考慮坡度效應(yīng)的溶洞型水平受荷樁離心試驗研究

中圖分類號：U443 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract：To studythe horizontal bearing characteristics of bridge pile foundations in the developed karst area with steep slope，the effects of slope changeson the ultimate bearing capacity of pile foundations，pile bending moment，and soil resistance on the pile side under the action of horizontal loadon the pile foundations are investigatedby using the centrifugal model test with the highway project as the basis，when the pile foundation thread through the karst caveand is located in the steepslope areas.Theresultsshow that the horizontal ultimate bearing capacityof the pile foundation decreases with the increasing foundation slope.For slopes less than 30^° ，the horizontal ultimate bearing capacity of thepile foundation isreduced byless than 10% ，whereas for slopes greater than 30^° ，the horizontal ultimate bearing capacity of the pile foundation and the horizontal displacement of the pile toparesignificantly affected.The pile bending moment first increases graduallyand then decreases gradually to zero along the direction ofburial depth，and the decay rate is maximum in the embedded rock layer.The maximum value of thebending momentappearsin therangeof2.5 to5 times thepile diameterfromthe topof the pile.Asthe slope increases，the maximum value of the pile bending moment gradually increases and the position of the maximum bending moment gradually moves downwards.The soil resistance on the pile side increases and then decreases to zero along the depth of the pile foundation.The maximum soil resistance appears within2.5 to 5 times the pile diameter from the piletop.With the increase of load，the depth of the maximum soil resistance of the pile side gradually moves down.The soil resistanceon the pile side under diferent foundation slopes showsthe smallpattern infrontofthe pileandthe largeonebehindthe pile，andthediference insoilresistanceisconcentrated in therange of 2.5 to 5 times the pile diameter from the pile top.

Key words：karst area;pile foundation;slope effect;centrifugal test;bearing mechanisn

山區(qū)高速公路建設(shè)中，不少路段的橋梁樁基會直接設(shè)置在陡坡地段，當(dāng)樁身穿過溶洞時會形成陡坡-溶洞-樁基-巖土體相互作用的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系．與平地橋梁樁基相比，陡坡段樁基的受荷機(jī)理更為復(fù)雜，樁基礎(chǔ)不僅要承受上部結(jié)構(gòu)的組合荷載，還要承擔(dān)來自坡體的側(cè)向土壓力.陡坡樁基周圍土體分布不對稱，樁前坡體臨空面對樁基的約束薄弱，使得樁側(cè)摩阻力在一定深度內(nèi)不能充分發(fā)揮，且樁基兩側(cè)地基土抗力差異顯著[1-4].樁身溶洞范圍內(nèi)巖體缺失還導(dǎo)致樁側(cè)土抗力削弱，與常規(guī)樁基相比，溶洞的隱蔽性和填充情況的復(fù)雜性使得穿過溶洞的陡坡橋梁樁基在設(shè)計計算方面存在諸多不確定性[5-9].

