巖溶地區(qū)嵌巖樁處理的幾點認識

摘 要:近些年隨著經(jīng)濟和交通的迅猛發(fā)展，國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入也在逐步加大，工程范圍也在不斷拓寬，當(dāng)遇到在巖溶地區(qū)修建鐵路、公路或橋梁時，巖溶地區(qū)嵌巖樁處理技術(shù)就顯得尤為重要，本文結(jié)合工程實踐從理論分析和試驗?zāi)M的角度談?wù)劰P者幾點粗淺的認識。

關(guān)鍵詞:巖溶嵌巖樁

中圖分類號:P58文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(a)-0098-01

1 分析巖溶地區(qū)巖體特征

1.1 灰?guī)r巖性指標(biāo)

巖溶地質(zhì)作為一種在我國分布較廣、危害較大的特殊的工程地質(zhì)條件。工程施工前必須通過對巖溶地區(qū)巖體進行鉆探取樣并進行室內(nèi)試驗，除了得到灰?guī)r的成分和特征外，還要得到現(xiàn)場灰?guī)r的巖性指標(biāo)。然后進行巖性指標(biāo)數(shù)據(jù)的分析，筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)，大多灰?guī)r的密度較大，變化小，而灰?guī)r的各項強度參數(shù)值波動幅度較大，特別是拉壓比與抗壓強度極值相差較大，因此需根據(jù)不同地段的實際巖體特性進行具體的設(shè)計，為保證工程的安全性，一般取低值較為合適。

1.2 現(xiàn)場溶洞分布規(guī)律分析

通過對現(xiàn)場下伏溶洞洞跨情況分析與統(tǒng)計，方便設(shè)計時對溶洞的穩(wěn)定性與樁基承載力設(shè)計值進行合理的驗算，對整個工程起指導(dǎo)作用。統(tǒng)計部門根據(jù)實踐中得到的大量的數(shù)據(jù)和資料，對巖溶發(fā)育路段溶洞情況進行細致的分析，得到了如表1所示的溶洞洞跨分布統(tǒng)計情況。

溶洞洞跨分布接近正態(tài)分布:兩頭少、中間較為集中，如果作出直方圖則能直接反映出正態(tài)分布關(guān)系，尤其是4.1～8.0m中間分布尤為集中，在總數(shù)中占比超過了一半，達到了59.8%。

2 對嵌巖樁的認識

嵌巖灌注樁作為一種特定的樁基類型，它從20世紀90年代開始得到了廣泛應(yīng)用與研究，根據(jù)樁基持力層巖石風(fēng)化程度和單軸極限抗壓強度，具體的嵌入新鮮巖塊飽和單軸極限抗壓強度低于30MPa軟質(zhì)巖石的樁劃分為軟巖嵌巖樁，同樣的嵌入高于30MPa硬質(zhì)巖石的為硬巖嵌巖樁。

嵌巖樁的嵌巖深度受到基巖承載力和單軸飽和抗壓強度，極限側(cè)摩阻力，上部覆蓋層厚度，巖體與嵌巖段樁體接觸面的粗糙程度度等因素影響，因此，必須對這些因素進行綜合考慮來確定最大和最佳的嵌巖深度。

3 研究巖體結(jié)構(gòu)性對嵌巖樁承載變形性狀影響

3.1 巖體承載性狀影響

可以通過數(shù)值模擬計算來反映巖體成層性對嵌巖樁承載性狀的影響，計算模型如圖1所示:具體的計算，當(dāng)樁端，樁側(cè)為不同硬度巖石時，通過變化樁端下巖石參數(shù)(Eb)，研究成層巖體對嵌巖樁承載變形性狀的影響。

根據(jù)計算結(jié)果進行荷載傳遞分析，如表2所示為，，外荷載接近極限荷載4MN時的計算結(jié)果(為樁身混凝土彈性模量大小為，為樁身直徑，為樁端荷載，為嵌巖深度)。根據(jù)表2中數(shù)據(jù)，以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)做出兩者關(guān)系圖像如圖2所示，對比分析表2和圖2可以看出:在其它條件一樣的情況下，樁端巖石越硬，端阻所占總荷載的比例也越大，反之則越小，如表中當(dāng)Eb/Er= 0.5時，端阻僅僅承擔(dān)16.5%的總荷載。

此外，樁端巖性的強弱也影響著樁側(cè)阻力的大小和分布，研究發(fā)現(xiàn)樁端巖性相對變硬時，樁側(cè)阻力平均值有逐漸減小的趨勢，還需要計算不同嵌巖深度時，成層巖性對樁頂、樁端沉降影響。

3.2 巖體破損狀態(tài)影響

實際上，嵌巖樁承載性狀受到樁側(cè)圍巖的破損狀態(tài)的影響也是不能忽略的，考慮到巖體不同深度破損程度的影響，應(yīng)該引入巖體結(jié)構(gòu)性參數(shù)(微、中、強風(fēng)化分別取1.0、0.7和0.3)，用巖石的彈性模量乘以該系數(shù)以描述巖體處于不同結(jié)構(gòu)性時的力學(xué)強度，有限元計算模型如圖3所示。

4 巖溶地區(qū)嵌巖樁樁基處理實例

巖溶地區(qū)樁基處理方法必須是經(jīng)過對現(xiàn)場進行詳細的勘察與調(diào)查分析之后，結(jié)合工程地質(zhì)條件和具體的施工要求進行選擇，大多數(shù)情況特別是當(dāng)單樁荷載較大及巖層埋深較淺時采用大直徑的嵌巖灌注樁較多。在具體的工程施工中，通過具體的分析，以不影響安全和工程質(zhì)量為前提，結(jié)合工期和工程成本，合理地選擇處理方案。

5 結(jié)語

國內(nèi)從20世紀90年代開始，嵌巖樁在灰?guī)r區(qū)的工程施工中得到了廣泛應(yīng)用和研究，國內(nèi)外對其工程應(yīng)用及嵌巖樁特性的理論研究均有大量的報道。然而我們在具體施工中還存在一些模糊的認識，為此本文就嵌巖樁理論研究粗淺地談了幾點筆者自己的觀點，期待各位同仁的關(guān)注，達到發(fā)展和完善嵌巖樁理論并很好應(yīng)用的目的。

參考文獻

[1] 張建新.嵌巖樁承載變形性狀及優(yōu)化設(shè)計方法研究[博士學(xué)位論文D].北京:中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))，2003.