岩溶区嵌岩端承桩桩端承载力探讨.pdfVIP

维普资讯 第8期 广东土木与建筑 NO．8 2007年8月 GUANGD0NGARCHIICTURECIVILENGINEERING AUG20o7 岩溶区嵌岩端承桩桩端承载力探讨 彭功勋 陈水龙 雷 金 钟 涛 (广州市政工程设计研究院 广州 510060) 摘 要 ：对岩溶地 区嵌岩端承桩与下伏溶洞的空间关系及基岩的可能破坏状态进行 了分类 ．在此基础上探讨 了 不同情况下基岩承载力的计算方法。 关键词 ：岩溶 区；嵌岩端承桩；溶洞；承载力 广州地 区西北部分布着大量的灰岩 ．并夹杂有 根据下伏溶洞相对于嵌岩桩的位置及其大小 ． 炭质灰岩、炭质页岩、泥灰岩和砂岩等，有时灰岩与 本文将它们的空间关系划分为4种：①垫脚型：溶洞 上述岩层呈互层状产出。在地质历史上．该区曾遭 位于嵌岩桩正下方，其直径小于桩端直径；②承托 受到近东西向的构造挤压作用而形成一系列北北东 型 ：溶洞位于嵌岩桩正下方 ．其直径大于桩端直径 ： 走向的断裂．最大 的为东侧的广从断裂：珠江位于该 ③半承 型：溶洞部分位于嵌岩桩正下方，桩端下局 区西侧 ．白云山位于其东侧。也就是说．该区域既有 部为完整基岩；④侧伏型：桩端截面正下方为完整基 有利于形成岩溶的地质基础 即纯灰岩 ．又有形成岩 岩．但在桩端 45~冲切角附近存在溶洞。 溶必要的水文环境即白云山汇集的泉水和珠江水． 还有合适的水力作用通道即断层破碎带 ．因此其岩 2 应力状态特征和破坏机理 溶现象较为发育 随着广州市城区的迅速扩张．该区域 已成为又 嵌岩桩与下伏溶洞的空间关系不同．桩端下卧 一 城市中心区，新 白云国际机场 、机场高速路 、白云 基岩的应力状态特征和破坏机理也各不相同 具体 新城、白云国际会展中心、地铁以及大量的高档住宅 情况见表 1 小区、商业区都分布在该区域．建设过程中与灰岩溶 需要说明的是．将垫脚型的应力状态视为对称 蚀现象相关的工程问题层出不穷 ．在相 当程度上成 状态是近似的．仅 当溶洞恰位于桩中轴线正下方且 为城市发展的拦路虎。其中，因嵌岩端承桩桩端基 自身形状对称时才是真正对称 当其形状为空心圆 岩下潜伏溶洞而导致废桩、加大桩长 、移桩 、补桩等 球或空心椭球时，呈三向对称应力状态：当其形状为 带来的损失动辄 以十万、百万计。 横卧空心圆柱时．可简化为一种典型的双向对称应 为了更慎重地对待废桩、加大桩长等问题 ．本文 力状态．即小孔平面应变状态。 对下伏溶洞情况下嵌岩端承桩与下伏溶 洞的空间关系、基岩的可能破坏状态 、嵌 岩桩端承桩桩端承载力计算等问题进行 探讨 ．以期对嵌岩端承桩下的溶洞对桩 端承载力 的影响有一个更全面的认识。 (a)垫脚型 (b)承托型 (c)半承托型 (d)侧伏型 图 1 嵌岩桩与下伏溶洞的空间关系示意图 1 嵌岩端承桩与下伏溶洞的空间关系 表 1 各种空间关系类型下基岩的应力状态特征和破坏机理 嵌岩桩与下伏溶洞 的空间关系不 同，其相互作用也存在差异 ，溶洞引发的 破坏形式亦有区别 ，基岩承载力也不同， 因此区分嵌岩桩与下伏溶洞的空间关系 侧伏型 小孔非对称 溶洞周边局部应力集中形成裂隙．扩张后破坏 是研究溶洞对桩端承载力影响的基础。