針對陡坡地段樁基礎(chǔ)的水平承載特性，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的相關(guān)研究.王園園等研究了橋梁基樁與邊坡的相對位置及加載方式兩個因素對基樁水平極限承載力、樁頂位移和樁身彎矩的影響.楊超煒等[設(shè)計了不同地基坡度時基樁在水平循環(huán)荷載作用下的模型試驗，探究了樁頂偏轉(zhuǎn)角、樁身彎矩及地基反力等水平循環(huán)響應(yīng)特性.Zhao等[12]通過引入Winkler地基理論，建立了樁-土-邊坡系統(tǒng)的力學(xué)模型及樁的平衡微分方程.Fu等[13]通過模型試驗和數(shù)值模擬研究了陡坡橋梁樁基的樁身彎矩、樁周土壓力和樁身位移等抗側(cè)性能，給出了抗滑樁的優(yōu)化位置.尹平保等14設(shè)計了四組不同坡度下的基樁水平靜載模型試驗，建立了地基水平抗力比例系數(shù)與坡度之間的關(guān)系式.上述研究均就陡坡對樁基水平向受力特性影響展開了研究.在溶洞的影響方面，馮忠居團(tuán)隊[15-17]通過現(xiàn)場試驗和室內(nèi)模型試驗研究了巖溶區(qū)橋梁樁基的承載特性.張乾青等8建立了樁基穿越溶洞時不同溶洞半徑、不同溶洞位置和不同樁徑的有限元模型，由此提出了無填充溶洞型樁基承載特性的設(shè)計方法.蔣武軍等基于指數(shù)荷載傳遞函數(shù)提出了大型溶洞回填體樁基的荷載-沉降曲線的計算方法，分析了回填體和樁基參數(shù)對曲線的影響.雷勇等20根據(jù)尖點突變理論提出了穿過單層溶洞樁基屈曲臨界荷載的計算方法，并通過不同溶洞高度的室內(nèi)模型試驗進(jìn)行了驗證.Wang等2通過建立數(shù)值模型研究了地震作用下受溶洞影響的樁基荷載傳遞機(jī)理，分析溶洞頂板的長度、厚度等因素對樁基水平承載力的影響.Liang等[22通過正交試驗分析了溶洞距樁端距離、樁前和樁下溶洞跨高比等參數(shù)與橫向極限承載力之間的相關(guān)性.

已有的研究大多僅考慮了陡坡或溶洞單一因素對樁基承載特性的影響，而陡坡-溶洞共同作用下嵌巖樁的承載機(jī)理尚缺乏研究.陡坡段穿越溶洞的樁基礎(chǔ)在水平荷載作用下的樁身彎矩、樁側(cè)土抗力極值等問題也沒有明確定論，設(shè)計時對相關(guān)參數(shù)的取值大都依靠工程經(jīng)驗[23-24].針對陡坡樁基或巖溶樁基承載特性的研究方法主要包括現(xiàn)場試驗、模型試驗、理論及數(shù)值模擬等，采用離心模型試驗的研究還比較少.理論研究的適用性及數(shù)值模擬的真實性有待商榷，現(xiàn)場試驗受施工條件限制開展困難，與常規(guī)室內(nèi)試驗相比，離心模型試驗按照相似比將原型尺寸縮小 n 倍，通過將離心加速度提高至 ng 來補(bǔ)償因縮尺造成的自重或應(yīng)力損失，在減小工作量的同時，可保證模型與原型的自重或應(yīng)力水平一致[25-26].針對目前研究內(nèi)容和方法上的不足，以高速公路位于陡坡地段且樁身穿過溶洞的橋梁樁基礎(chǔ)為工程依托，采用離心模型試驗，探究地基坡度對樁基礎(chǔ)的水平極限承載力、樁身彎矩、樁側(cè)土抗力的影響規(guī)律，以期為陡坡巖溶區(qū)橋梁樁基水平承載力設(shè)計提供指導(dǎo).

1工程概況

廣那高速公路五岔庫4號大橋橋址區(qū)位于陡坡地段，其右幅2號橋墩為雙圓柱墩配圓樁基礎(chǔ)形式，樁身穿越溶洞.樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注混凝土成樁技術(shù)，施工過程中溶洞先用黏土片石水泥回填密實，再進(jìn)行鉆孔.靠近道路中心線的1號樁基礎(chǔ)的樁長為20m ，樁徑為 2m ，樁基位置處地層分布從上到下依次為粉質(zhì)黏土層和中風(fēng)化灰?guī)r層.溶洞位于樁底以上 1.5m 處，洞高 4m ，洞跨為 6m ，樁基礎(chǔ)與陡坡和溶洞的相對位置如圖1所示.

