桃江县资江大桥桩基奠基标高控制

第３２卷第１期　２００６年３月　湖南交通科技　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２ｏｏ６　ＨＵＮＡＮ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　文章编号：１００８－８４４Ｘ（２００６）０卜０１　１４—０２　桃江县资江大桥桩基奠基标高控制　曹学文　（湖南省金衢交通咨询监理有限公司，湖南长沙４１０００８）　摘要：从保证质量、节约投资的角度出发，以桃江县资江大桥的施工为例，介绍了在桥址　地质情况较好的情况下，提高桩基奠基标高的控制过程。　关键词：桥；桩基；奠基标高；施工控制　中图分类号：Ｕ４４５．５５　文献标识码：Ｂ　０　前言　桥梁基础施工过程中，经常因为工程地质情况　的变化而使桩基奠基标高发生变化。如果实际地质　２０　墩两桩均有钻孑Ｌ控制，地质资料显示２０—１　（上游）桩发现破碎带，破碎带下界标高一２．７３　ｍ。　施工过程中，对２０—２　桩孑Ｌ在标高２０．００　ｍ、　１５．００　ｍ、１０．００　ｍ处分别取岩样各一组，其岩石饱　情况比原设计资料差，则为保证质量应加长桩基、降　低奠基标高。如果实际地质情况好，在保证质量的　情况下，也应从节约投资和加快工期的角度出发，提　高桩基奠基标高。　桃江县资江大桥位于桃江县城，为城市大桥。　施工过程中，根据桩基础实际开挖后的地质情况，对　主桥１９—１　、１９—２　、２０。２　桩基的奠基标高进行了变　和单轴极限抗压强度试验结果见表１。　表１　２Ｏ。２　桩岩石饱和单轴极限抗压强度试验结果　岩石名称及风化状态取样标高／ｍ饱和单轴极限摘压强度／ＭＰａ　更。本文主要对２０　墩桩基实际奠基标高的确定过　程及质量控制进行说明与分析。　３　施工与奠基标高情况　桩基施工时，２０　墩河床外露，河床顶面标高　３０．７０　ｍ，桩基采用人工开挖，在２０－２　桩开挖后的　１　工程概况　、　桃江县资江大桥南北向横跨资江，总长８６８．８８　ｍ，桥宽１６．５　ｍ，主桥设计为２×４０　ｍ＋５６　ｍ＋３×９０　ｍ＋５６　ｍ＋２×４０　ｍ预应力混凝土变截面连续箱梁，　引桥为南１３×１６　ｍ＋北７×１６　ｍ预制预应力空心　板。　桩孑Ｌ内量得岩层倾向２２５。，几乎垂直桥轴线，岩层　倾角７５。。　２０—２　桩基在标高２０．２０　ｍ以下岩石坚硬岩体　完整，进入微风化基岩层，采用爆破方式进展极慢。　因此，开始抽样送检、采集数据准备对其进行奠基标　高调整。　主桥主跨１６　一１９　墩桩径Ｄ３．０　ｍ，过渡跨１３　一２０—２　桩基在标高２２．９０ｍ处有一厚ｌ０—３０　ｃｍ　１５　、２Ｏ　一２２　墩桩径Ｄ２．５　ｍ。均采用双柱式桥　软化夹层偏出桩外，根据岩层倾向倾角计算，此夹层　正向偏向２０。１　桩孑Ｌ下部，深度差ｈ为：ｈ＝Ｌ×　ｔａｎ７５。＝６．８×ｔａｎ　７５。＝２５。３８　ｍ，即软化夹层在２０　。墩，每墩设计２根钻孔灌注桩基。主桥各墩２桩桩　心距Ｌ＝６．８０　ｍ。　２０　墩２桩基原设计奠基标高均为一１３　ｍ。　１　桩内标高一２．４８　ｍ时才偏出桩孑Ｌ，与地质资料破　２　工程地质条件　桥位区域覆盖层厚０．８—１５　ｍ不等，下伏硅化　砂质板岩，风化岩层厚５—３０　ｍ不等。岩层走向　２８０。一３２０。，与桥轴线方位角３１５。接近，倾角较陡。　收稿日期：２００５・１２—２１　作者简介：曹学文（１９７０一），男．工程师，主要从事路桥监理。　碎带下界标高一２．　７３　ｍ相差无几，故不对２０—１　桩　基奠基标高进行调整，开挖结果与计算相吻合。　２０。２　桩孔开挖至标高９．００　ｍ停止使用炸药，　采用人工风镐开挖０．５　ｍ（即标高８．５０　Ｉｌｌ时）已进　入微风化基岩１１．５０　ｍ，准备终孑Ｌ。对２０—２　桩基进　维普资讯 http://www.cqvip.com

