某高速公路岩溶桥基稳定性分析研究
发布时间：2022-01-21 11:04
随着经济的发展,我国交通基础设施建设越来越迅速。而铁路和公路的安全运行必须保证路基和桥基的稳定性,并确保在各种外部因素下,基础变形在允许的安全范围内。岩溶地貌形成的溶蚀洞缝近地表发育,具有一定的隐蔽性、复杂性、普遍性等特点,而塌陷的发生不能通过徐变检测,具有突发性,对于交通工程的安全运行和人的生命财产安全存在着巨大的威胁,这也是困扰岩溶区工程建设的一大工程问题。面积广、普遍分布是我国岩溶分布区的突出特点,且发育特征各不相同,在我国大力发展西部的背景下,对于卡斯特其地区的工程地质条件进行风险评估甚至更为重要。岩溶区的工程地质条件进行危险性评价就更为重要了,因此,研究区的典型的岩溶桥基进行稳定性评价就显得尤为必要了。本文首先针对研究路线,结合工程沿线的地理位置、气候条件进行了现场的地质调查,对工程的地层岩性、分析了含水岩组、地下水类型、地下水的补给径流和排泄在内的水文地质条件。其次是收集相关工程资料,分析近年来工程岩溶塌陷案例的诱因,并将其分为5种类型,结合调查数据分析,研究了塌陷形成机理和岩溶塌陷的模式,通过已有理论进行顶板的抗冲切、抗剪和抗弯验算。根据桥址区的土层和岩层性质及运用FLA...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究项目交通位置图
桂林理工大学硕士学位论文12第3章岩溶塌陷工程实例分析近些年来，工程建设中的岩溶塌陷频发，但诱因不一，本章将先分析研究区的工程地质模式，后分析典型的塌陷案例并划分不同类型。3.1岩溶桥基工程地质模式根据现有的勘察资料及周边工程资料，我们将本工程的岩溶桥基工程地质条件概化成如下模式（图3-1）。由于本高速改扩建工程的特点是新桥在原桥一侧加宽并建，就产生了一种极为特殊的问题，即新桥基冲（钻）孔桩施工，产生的振动等外在人为因素可能诱发岩溶塌陷，危及原桥和周围建筑物。诱发岩溶塌陷的条件如下：（1）基岩岩溶极为发育，地下岩溶管道联通性强，新桥揭露溶洞管道与原桥及周围建筑物相通。（2）岩溶管道通过一些开口与上覆松散土层相通，并产生土洞，或引起土层流失。（3）岩溶管道中溶洞地下水位低于施工泥浆返浆位，甚至低于河水位，从而造成大量漏浆，导致原溶洞管道水流状态变化，流速加快，浮力下降，产生真空吸蚀作用等。图3-1岩溶桥基工程地质模式示意图如上图所示，①为连通性溶洞，②⑦为原桥基，③为封闭性溶洞，⑤为周边建筑物基础，⑥为新桥基。在新桥施工在过程中，若①顶板打穿，揭露联通溶洞，必然引起漏浆并在开口处产生土洞，造成原桥基失稳，不及时处理，有可能引起周边建筑为的基础失稳，若原桥基坐落在完整的基岩⑦上，新桥施工引起的塌陷不会引起原桥基失稳。新桥基穿过封闭性溶洞时，由于内部封闭不会产生土层坍塌形成土洞，一般不会产生塌陷，对原桥基也不会产生影响。因此，在评判新桥桩基施工是否会对原桥产生危害时，还要掌握原桥的桥基详细状况。
桂林理工大学硕士学位论文133.2覆盖岩溶区工程施工诱发岩溶塌陷实例3.2.1基坑及人工挖孔桩抽水致塌型实例1：广东某高层建筑桩基施工诱发岩溶塌陷该建筑物为38层综合楼，采用直经3.4m、2.8m的人工挖孔桩和1.2m的冲孔桩共108根，均打入完整基岩。某挖孔桩工程地质特征如图7-2，覆盖层自上而下土和砂相间分布，最下一层为红色亚黏土，层厚不均匀，呈流塑状。基岩是岩溶化石炭系（C2+3）灰岩，发育溶洞，第四系潜水低于岩溶地下水位，具微承压性。挖孔桩施工至基岩面上部遇土洞，在抽水过程中，造成护壁破裂，桩孔周围坍塌。原图分析：桩孔基岩中有溶洞，基岩面之上发育土洞，并与溶洞相通，岩溶地下水位高于覆盖层地下水位，天然情况下对上覆土层有浮力顶托作用，施工抽水，使岩溶水位下降25～30m，形成反向水力坡降，上浮力消失，上部土体缺少下部支撑造成坍塌。图3-2广东某高层建筑挖孔桩工程地质剖面示意图3.2.2桩孔揭穿溶洞漏浆反向潜蚀致塌型实例2广州花都区某铁路大桥桩基施工诱发岩溶塌陷该桥位于广花盆地北部，覆盖层厚9～18m，由粉质粘土、细砂层等组成，基岩为石炭系岩溶化灰岩，发育多层溶洞，基岩面上发育土洞，设计桩深46m，已穿过4层溶洞，进入完整灰岩，细砂含水层为潜水，水位埋深6-8m（图3-3）。上部覆盖层水位高于下部岩溶地下水位。冲孔桩施工过程中，造成桩周围较大面积地面塌陷，塌坑深3-6m，掩埋钻具。