圖1陡坡-溶洞-樁基礎(chǔ)的相對位置（單位：m）Fig.1 Relative position of steep slope-cave-pile foundation（unit：m）

2模型試驗設(shè)計

2.1離心機(jī)參數(shù)

試驗采用長安大學(xué)TLJ-3土工試驗離心模型機(jī)，如圖2所示.最大容量為 60g?t ；加速度范圍為 10g～200g ，加速度為 100g 時，最大載重為 600kg 加速度為 200g 時，最大載重為 300kg. 離心機(jī)的有效半徑為 2m ，模型箱有效容積的長為 700mm ，寬為360mm ，高為 500mm

圖2TLJ-3離心模型機(jī) Fig.2 TLJ-3 model centrifuge

2.2模型試驗相似關(guān)系

離心模型試驗的粒徑效應(yīng)要求模型尺寸與最大粒徑之比大于23，邊界條件要求模型和箱壁之間的距離 B 與模型尺寸 b 之比大于3，最小樁距要求樁周土體影響范圍為12倍樁徑，由此確定模型比尺 n= 100，即離心試驗加速度為 100g^[27-29] .基于土工模型試驗相似準(zhǔn)則，采用方程分析法推導(dǎo)出離心模型試驗各物理量的相似關(guān)系，如表1所示.

表1離心模型試驗各物理量相似關(guān)系

Tab.1 Centrifugal model testsimilarityrelationship forallvariables

2.3模型制備

原型樁基采用C30混凝土，彈性模量為 30GPa 業(yè)根據(jù)模型試驗相似關(guān)系，試驗?zāi)Ｐ蜆哆x用封底的鎂鋁合金管.樁長為 240mm ，樁基入土深度為

200mm ，土外預(yù)留 40mm 用于安裝加載裝置.萬能試驗機(jī)測得模型樁的彈性模量為 4.6×10¹⁰Pa ，變形相似率要求模型樁與原型樁抗彎強(qiáng)度一致，即滿足式（1），計算得模型樁外徑為 20mm ，內(nèi)徑為 15mm 在樁表面粘薄層砂漿來模擬樁土接觸的粗糙度，模型樁如圖3所示.

別為模型樁與原型樁的 彈性模量; D_mΩ，d_m 分別為模型樁的外徑與內(nèi)徑； 分別為原型樁的外徑與內(nèi)徑.

圖3樁基和溶洞模型

模型土層包含上、下兩層，上層用粉質(zhì)黏土模擬覆蓋層，下層為包含溶洞的巖層.原型地基土層參數(shù)如表2所示，模型土樣按照含水率、重度、壓縮模量指標(biāo)配置，試驗所需土樣一次性制備完成并密封儲存，以保證不同工況組中巖土體的物理力學(xué)指標(biāo)相同.溶洞所在位置的巖層采用質(zhì)量配比為水泥：石膏：土：水 =0.8：0.5：1：1.1 的材料配制，通過三軸試驗測試養(yǎng)護(hù)后標(biāo)準(zhǔn)試件的彈性模量，模型地基土層參數(shù)如表3所示.模型土參數(shù)的測試過程如圖4所示.

表2原型地基土層參數(shù)

Tab.2Prototype foundationsoil parameters

模型試驗考慮最不利情況，不計溶洞內(nèi)填充物對樁基承載力的貢獻(xiàn)，將溶洞簡化為立柱空腔.采用高為 40mm 、跨度為 60mm×60mm 、板厚為 2mm 的有機(jī)玻璃箱來模擬，箱體上、下表面預(yù)留直徑為20mm 的孔.其剛度與模型樁、巖層相比相差很大，具有輕薄、低強(qiáng)、穩(wěn)定的特點，在試驗中僅起到固定溶洞形狀的作用[16，如圖3所示.

表3模型地基土層參數(shù)

Fig.3Models of pilefoundationandcave

圖4模型地基土層參數(shù)測試Fig.4 Model foundation soil parameters test

2.4試驗工況

模型試驗采用激光測距儀測量樁頂?shù)乃轿灰疲渑c樁基的相對位置關(guān)系如圖5所示.為保證應(yīng)變片的存活率，將模型樁沿徑向?qū)Π肫书_，在樁基內(nèi)壁對稱布置BA120-5AA型應(yīng)變片，引線由樁身內(nèi)部向上引出.在樁基外壁布置YB-120型土壓力盒，引線由樁身外壁向上引出，傳感器布置位置如圖6所示.

