时间：2013-11-29 分类：交通运输
摘要：我国幅员辽阔拥有多种地貌形态，根据不同的地貌特质分析其对桥梁桩基的不利因素，在这一基础上才能有针对性的确定最佳的桩基处理和设计方案，本文对沿海淤泥软土质，山区岩溶质与高原冻土质进行了分析并在施工与设计需要注意的方面提出了建议。
关键词：桥梁桩基 设计 地质地貌
一、不同地质的特点及处理对策
1、淤泥软土质沿海
(1)地形特质
软土是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土，如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等\"。如我国珠江三角洲地区软土主要有西北江、东江在珠江口受内海岸浪流及潮汐水动力作用逐渐淤积而成，其厚度一般在几米到几十米不等，土层多为含水丰富的淤泥、淤泥质土及细粉沙。该土质的特点是承载力低、受载荷后变形大、时间效应明显。在此地区桥梁桩基施工与设计不利因素表现为
①在淤泥层厚、流沙层、入岩深度大的复杂地质条件下，钻孔施工难度更大。
②在灌注桩成桩后桩侧的软弱土体在自身或外力作用下固结、塑性屈服和流沙将会引起侧向流动，进而对桩基施加侧压力，这种侧压力足以使较大尺寸的桩产生变形甚至破坏
(2)处理措施及设计对策
①细心勘察，查清场地水文地质情况，确定最佳地基处理和基础设计方案。包括了解工程区的地形地貌特征、岩土性质、产状与分布概况，不良地质现象概况，地下水类型和分布概况，区域稳定性和历史地震背景和震情。查明海水的侵入范围、咸水与淡水的分界面及其变化规律;潮汐对地下水动态的影响。只有认真研究地质资料，以数据说话，才能设计出切实可行的基础方案。例如如淤泥质土、暗塘等，若此类地质没有被发现，会使新建的建筑物和构筑物发生严重下陷、倾斜或开裂。
②浅层软弱地基及不均匀地基可采用换土法，挖除淤土层，换填砂土、灰土、粗砂、砾石、片石、卵石等提高软土地基强度，换填土相对来说造价高，但可以节省工期。当淤土层较厚，难以大面积进行深处理时，可采用打桩的办法进行加固处理，根据深度不同可选用砂桩或石灰桩，打预制管桩至硬土层，设承载桩台、打灌注桩至硬土层，设承载桩台、打悬浮桩等方法。 [1]
③采用合理的桩基础。在该地区基础设计时应少使用钻孔灌注桩，预制桩。由于软土的特殊性质，钻孔灌注桩，经常会出现一些缩径、断桩、桩身孔洞和\"烂桩头\"等质量问题。在潮汐地区，灌注砼时桩孔易坍孔;预制桩的承载力由桩端承力和桩侧摩擦力组成，由于软土不易固化，降低了桩的侧摩擦力，使桩在工程使用中不安全。沉管灌注桩基础是沿海软土地区好的基础设计形式，桩设计承载力和施工成桩质量均好控制，对于沉管桩较能保证质量的桩长范围为Φ400mm在16m以内，Φ500mm在18m以内较合适，桩距最好在4d左右。
2、山区岩溶地质
(1)地形特质
我国有大面积地区为山区、丘陵地貌。并且随着我国的经济发展和西部大开发，对山区的桥梁建设研究成为必然且具有重要意义。在道路桥梁施工中，岩溶地区是山区的施工难点之一。岩溶地区稳定性不够，承载力低、易变形及处理难度大等难点，岩溶地质条件下，钻孔灌注桩施工极易发生漏浆、穿孔、卡锤、掉锤、梅花孔等施工事故，影响工程质量，溶洞对桩基施工与设计的不利影响主要表现在①溶洞的走向不明,加上施工超前钻只能在桩位以外进行地质层的揭示,,勘探资料无法提供准确的地质分布状况,造成施工中极大的盲目性。 ②容易坍塌的深厚覆盖层在快速漏浆的情况下得不到有效的保护,因而,一旦孔内泥浆迅速泄露,容易造成孔壁坍塌事故。③无法保证孔壁的强度和稳定性; 孔内水头的稳定④施工的周期较长,原因有孔深度较大、该区域进入溶洞后岩石的强度较高及穿过溶洞时需反复进行堵漏等[2]。
(2)针对这些危害的特点应在以下方面进行防范与改善，
①在初勘阶段,地质部门就应采用钻探与物探相结合, 桩基施工前,对桩基穿过石灰岩地层的溶洞分布情况,探明设计桩位与溶洞的关系，在钻孔过程中仔细核对地质情况,随时检查钻进机具和孔位。
②岩溶地区桩基施工,必须根据不同的地质条件遵循相应的处理原则