１期　曹学文：桃江县资江大桥桩基奠基标高控制　１１５　行验算，拟定奠基于标高８．５０　ｍ，相对于原设计，桩　基标高的变更是及时合理的，也是非常成功的，对各　方都有很好的效益：　１）节约大桥投资６０多万元；　２）在保证质量的前提下加快了桩基施工进度，　减少了桩基施工难度。　基嵌岩深度有所变化，故主要验算变更后桩基嵌岩　深度能否满足设计荷载及基岩顶面弯矩要求。　１）根据嵌入基岩的单桩轴向受压容许承载力　公式进行承载力验算。　实际承载力：　尸＝（Ｃ１Ａ＋Ｃ２Ｕｈ）　（１）　５　质量控制　对于实际工程地质情况较好、提高奠基标高的　式中：Ｐ　０－２　桩基奠标高为８．５０　ｍ时极限承　载力ＭＮ；　Ｃ　、Ｃ２——根据清孑Ｌ情况，岩石破碎程度等因　素而定的系数，此处为安全考虑低　值Ｃ　取０．４，Ｃ２取０．０３；　Ａ——桩底横截面面积，ｍ　；　￡，＿～桩嵌入基岩部位的横截面周长，ｍ；　——桩嵌入基岩深度（不包括风化岩），Ｉ＇ｌｌ；　——天然湿度的岩石单轴极限抗压强度，　ＭＰａ，为安全考虑，此处取岩石饱和单轴　极限抗压强度数据更为有利，且取低值　６０　ＭＰａ。　按式（１）计算实际承载力得２８０　ＭＮ，而设计提　供２０・２　桩单桩理论计算荷载Ｐｓ为ｌ３．２４　ＭＮ。所　以极限承载力Ｐ远远大于设计对Ｐ　要求，此桩基　嵌岩深度满足设计承载力要求。　２）根据桩底嵌固设计，利用桩基应嵌入基岩中　的深度公式，验算在２Ｏ－２　桩基基岩顶面处的弯矩　是否能满足设计要求。　实际弯矩：　Ｍｕ＝０．０６６￣ＲＤｈ　（２）　式中：Ｍ　——奠基标高８．５０　ｍ时，基岩顶面处的弯　矩ＭＮ・ｍ：　口——岩石的垂直抗压强度换算为水平抗压强　度的折减系数，取０．５；　Ｄ——桩径．ｍ；　其余系数同上。　按式（２）计算实际弯矩得６５５　ＭＮ・ｍ，设计提　供的已综合各类因素及安全系数的基岩顶面处的弯　矩　为５００　ＭＮ・ＩＴＩ。因此　远大于　，所以桩　基嵌岩深度满足设计对基岩顶面处的弯矩要求。　经过以上计算可得，２０‘２　桩基变更后桩基嵌　岩深度能满足设计荷载及基岩顶面弯矩要求，决定　其奠基标高为８．５０　ＩＴＩ。　４　实际效应　桃江县资江大桥桩基础（主要是ｌ９　、２０　墩）奠　桩基施工，因缩短了桩基长度，减少了桩基埋深，应　慎重变更，严格控制好施工质量，可以遵循以下原则　进行质量控制。　１）要充分了解桥址场地的工程地质条件，桩孔　基岩风化程度、破碎程度、节理裂隙发育程度。本桥　因是人工开挖．对孔内岩层情况能直接观察了解。　若是钻孔桩，则要在钻进过程中密切注意孔内变化　的感应情况，依靠地质资料认真分析，作出科学判　断。当实际地质岩层完全能满足规范奠基要求时，　方可做出奠基的决定。　２）要及时取得试验数据，对不同层次的岩石进　行单轴抗压强度等试验，以便分析计算。　３）要及时取得相应设计数据对承载力及弯矩　等的要求，结合现场桩孔深度、岩石的试验数据进行　验算，在根据实际情况计算出的承载力及弯矩等完　全能满足设计要求时，才可确定其奠基标高，使桥梁　工程在安全使用方面做到万无一失。　４）奠基标高变更后，桩基施工时应严格按规范　施工。　５）桩孔的平面尺寸，不得小于桩的设计断面，　在浇筑混凝土时不能拆除的临时支撑及护壁所占面　积不应计入有效断面。