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩溶地区桥梁桩基静载试验受力性能研究[J]. 郑凯. 广东土木与建筑. 2019(01)
[2]覆盖型岩溶土洞泡沫混凝土复合地基模型试验研究[J]. 黄鹏,简文彬,洪儒宝,张少波,陈鸿志. 水利与建筑工程学报. 2018(06)
[3]泡沫混凝土充填技术在复杂岩溶空洞地基处理中的应用[J]. 罗承浩. 福建建设科技. 2018(06)
[4]铁路岩溶路基注浆引起地表位移与注浆效果评价方法[J]. 章定文,陈顺达,毛忠良,梁锴,王安辉. 东南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[5]岩溶塌陷形成机制与防治探讨[J]. 唐勇,梁承运. 居舍. 2018(32)
[6]超高层建筑岩溶群地基承载性能研究及处理措施初探[J]. 朱爱军,殷博. 建筑安全. 2018(11)
[7]广西某地区岩溶地面塌陷成灾机制研究[J]. 廖剑霖. 山东农业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[8]覆盖型岩溶土洞致灾过程的数值模拟与预测[J]. 苏添金,洪儒宝,简文彬. 自然灾害学报. 2018(05)
[9]利用机械钻孔注浆整治公路岩溶路基技术研究[J]. 乔宇. 建筑机械. 2018(09)
[10]论岩溶地区地基处理措施[J]. 李家定. 化工管理. 2018(22)
博士论文
[1]岩溶区基桩荷载传递机理及其竖向承载力研究[D]. 龚先兵.湖南大学 2018
硕士论文
[1]重庆涂山湖片区岩溶塌陷形成机制及危险性评估[D]. 杨培丰.重庆交通大学 2018
[2]黔张常高速铁路岩溶注浆强化地基沉降特性分析[D]. 薛玥.北京交通大学 2018
[3]山区高速公路岩溶地质路基工程施工安全风险评估研究[D]. 张伟.浙江大学 2018
[4]岩溶区基桩下伏溶洞顶板竖向承载机理及其试验研究[D]. 唐咸力.湖南大学 2016
[5]复杂溶洞地层中大直径桥桩基础的动力稳定性研究[D]. 刘治余.重庆大学 2016
[6]岩溶地基中不同模式的岩溶顶板的稳定性分析及应用研究[D]. 周斌.华南理工大学 2016
[7]瞬态瑞雷面波法评价岩溶路基注浆效果影响因素研究[D]. 韩丽娜.西南交通大学 2015
[8]基于注浆管幕法的岩溶路基加固机理与优化设计[D]. 刘秋宇.华东交通大学 2014
[9]桥梁桩基在岩溶地区的施工技术探究[D]. 李修虎.安徽理工大学 2014
[10]考虑岩溶区地基和基桩差异的桩基设计计算方法研究[D]. 何青相.湖南大学 2013
本文编号：3600142
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究项目交通位置图
桂林理工大学硕士学位论文12第3章岩溶塌陷工程实例分析近些年来，工程建设中的岩溶塌陷频发，但诱因不一，本章将先分析研究区的工程地质模式，后分析典型的塌陷案例并划分不同类型。3.1岩溶桥基工程地质模式根据现有的勘察资料及周边工程资料，我们将本工程的岩溶桥基工程地质条件概化成如下模式（图3-1）。由于本高速改扩建工程的特点是新桥在原桥一侧加宽并建，就产生了一种极为特殊的问题，即新桥基冲（钻）孔桩施工，产生的振动等外在人为因素可能诱发岩溶塌陷，危及原桥和周围建筑物。诱发岩溶塌陷的条件如下：（1）基岩岩溶极为发育，地下岩溶管道联通性强，新桥揭露溶洞管道与原桥及周围建筑物相通。（2）岩溶管道通过一些开口与上覆松散土层相通，并产生土洞，或引起土层流失。（3）岩溶管道中溶洞地下水位低于施工泥浆返浆位，甚至低于河水位，从而造成大量漏浆，导致原溶洞管道水流状态变化，流速加快，浮力下降，产生真空吸蚀作用等。图3-1岩溶桥基工程地质模式示意图如上图所示，①为连通性溶洞，②⑦为原桥基，③为封闭性溶洞，⑤为周边建筑物基础，⑥为新桥基。在新桥施工在过程中，若①顶板打穿，揭露联通溶洞，必然引起漏浆并在开口处产生土洞，造成原桥基失稳，不及时处理，有可能引起周边建筑为的基础失稳，若原桥基坐落在完整的基岩⑦上，新桥施工引起的塌陷不会引起原桥基失稳。新桥基穿过封闭性溶洞时，由于内部封闭不会产生土层坍塌形成土洞，一般不会产生塌陷，对原桥基也不会产生影响。因此，在评判新桥桩基施工是否会对原桥产生危害时，还要掌握原桥的桥基详细状况。