对于封闭的比较小的溶洞,采取注浆措施，投料时振动钢管,以防止堵塞。对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等,冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用,保证泥浆不流失,使钻孔顺利通过岩溶区。对于上覆土层较厚、地下水较丰富的摩擦桩,采用钻孔法为宜。当钻进到达溶洞顶板时,冲击钻头操作要平稳,尽可能少碰撞孔壁,并减少冲程悬距,按一定比例投入黄土和片石来封堵,防止漏浆。对于设置护筒的,护筒要及时跟进接长,并采用冲锤挤压,封堵溶洞附近的溶沟裂隙。对于嵌岩桩,当嵌岩不深,且需穿透溶洞时,应采用冲抓锥或冲击实心锥为宜。由于岩溶发育的不规则,在桩基成孔过程中,很容易造成卡孔和偏孔塌孔,所以在石灰岩溶蚀段的成孔过程中,应以小冲程冲进,勤用探孔器探测钻孔的垂直度,发现偏孔,及时处理。
③岩溶地区的岩石裂隙发育,赋存丰富的裂隙水和岩溶水,桩基施工可能会出现渗水、漏浆,桩底沉淀土难以清除,在设计中应不计桩尖抗力的作用,以策安全。#p#分页标题#e#
在岩溶发育地区应根据岩溶发育和分布的规律,认真勘测、综合分析、全面比较、精心组织设计与施工,并加强检测,确保桥梁安全。
3、高原冻土地区
(1)地形特质
冻土区桥梁桩基础施工过程中，产生的热量，回传到周围的多年冻土中，破坏冻土的稳定冻结状态。尤其是混凝土灌注桩中的水化热会给稳定的冻土带来很大的热扰动，可能会导致冻土的冻结强度降低，致使桩的承载力严重下降，直接影响施工进度。加之冻融作用，会产生各种工程病害，这一因素是影响多年冻土区工程结构物尤其是桥梁工程稳定性的重要因素。
(2)冻土区桩基注意事项
①施工准备:首先测量放样，定出基础各桩的桩位。桩的纵横允许偏差≤±5cm，并在桩的前后左右设置护桩，以供随时检测桩中心和标高。钻孔场地布置尽量以填代挖，以减少对原地表开挖引起的热扰动。钻机底座下发动机散热部分宜铺设聚苯乙烯泡沫塑料隔热板，以减少对地基土的热侵入。测量控制桩设置在稳定土层或基岩上，用混凝土包裹防护，埋入冻土层的控制桩跨冻融季节使用时，埋深≥2倍的天然上限，桩周回填粗粒土，以防冻融引起桩位变动[2];
②旋挖钻在冻土地区施工基本为干法成孔,不需配备其它料具。只是当遇有较大的冻结层上水或冻结层下水时,需向孔内投放稳定液或泥浆,利用钻机旋转产生的离心力将稳定液或泥浆挤入孔壁进行护壁,此时,也不需要单独的造浆系统。
③埋设护筒:护筒除保护孔口，使钻孔作业正常进行外，还应将护筒埋入冻土上限以上一定深度，并按设计要求外表面涂以渣油，成桩后不拆除护筒，以减少外表面的亲水程度，减小冻土对桩基础上拔力。这一措施有效地降低了冻土对桩基础抗拔力的载体。
二、注重地质勘探合理设计才能保证桥梁质量
桥位工程地质勘察工作非常重要，它将为设计部门提供真实的工程地质数据，以便正确、合理、经济的设计。若设计部门或业主为了节约资金，减少了勘察工作量，极易造成不能真正揭露桥位不良工程地质问题或不能全面查明桥位工程地质条件。从而需要变更设计造成的施工困难和经济损失，设计是一项工程的生命，尤其是基础工程，一旦出错，铸成损失就无法挽回。工程地质勘察工作是设计和施工的基础，如勘察工作不到位，不良工程地质问题不能揭露发现，既使上部构造的设计、施工达到优质也不免遭受破坏。桥梁设计只有与工程地质条件相协调、相适应，工程建成后才可以满足预期的工程设计效益，加强工程地质勘察工作，在桥位设计中是至关重要的一个环节，在桥梁设计过程中，加强勘察工作力度，发现相关问题及时处理，是保证工程设计质量和工程效益的关键。
三、结束语
没有牢靠的基础，桥梁的安全使用就无从谈起。只有对不同场地地质详细勘察，精心设计，反复研究，根据不同的工程性质和地质特征，比对方案，采取最佳处置办法，才能设计出安全、合理、经济的桥梁桩基。
参考文献：
[1]沿海桥梁桩基检测及其病害分析.中国桥梁网，
[2]孙立斌.内蒙古地矿勘查开发局115地质队
[3]浅谈冻土地区桥梁桩基础特性及其施工技术.中国桥梁网，