成孑Ｌ过程中经常检查桩孑Ｌ直　径、平面位置和竖轴线倾斜情况，如有偏差随时纠　正。　６）桩孔施工应根据地质及水文地质情况，因地　制宜选择孔壁支护方案，并经过计算，确保施工安全　并满足设计要求。　７）孔内岩层爆破时，应专门设计，采用浅眼松　动爆破法，严格控制炸药用量并在炮眼附近加强支　撑，防止震塌孔壁。孔深大于５　ＩＴＩ时必须采用电雷　管引爆。终孔前０．５０～１．００　ｍ不宜使用炸药，采用　风镐等工具挖进，以免震松底部基岩。　８）桩孔达到奠基深度后，应进行孔底处理，必　须做到孔底无松渣、沉淀泥土等。　９）孔内无积水方可不采用水下灌注混凝土施　（下转第１３８页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

１３８　｝ＪＩ｜Ｉ●＿Ｉ　湖南通＿　交ｔｔ　～＿　．　一　科技　一ｌ　ｌ曩■　蟹　一　３２卷　Ｉ—＿量■　ｉＩ　一　中导坑法在开挖过程中其对隧道周边围岩影响要　大，尤其在拱顶处与隧道正中地表影响明显，从最终　的变位图来看也有这样的结论。图８为２种不同开　挖方式下最终位移云图比较。　Ⅱ、Ⅲ类浅埋段围岩采用三导坑法开挖，对于Ⅲ类深　埋段与Ⅳ类围岩采用中导坑先行法开挖。按照此思　路在本工程实际运用取得了很好的成功。此外，隧　道开挖时围岩应力还与支护时间和种类有关，在施　工过程中要根据实际测量的数据来调整支护参数，　般要加强监控量测的力度，这样会使得临时支护　一■一一　叠一一　一一一■　一　的费用提高，故本工程主要从开挖方案角度来考虑。　实际证明，这种开挖方案的选取是合理的，使得在工　程中工期得到了保证，并且由于工法合理选择，使得　临时支护的费用减少，使得工程造价更加经济。　５　结论　结论：　从上面的模拟结果和实践结果，可以得出如下　１）连拱隧道的开挖过程中，开挖工法的选取对　于其开挖过程的应力与变位有很大的影响，但对于　最终的状态影响不大。　２）在软弱地质中进行连拱隧道的开挖时，应以　选用三导坑法开挖为宜。有时为了加快进度，可采　用左右导坑错开５０　ｍ平行进行的方法。　３）在地质条件比较好的情况下，可以选用中导　坑先行法进行开挖　这样更加经济，并且保证进度。　参考文献：　［１］陈少华，李　勇．连拱隧道的结构分析［Ｊ］．中国公路学报．　２０００．１３（１）：４８—５１．　［２］潘昌实．隧道力学数值方法［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９９５．　［３］公路隧道设计规范［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９５．　［４］孙ａ】中导坑先行法　ｂ）三导坑法　钧．地下丁程设计理论与实践［Ｍ］．上海：上海科学技术出　杰，骆建军．吴波．地铁区间三连拱隧道施工地表沉降的　版社．１９９６．　豳８　２种不同开挖方式下最终位移云图比较　［５］张根据上面分析模拟的结果，在实际工程中，对于　数值模拟及模型研究［Ｊ］．隧道建设，２００５，２５（２）：３～６．　（上接第１１５页）　工。　高桩基奠基标高，减少桩基长度。从而可以在保证　工程质量的前提下．．节约＿丁程成本，加快施工进度，　降低施工难度。　参考文献：　［１］Ｊ＇ｒＪｏ２４・８５，公路桥涵地基与基础设计规范［Ｓ］　［２］ＪＴＪ０４１・２０００，公路桥涵施１＝技术规范［Ｓ］．　６　结论　通过对桃江县资江大桥桩基施工的实例分析，　在实际工程地质条件较好的情况下，采用试验等手　段取得现场数据，科学分析，认真验算，可以适当提