桂林理工大学硕士学位论文133.2覆盖岩溶区工程施工诱发岩溶塌陷实例3.2.1基坑及人工挖孔桩抽水致塌型实例1：广东某高层建筑桩基施工诱发岩溶塌陷该建筑物为38层综合楼，采用直经3.4m、2.8m的人工挖孔桩和1.2m的冲孔桩共108根，均打入完整基岩。某挖孔桩工程地质特征如图7-2，覆盖层自上而下土和砂相间分布，最下一层为红色亚黏土，层厚不均匀，呈流塑状。基岩是岩溶化石炭系（C2+3）灰岩，发育溶洞，第四系潜水低于岩溶地下水位，具微承压性。挖孔桩施工至基岩面上部遇土洞，在抽水过程中，造成护壁破裂，桩孔周围坍塌。原图分析：桩孔基岩中有溶洞，基岩面之上发育土洞，并与溶洞相通，岩溶地下水位高于覆盖层地下水位，天然情况下对上覆土层有浮力顶托作用，施工抽水，使岩溶水位下降25～30m，形成反向水力坡降，上浮力消失，上部土体缺少下部支撑造成坍塌。图3-2广东某高层建筑挖孔桩工程地质剖面示意图3.2.2桩孔揭穿溶洞漏浆反向潜蚀致塌型实例2广州花都区某铁路大桥桩基施工诱发岩溶塌陷该桥位于广花盆地北部，覆盖层厚9～18m，由粉质粘土、细砂层等组成，基岩为石炭系岩溶化灰岩，发育多层溶洞，基岩面上发育土洞，设计桩深46m，已穿过4层溶洞，进入完整灰岩，细砂含水层为潜水，水位埋深6-8m（图3-3）。上部覆盖层水位高于下部岩溶地下水位。冲孔桩施工过程中，造成桩周围较大面积地面塌陷，塌坑深3-6m，掩埋钻具。
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩溶地区桥梁桩基静载试验受力性能研究[J]. 郑凯. 广东土木与建筑. 2019(01)
[2]覆盖型岩溶土洞泡沫混凝土复合地基模型试验研究[J]. 黄鹏,简文彬,洪儒宝,张少波,陈鸿志. 水利与建筑工程学报. 2018(06)
[3]泡沫混凝土充填技术在复杂岩溶空洞地基处理中的应用[J]. 罗承浩. 福建建设科技. 2018(06)
[4]铁路岩溶路基注浆引起地表位移与注浆效果评价方法[J]. 章定文,陈顺达,毛忠良,梁锴,王安辉. 东南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[5]岩溶塌陷形成机制与防治探讨[J]. 唐勇,梁承运. 居舍. 2018(32)
[6]超高层建筑岩溶群地基承载性能研究及处理措施初探[J]. 朱爱军,殷博. 建筑安全. 2018(11)
[7]广西某地区岩溶地面塌陷成灾机制研究[J]. 廖剑霖. 山东农业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[8]覆盖型岩溶土洞致灾过程的数值模拟与预测[J]. 苏添金,洪儒宝,简文彬. 自然灾害学报. 2018(05)
[9]利用机械钻孔注浆整治公路岩溶路基技术研究[J]. 乔宇. 建筑机械. 2018(09)
[10]论岩溶地区地基处理措施[J]. 李家定. 化工管理. 2018(22)
博士论文
[1]岩溶区基桩荷载传递机理及其竖向承载力研究[D]. 龚先兵.湖南大学 2018
硕士论文
[1]重庆涂山湖片区岩溶塌陷形成机制及危险性评估[D]. 杨培丰.重庆交通大学 2018
[2]黔张常高速铁路岩溶注浆强化地基沉降特性分析[D]. 薛玥.北京交通大学 2018
[3]山区高速公路岩溶地质路基工程施工安全风险评估研究[D]. 张伟.浙江大学 2018
[4]岩溶区基桩下伏溶洞顶板竖向承载机理及其试验研究[D]. 唐咸力.湖南大学 2016
[5]复杂溶洞地层中大直径桥桩基础的动力稳定性研究[D]. 刘治余.重庆大学 2016
[6]岩溶地基中不同模式的岩溶顶板的稳定性分析及应用研究[D]. 周斌.华南理工大学 2016
[7]瞬态瑞雷面波法评价岩溶路基注浆效果影响因素研究[D]. 韩丽娜.西南交通大学 2015
[8]基于注浆管幕法的岩溶路基加固机理与优化设计[D]. 刘秋宇.华东交通大学 2014
[9]桥梁桩基在岩溶地区的施工技术探究[D]. 李修虎.安徽理工大学 2014
[10]考虑岩溶区地基和基桩差异的桩基设计计算方法研究[D]. 何青相.湖南大学 2013
本文编号：3600142
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