圖5激光測距儀布置Fig.5Layout of laser rangefinder

溶洞高度為 40mm ，跨度為 60mm 時，坡度分別為 0^°，30^°，45^°，60^°，75^° 的模型試驗工況示意圖如圖7所示.模型箱采用分層填土，每層不超過 5cm 當(dāng)填筑高度達(dá)到樁底標(biāo)高時，定位模型樁再逐層填土，當(dāng)填筑高度達(dá)到溶洞底部標(biāo)高時，將溶洞模型套人樁基再繼續(xù)填土.每填筑一層，用尺檢查樁基的平面位置，及時糾正偏差，確保樁身鉛直.完成裝箱后，通過削坡形成試驗設(shè)計的坡度.將模型箱吊入離心機(jī)室并布設(shè)水平向加載裝置，在加載平臺逐級加力，通過滑輪傳導(dǎo)實現(xiàn)在樁頂施加橫軸向外力，每級荷載為39N.離心機(jī)加速度達(dá)到 100g 后，保持 8min 再施加下一級荷載，待每級荷載穩(wěn)定后記錄各測點應(yīng)變和土壓力值.

圖6應(yīng)變片和土壓力盒布置（單位： mm ）

3試驗結(jié)果分析

3.1樁基礎(chǔ)承載力分析

因模型試驗結(jié)果數(shù)量級很小，為了更好地與實際工程中樁基的承載力對應(yīng)，根據(jù)表1離心模型試驗各物理量相似關(guān)系，將試驗結(jié)果換算為實際工程對應(yīng)的數(shù)量級.在樁頂逐級施加橫向荷載，分析溶洞高度為 4m（2 倍樁徑），跨度為 6m （3倍樁徑）時，地基坡度變化對樁基水平承載力的影響規(guī)律，得到樁基 F-y 曲線如圖8所示.根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTG3363—2019），樁基礎(chǔ)水平極限承載力取樁頂位移為 6mm 時對應(yīng)的荷載值.

樁頂位移是樁基礎(chǔ)位移的典型代表，由圖8可知，隨樁頂荷載逐漸增大，樁基礎(chǔ)沿水平荷載方向產(chǎn)生變形，水平位移隨之增大.在相同荷載作用下，當(dāng)坡度逐漸增大時，樁基礎(chǔ)產(chǎn)生的水平位移增大.以樁頂荷載 1950kN 為例，與水平地基相比，坡度為 30^° /45^° ！ 60^° ！ 75^° 時，樁頂位移增幅分別為 17.49% 、

圖7坡度變化工況示意圖（單位： mm ）

圖8樁頂 F-y 曲線Fig.8 Pile top F-y curves

58.95%.91.44%.116.75% 可見坡度小于 30^° 對樁基的水平位移影響不明顯，坡度大于 30^° 后對其變形影響顯著.

定義 β 為地基坡度對水平極限承載力的減幅，按照式（2）計算：

式中： F₀ 表示平地樁基的水平極限承載力； F_i 表示不同地基坡度下樁基的水平極限承載力.

不同地基坡度下樁基的水平極限承載力與水平極限承載力減幅變化規(guī)律如圖9所示.由圖9可知，隨著坡度增大，樁基的水平極限承載力逐漸降低，而極限承載力的減幅逐漸增大.坡度為 0^°，30^°，45^° 、60^° 及 75^° 時，樁基水平極限承載力分別為933.05、850.79、742.98、598.30與 467.81kN. 與水平地基相比，極限承載力減幅分別為 8.82%，20.37%，35.88% 與 49.86% .文獻(xiàn)[30]中 45^°、60^°、75^° 陡坡樁基的水平極限承載力減幅分別為 18.8%，30.1%，39.4% ，可見與僅有陡坡作用相比，陡坡段穿過溶洞樁基礎(chǔ)的水平極限承載力顯著減小.當(dāng)坡度小于 30^° 時，坡度對樁基水平極限承載力的減幅小于 10% ，坡度大于 30^° 后，減幅近似直線式增大.其原因是隨著坡度增大，樁基外側(cè)土體缺失程度增大，無法提供足夠的土抗力，從而導(dǎo)致水平承載力降低.

