基受力大小，桩基长度依照摩擦桩预估，依据预估桩长确定桩底标高与持力层来对桩基受力性状进行认真分析，假如溶洞埋深大，樁底位于岩土层，离溶洞间距远，桩侧摩阻力占总的承载力比重大，那么正常桩长依照摩擦桩计算，正常选取容许承载力相对高的岩土作为持力层，这种设计和普通地质桩基设计没有什么差异，应该没有什么困难。在岩溶地质中2种常见的状况是，预估桩基时，桩底一定要进入某一层溶洞，溶洞埋深浅，溶洞顶板薄，不可以确保桩基充足的嵌岩深度，或者，密集的溶洞，而且呈串珠状分布，足够厚的稳定完整基岩埋置又非常深，设计桩基不能到达稳定基岩，这2种状况，桩基能使用摩擦桩设计，这时要关注的问题是一定要对溶洞实施压浆或抛填片石处理，并让其密实而且具备一定的强度，计算时不能思考所穿过的岩层顶板的侧摩阻力，由于其受力不清楚，溶洞填充物的土层参数指标依照打折取用，并合理的提升安全系数，以策安全。

假如预估桩底标高已经到达稳定的饱和单轴抗压强度最少8MPa的基岩时，桩基依照嵌岩桩设计，并依据岩层的倾斜度，思考最少3D 的嵌岩深度。桩底位于溶洞顶板或穿过几层溶洞后还不能穿过全部溶洞一定要置于某一相对厚的溶洞顶板上时，假如溶洞顶板裂隙发育，依照摩擦桩计算； 假如顶板完好，桩基依照嵌岩桩设计，设计时不能考虑穿过的岩溶层的侧摩阻力，把其视作安全储备，而且思考到裂隙水的后期溶蚀功能对岩层的不稳定性与岩溶裂隙的影响让桩底清孔不能彻底、岩层整体承载力低等现实状况，岩石强度一定要依照低于7折取用，并控制桩端支撑力比例相对小； 穿过的小溶洞一定要压浆加固处理，大溶洞处理不了的，施工时使用内护筒穿越，不思考其摩阻力，除此以外，也一定要思考最少3D的嵌岩深度，并依照有关文献的方法验算溶洞顶板的稳定性，并且要依据顶板倾斜状况，确保桩基不发生桩底半边受力来选取最小的溶洞顶板厚度，并确保不小于3D而且不小于5m。还建议依照摩擦桩检验其容许承载力，综合这些原因后，对桩长与桩底标高进行确定。施工图说明一定要写明施工前实施超前钻、加钻、补钻并和设计资料比较，对桩基沉渣厚度进行控制，使用可靠方法探明桩底以下8m区域的桩底岩层情况，并要由专业人士验证桩底岩石质量，如果有异常及时告知设计单位，便于调整； 说明中写明大面积施工前一定要试桩检验，验证使用的计算参数是不是合理，承载力是不是符合设计，同时为选取合适施工方法与施工工艺做准备，此外，需要施工先实施桩长相对长的桩，以对相对短的桩施工时起到支护作用； 依据施工经过中发生的情况，对设计参数进行及时调整，进行动态设计，对保证项目建设质量也是必要的。

4 结语

总体而言，在实施岩溶区桥梁项目施工以前，针对桥梁地质实施超前钻探，以详细的地质勘察数据来保证岩溶区桥梁的可靠性，所以，在岩溶地区建设桥梁项目时，做好施工前期的勘察和设计工作，对于确保桥梁的项目质量起着非常关键的作用。

参考文献：

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