预应力管桩基础在岩溶地区的应用

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在岩溶地区应用预应力管桩时，通常结合地质勘探结果，采用长螺旋钻引孔、冲击钻预处理溶洞等辅助措施，确保桩体穿越软弱层或溶洞区，嵌入稳定岩层，提高基础稳定性。同时，管桩施工过程对周边土体扰动小，有助于减少对岩溶结构的破坏。

工程实践表明，预应力管桩不仅能有效提高建筑物的承载能力和抗沉降性能，还能在一定程度上规避岩溶地质带来的施工风险，适用于高层建筑、桥梁、工业厂房等对基础要求较高的工程。但其应用仍需结合具体地质条件进行专项设计与施工控制，以确保结构安全可靠。

素。下面详细分析适用情况及不足之 处。 (1)当覆盖土层较厚，有较好（标 贯值大于25击）的持力层，基岩溶洞 发育，连续5m以上的微风化岩层埋深

较深时，若采用单根大直径钻孔摩擦桩 设计，土层的厚度又不够，若采用钻孔 支承桩，又必须穿过溶洞进行溶洞处 理，此种情况下最适宜采用管桩，设计 为群桩基础，如图1。

(2）当覆盖土层较薄，基岩溶洞发 育，连续5m以上的微风化岩层埋深较 深时，若采用单根大直径桩基就必须设 计为支承桩，因此桩基须穿过多层溶 洞。此时采用管桩，如果桩底不落在顶 层岩面，也会因覆盖土层过薄而使单桩 承载力过低，若把桩打到岩面又面临诸 多不利情况。可采用的措施是先把管 桩打到距岩面一定高度处，然后采用注 浆或高压旋喷等工艺把桩底到岩面的 土层加固到一定强度（通常可得到单 轴极限抗压强度5MPa以上的复合土 体），从而使管桩的承载力大为提高。 但是，在这种情况下应根据溶洞的发育 程度、溶洞的大小充填情况、顶层岩面

图1 溶洞区管桩基础构造图

的厚度及倾斜情况，谨慎考虑。通常一 个桩基须有两个以上的钻孔，如有条件 可通过物探等技术手段得到更为准确 全面的地质断面情况。如果顶层岩面 厚度较小，应同时加固桩底一定深度内 的溶洞，若此时上层溶洞为较大的空 洞，应结合其它方案进行分析比较。如 果顶层岩面过于倾斜，应考虑其它方 案，实际工程中因岩面倾斜而导致断桩 的情况并不少见。如果覆盖土层过薄 土质松软或为厚层的软土时，也不宜选 用管桩。如果覆盖层有土洞时应谨慎 选用。 (3)管桩基础的应用不仅受一定 条件的限制，且在实施和使用上也有一

些不利因素。首先，采用的管桩基础多 为群桩，桩基分布的范围较大，而通常 溶洞的分布非常复杂多变，这样就必须 增加勘察的力度；其次，管桩的施工机 械无论是静力压桩还是动力打桩都比 较笨重，不利于在交通条件差的地方使 用；再次，当管桩结合注浆或高压旋喷 时，可能使得费用难以控制，实际工程 中有一个基础注浆使用水泥上百吨的 情况；还有，管桩基础的抗震性能相对 要差。

预制预应力混凝土管桩有不同的 直径（常用40cm、50cm及60cm）、壁厚 和强度（分普通混凝土和C80以上的高 强混凝），使用时根据不同的设计承载 力要求选用。管桩常用的桩尖有十字 型、圆锥型和开口型，应根据地质条件 合理选用。管桩的平面布置尽可能采 用对称形式，并注意桩间的最小间距要 满足规范要求。承台的厚度按规范不 宜小于1.5m,其断面可根据管桩布置的 宽度采用等厚或变厚。管桩桩顶一定 范围内应采用混凝土填充中心的空洞， 并预埋连接钢筋，管桩应伸人承台15至 20cm。注浆或旋喷孔可布置在管桩四 周，也可利用管桩中心的空洞。 溶洞地区桥梁管桩基础的计算与 一般打人桩基础类似，注意合理选取 侧土的极限摩阻力、注意群桩效应，进 行承载力计算和桩身强度验算.若覆盖

层为厚层软土时注意水平承载力验算 和稳定验算。但是，当采用注浆或旋喷 加固的形式时，应注意桩底加固土体强 度的取值，首先，桩底土经注浆或旋喷 加固后，其强度受土的性质及施工控制 等因素影响较大；其次，当顶层溶洞顶 板厚度不大时，计算桩底部分的承载能 力时需考虑局部岩层的承载能力。对 于承台，应进行正截面抗弯强度的计 算、抗剪强度计算、冲剪和冲切验算。

管桩通常采用静力压桩机或动力 打桩机进行施工。静力压桩机因宜于 控制管桩的承载力，通常情况下为首 选，但是它比动力打桩机要笨重得多， 费用也要贵一些。动力打桩机相对要 方便一些，因而使用得更为广泛。采用 动力打桩机时应注意根据管桩桩径的 大小选用合适的锤重，Φ40的管桩通常 采用9吨锤，Φ60的管桩通常采用15 吨锤。动力打桩时的重点是控制好贯 人度，既要使桩基到达设计承载力，又 要避免桩基打到岩面上后出现桩身倾 斜、断桩或桩头破损等情况。贯人度应 通过试桩，结合PDA打桩分析仪进行 承载力测定（包括恢复系数）后确定。 管桩施工后应进行长度、垂直度、完整 性等方面的检测。 若采用管桩结合注浆或高压旋 的形式时，还涉及注浆和旋喷的施工。 浆液通常采用425#普通硅酸盐水泥，

水灰比1.0。浆液可根据需要添加水 玻璃，以加快凝固避免顺裂隙流失。注 浆工艺可采用袖阀管法进行渗透或劈 裂注浆。高压旋喷的压力通常要求大 于20MPa。加固土体通常在28天后进 行钻孔取芯检验jt／t 1377-2021 集装箱自动导引车，检验的主要内容包 括：整体性和均匀性、有效直径、垂直 度、强度、固结体的溶蚀和耐久性等。

岩溶地区桥梁桩基的设计与施工， 一直是让人头痛的难题，预应力管桩基 础在一定条件下是个不错的方案，近年 来在不少工程中有应用，但理论与经验 还不是特别成熟，希望本文的内容能对 设计与施工有所帮助。

“全国高速公路地基处理学术研讨会”征文通知

为了总结、交流高速公路地基处理工程勘 察、设计计算、施工技术、施工监理、现场监测、 施工机械以及理论研究方面的新鲜经验，中国 土木工程学会土力学及岩土工程分会地基处 理学术委员会、中国公路学会道路工程学会、 广东省交通集团有限公司、广东省公路学会、 江苏省公路学会和浙江省公路学会联合主办 “全国高速公路地基处理学术研讨会”。会议 将于2005年11月在广州举办，会议由广东省 航盛工程有限公司承办。现将会议论文征集 工作有关事项通知如下： 1、征文范围：新建、改建、扩建高速公路的 (1)地基处理勘察、设计、施工等。 (2)地基处理试验、监测（包括工后监测）、 检测等。 （3）地基处理理论研究、数值分析等。 (4)地基处理施工工艺、施工机具等方面 的新发展。 (5)涉及地基处理的其他方面。 2、征文要求：应征论文应未在国内外刊物或 论文集上发表。论文字数请控制在6000～10000 字。论文格式请参考《岩土工程学报》杂志，来稿

中国土木工程学会土力学及 岩土工程分会地基处理学术委员会 2005年2月