圖9坡度對樁基水平極限承載力的減幅 Fig.9Amount of reduction on the horizontal ultimate bearing capacityof pilefoundations

3.2樁身彎矩分析

樁身截面彎矩可通過式（3）計算.

M=EIε/r

式中： E 為模型樁彈性模量； I 為截面慣性矩； ε 為同一深度處測點兩應(yīng)變數(shù)據(jù)的平均值； r 為樁基內(nèi)徑的一半.

不同地基坡度下，樁頂荷載逐級增加時的樁身彎矩如圖10所示，彎矩以樁后受拉為正.由圖10可知，當(dāng)坡度一定時，樁身彎矩隨荷載增大而逐漸增大.不同荷載作用下，樁身彎矩沿樁基入土深度均呈現(xiàn)先增大后減小的變化規(guī)律，且在溶洞內(nèi)彎矩的減幅小于周圍嵌巖部分，樁端嵌巖層內(nèi)彎矩的衰減速度最大，樁端的彎矩值幾乎為零.這是由于樁頂受水平荷載時，樁土相互作用下樁身產(chǎn)生協(xié)調(diào)變形，此時樁身發(fā)生撓曲，樁身彎矩逐漸增大；內(nèi)力向深部傳遞，進(jìn)入巖層后樁身受到的約束增強(qiáng)，樁身彎矩隨之減小；而溶洞范圍內(nèi)由于巖土體缺失，樁基幾乎沒有受到約束作用，彎矩減幅降低；樁端由于巖層的嵌固作用，且傳遞到樁端的水平荷載減弱，樁身變形幾乎為零，樁身彎矩也幾乎為零.

以樁頂荷載 1950kN 為例，分析地基坡度變化對樁身彎矩分布的影響，如圖11所示.由圖11可知，不同坡度下的樁身彎矩沿樁基埋深方向均先增大后減小.當(dāng)坡度從 0^° 增大至 75^° 時，樁身彎矩最大值逐漸增大，分別為 64.62、70.59、85.56、99.76、121.75kN?m 與水平地基相比，增幅分別為 9.24%，32.40%，54.38% 88.41% ，表明地基坡度對樁身抗彎性能有顯著影響，當(dāng)坡度 ?45^° 時，最大彎矩出現(xiàn)在距樁頂 5m 處，即2.5倍樁徑范圍內(nèi)，集中在淺層土中.當(dāng)坡度 gt;45^° 時，最大彎矩出現(xiàn)在距樁頂 10m 處，即5倍樁徑范圍內(nèi).可見隨地基坡度增大，彎矩最大值的位置逐漸下移.這是因為地基坡度越大，樁前土體缺失越嚴(yán)重，樁身約束作用越弱，水平受荷樁的撓曲變形加劇，導(dǎo)致樁身彎矩增大.地基坡度越大，淺層土所能提供的土抗力越小，水平荷載只能向下傳遞，彎矩最大值的位置自然也越深.

3.3樁側(cè)土抗力分析

不同地基坡度時，樁頂荷載變化下樁前、樁后土抗力變化規(guī)律分別如圖12、圖13所示.地基土對樁基承載性能最直接的影響表現(xiàn)為土體的抗力.由圖12和圖13可知，隨著荷載增大，樁前、樁后土抗力均呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢.不同地基坡度下樁側(cè)土抗力變化規(guī)律基本一致，隨著樁基入土深度增加，樁前、樁后土抗力均呈先逐漸增大后逐漸減小的“gt;\"式變化，最大值出現(xiàn)在樁身深度 倍樁徑）范圍內(nèi).土抗力在溶洞范圍內(nèi)為零，在樁端處又小幅增大.

