巖溶地區嵌巖樁處理的幾點認識

摘 要:近些年隨著經濟和交通的迅猛發展，國家對基礎設施建設的投入也在逐步加大，工程范圍也在不斷拓寬，當遇到在巖溶地區修建鐵路、公路或橋梁時，巖溶地區嵌巖樁處理技術就顯得尤為重要，本文結合工程實踐從理論分析和試驗模擬的角度談談筆者幾點粗淺的認識。

關鍵詞:巖溶嵌巖樁

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

1 分析巖溶地區巖體特征

1.1 灰巖巖性指標

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

1.2 現場溶洞分布規律分析

通過對現場下伏溶洞洞跨情況分析與統計，方便設計時對溶洞的穩定性與樁基承載力設計值進行合理的驗算，對整個工程起指導作用。統計部門根據實踐中得到的大量的數據和資料，對巖溶發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計情況。

溶洞洞跨分布接近正態分布: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分布關系，尤其是4.1～8.0m中間分布尤為集中，在總數中占比超過了一半，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用與研究，根據樁基持力層巖石風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軟質巖石的樁劃分為軟巖嵌巖樁，同樣的嵌入高于30MPa硬質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 研究巖體結構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，當樁端，樁側為不同硬度巖石時，通過變化樁端下巖石參數(Eb)，研究成層巖體對嵌巖樁承載變形性狀的影響。

根據計算結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)。根據表2中數據，以為橫坐標，為縱坐標做出兩者關系圖像如圖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Eb/Er= 0.5時，端阻僅僅承擔16.5%的總荷載。

此外，樁端巖性的強弱也影響著樁側阻力的大小和分布，研究發現樁端巖性相對變硬時，樁側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 巖體破損狀態影響

實際上，嵌巖樁承載性狀受到樁側圍巖的破損狀態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，應該引入巖體結構性參數(微、中、強風化分別取1.0、0.7和0.3)，用巖石的彈性模量乘以該系數以描述巖體處于不同結構性時的力學強度，有限元計算模型如圖3所示。

4 巖溶地區嵌巖樁樁基處理實例

巖溶地區樁基處理方法必須是經過對現場進行詳細的勘察與調查分析之后，結合工程地質條件和具體的施工要求進行選擇，大多數情況特別是當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量為前提，結合工期和工程成本，合理地選擇處理方案。

5 結語

國內從20世紀90年代開始，嵌巖樁在灰巖區的工程施工中得到了廣泛應用和研究，國內外對其工程應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，期待各位同仁的關注，達到發展和完善嵌巖樁理論并很好應用的目的。

參考文獻

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