圖11坡度對樁身彎矩分布的影響

Fig.11 Effect of slopeonpilebendingmoment distribution

圖12樁前土抗力分布規(guī)律

這是因為施加水平荷載的初期，樁身發(fā)生撓曲變形，擠壓淺層樁周土，樁前土體受到擠壓產(chǎn)生抗力，此時主要由淺層土承擔(dān)水平外荷載.同時，樁后土體由于坡體產(chǎn)生的側(cè)向推力也會擠壓樁側(cè)產(chǎn)生抗力.隨著荷載逐漸增大，樁身撓曲變形增大，上層土達(dá)到屈服階段，且由于陡坡的存在，樁前土體更易達(dá)到屈服.此時荷載繼續(xù)向下傳遞，下層巖土體的抗力開始發(fā)揮.隨深度增加，坡面的削弱作用逐漸減小，所能發(fā)揮的土抗力逐漸增加[30-32].因此，隨荷載增大，樁側(cè)土抗力最大值出現(xiàn)的位置逐漸下移.由于溶洞空腔不能提供土抗力，所以該范圍內(nèi)的樁周土抗力為零.樁基穿過溶洞到達(dá)樁端時，傳遞下來的水平荷載已經(jīng)很小，因此，此處僅產(chǎn)生較小的土抗力.

不同地基坡度下，沿樁基埋深方向樁周土抗力變化可分為兩段：沿樁深達(dá)到最大土抗力之前的上段和達(dá)到最大土抗力之后的下段.上段的樁前、樁后土抗力均隨坡度增大而逐漸減小，下段的樁前、樁后土抗力均隨坡度增大而逐漸增大.這是由于坡度越大，樁前土體缺失情況越嚴(yán)重，樁側(cè)巖土體應(yīng)力釋放的程度越大，淺層樁前土體對樁的擠壓作用減弱，達(dá)到最大值時的土抗力值也越小.當(dāng)深度逐漸增大時，坡度效應(yīng)對樁前土體的影響越小，樁側(cè)土抗力的發(fā)揮程度逐漸增大.同時由于坡度增大，上層土承擔(dān)的荷載減小，下層土承擔(dān)的荷載增大，因而導(dǎo)致土抗力在下段隨坡度的增大而逐漸增大.

3.4樁前、樁后土抗力對比分析

以樁頂荷載 1950kN 為例，對比不同地基坡度下樁前、樁后的土抗力的大小，如圖15所示.由圖15可知，坡度為 0^° 時，樁前、樁后土抗力大小基本一致，大于 0^° 后，隨坡度增大，均表現(xiàn)出樁前土抗力小、樁后土抗力大的規(guī)律.且差異主要出現(xiàn)在樁身深度5～10m（2.5～5 倍樁徑）范圍內(nèi)，樁身下半部分土抗力差異不顯著.這是由于陡坡樁基一側(cè)巖土體缺失，樁前巖土體抵抗樁身擠壓變形的能力較弱，樁身協(xié)調(diào)變形時，樁前坡體無外側(cè)巖土體來分擔(dān)樁土相互作用力，而樁后巖土體可以向更外側(cè)傳遞樁土相互作用力，從而提供更大的水平抗力.隨著深度增大，傳遞到下層的水平荷載逐漸減小，且隨樁身到坡面水平距離不斷增大，陡坡效應(yīng)的影響也逐漸減小，加之樁身溶洞使得樁前、樁后土體缺失程度大致相同，因此，樁前、樁后土抗力差異減小[33-34].

圖14坡度對樁側(cè)土抗力分布的影響Fig.14Effect of slope on the distribution of soil resistance onthe pile side

圖15樁前、樁后土抗力對比 Fig.15Comparison of soil resistance in front of and behind the pile

3.5陡坡巖溶樁基水平承載機(jī)理

由上述分析可知，樁頂水平荷載作用主要由樁基自身剛度以及樁側(cè)土抗力來承擔(dān).樁基礎(chǔ)在水平荷載作用下發(fā)生傾斜位移，由于陡坡臨空面和溶洞的影響，樁前土抗力削弱，當(dāng)樁基長徑比較小時，陡坡-溶洞-樁基-巖土體系可能發(fā)生失穩(wěn)破壞.當(dāng)長徑比較大、荷載較小時，樁身產(chǎn)生撓曲來抵抗外荷載作用，隨著荷載逐漸增大，樁身變形增大，樁周產(chǎn)生土抗力來抵抗樁身變形.荷載繼續(xù)增大，樁周巖土體由彈性壓縮階段逐漸發(fā)展到屈服階段，當(dāng)荷載傳遞到溶洞段時，樁周約束缺失，無法提供土抗力，彎矩傳遞也受到影響.

由圖7（b）可知，陡坡坡度由 30^° 增大到 75^° 時，溶洞距離坡面線的距離逐漸減小，分別為 11.7D（D 為樁徑） .6.4D，3.3D，1D ，陡坡段穿過溶洞樁基礎(chǔ)的承載能力也在減小.當(dāng)樁身強(qiáng)度達(dá)到極限狀態(tài)或樁周巖土體達(dá)到屈服狀態(tài)時，樁基達(dá)到水平極限承載力，陡坡-溶洞-樁基-巖土體相互作用體系破壞.因此，陡坡段穿過溶洞樁基礎(chǔ)的水平承載能力主要取決于樁身強(qiáng)度、樁側(cè)土抗力、陡坡坡度以及樁身溶洞情況等.

4結(jié)論及工程建議

利用離心模型試驗，研究了位于陡坡地段且樁身穿過溶洞的樁基，陡坡坡度變化對樁基礎(chǔ)水平承載特性的影響.得出以下結(jié)論：

1）當(dāng)樁基礎(chǔ)穿過溶洞，且位于陡坡地段時，樁基礎(chǔ)的水平極限承載力隨坡度增大而減小.地基坡度小于 30^° 時，樁基礎(chǔ)的水平極限承載力減幅小于10% ，坡度大于 30^° 后，樁基礎(chǔ)的水平極限承載力和樁頂水平位移均受到顯著影響.

2）不同地基坡度下，樁身彎矩沿樁基埋深方向均先逐漸增大后逐漸減小至零，在溶洞處樁身彎矩減幅小于周圍嵌巖部分，在嵌巖層內(nèi)彎矩衰減速度最大.坡度增大時，樁身彎矩最大值逐漸增大，最大彎矩的位置逐漸下移，出現(xiàn)在距樁頂2.5～5倍樁徑范圍內(nèi)，設(shè)計中應(yīng)增強(qiáng)該深度內(nèi)樁身的配筋，

3）樁前、樁后土抗力沿樁基埋深均先增大后減小到零，在溶洞范圍內(nèi)土抗力為零.不同地基坡度下樁側(cè)土抗力均表現(xiàn)出樁前小、樁后大的規(guī)律，土抗力差異集中在距樁頂2.5～5倍樁徑范圍內(nèi).隨著荷載增大，樁側(cè)土抗力最大值的深度逐漸下移.隨坡度增大，樁側(cè)土抗力最大值逐漸減小，最大值出現(xiàn)在距樁頂2.5～5倍樁徑范圍內(nèi).

4）陡坡段橋梁樁基穿越溶洞時，應(yīng)充分考慮地基坡度及溶洞對樁基水平承載力的影響，加強(qiáng)彎矩最大值范圍內(nèi)樁身配筋設(shè)計.坡體對樁基約束不均勻?qū)е聵肚啊逗笸蹩沽Υ嬖诓町悾瑢Υ笥?30^° 的陡坡，必要時采用支擋結(jié)構(gòu)保證樁前坡體的穩(wěn)定性.采用回填或鋼護(hù)筒跟進(jìn)法處理溶洞，以減小溶洞對樁基礎(chǔ)承載的不利影響.

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