张志跃

(中铁七局集团第三工程有限公司，陕西西安710032)

1 工程概况

马家塘特大桥是昆明枢纽东南环线五个控制工程之一，是全线最长的桥，桥跨组成2[41×32+(40+64+40)+7×32+2×24+9×32］m，共有桩基472根，桩基深度最深64m，施工难度大。

段内不良地质为岩溶，特殊岩土为松软土、软土、膨胀土，施工中应采取相应措施确保施工安全。

2 桩基施工

主要施工过程是开挖表层人工土，然后进行钻孔，为了探明溶洞分布及发育程度，进行钎探，最后针对溶洞(裂隙)大小及分布情况采用以下处理方法。

2.1 岩溶处理

2.1.1 小溶洞处理方法

对洞口较小的洞隙，宜采用镶补、嵌塞与跨盖等方法处理。

2.1.2 大溶洞处理方法

对洞口较大的洞隙，宜采用梁、板等结构跨越。跨越结构应有可靠的支承面。梁式结构在岩背，也可采用浆砌块石等堵塞措施;石上的支承长度应大于梁高1.5倍，也可采用浆砌块石等堵塞措施。

2.1.3 交叉软弱地质处理方法

对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体，可采用灌浆加固和清爆填塞等措施。

2.1.4 裂隙、桩底注浆处理方法

为了查清裂隙、桩底的分布、形状、深度，以及它们的发育程度，可采用钎探的方法(采用钎探进行验槽，对查清土洞或塌陷的分布很有成效)。

应根据土洞在地基中所处的位置、土洞大小及形状、埋深、水文地质条件等，综合采取处理措施。

(1)挖填法:清除洞内软土后，铺填块石，上做碎石层，其上部用灰土或粘土夯实。一般对地下水形成的土洞，多以疏导为宜，避免堵截，又形成新的土洞，或使原土洞扩大。一般适用于浅层土洞。

(2)灌填法:在洞体范围的顶部地基基坑面上钻孔，可采用多个钻孔(但至少两个以上，以便土洞排气)，一般是将砂或砾石灌入洞内，然后再灌入水泥浆，或直接灌入砼。适用于埋藏深、洞径大的土洞。

3 桩基处理检算

对58号墩桩基础进行检算，主要计算结果如下。

(1)墩顶位移

控制荷载:恒载+单孔重载+纵附

dY[＜dY］，墩顶位移符合要求。

(2)纵向水平线刚度

纵向水平线刚度K=257.98kN/cm

(3)单桩承载力

①荷载组合:恒载+双孔重载

②荷载组合:恒载+双孔重载+纵附(纵横合成)

(4)桩侧土压力

荷载组合:恒载+双孔重载+横附(纵横合成)

(5)群桩验算

①荷载组合:恒载

桩群作为整体基础，桩底平面处的最大压应力 σdmax=432.96kPa

修正后桩底平面处的容许承载力[σ］=2104.30kPa

②荷载组合:恒载+双孔重载

桩群作为整体基础，桩底平面处的最大压应力σdmax=504.53kPa

修正后桩底平面处的容许承载力[σ］=2104.30kPa

③荷载组合:恒载+单孔重载+纵附

桩群作为整体基础，桩底平面处的最大压应力 σdmax=517.05kPa

修正后桩底平面处的容许承载力[σ］=2525.16kPa

④荷载组合:恒载+双孔重载+横附

桩群作为整体基础，桩底平面处的最大压应力 σdmax=540.38kPa

修正后桩底平面处的容许承载力[σ］=2525.16kPa

⑤荷载组合:恒载+双孔重载+横附(纵横合成)

桩群作为整体基础，桩底平面处的最大压应力σdmax=540.61kPa

修正后桩底平面处的容许承载力[σ］=2525.16kPa

⑥荷载组合:恒载+双孔重载+纵附(纵横合成)

桩群作为整体基础，桩底平面处的最大压应力σdmax=572.32kPa

修正后桩底平面处的容许承载力[σ］=2525.16kPa

(6)桩身配筋及检算

荷载组合 :恒载+双孔重载+横附(纵横合成)

控制截面:y=0m

钢筋直径 φ=20mm

钢筋种类GX:Q235

①最大弯矩与最大轴向力组合:

计算截面弯矩 M=142.84kN·m

计算截面轴向力 N=3340.39kN

截面半径 r=0.625m

环形截面内半径 ro=0m

杆件计算长度 lo=7.30m

钢筋中心至截面外缘的保护层厚度 a=0.070m

规范规定之最小配筋率 Umin=0.5%

弯矩增大系数 η=1.013

考虑弯矩增大系数η后之偏心距 eo=0.043m

(小偏心)

钢筋根数 Gn=20

砼最大压应力 σh=3.306MPa

砼偏心受压时之容许压应力 [σh］=13.000MPa

钢筋最大压应力 σgi=32.268MPa

钢筋最大拉应力(小偏心时最小压应力) σgl=19.774MPa

钢筋容许应力 [σa］=160.000MPa

实际全截面配筋率 u=0.00512

考虑纵向挠曲稳定的砼最大压应力 σw=2.567MPa

砼中心受压时之容许压应力 [σa］=10.4MPa

②最大弯矩与最小轴向力组合:

计算截面弯矩 M=142.84kN·m

计算截面轴向力 N=683.94kN

截面半径 r=0.625m

环形截面内半径 ro=0m

杆件计算长度 lo=7.30m

钢筋中心至截面外缘的保护层厚度 a=0.070m

规范规定之最小配筋率 Umin=0.5%

弯矩增大系数 η=1.004

考虑弯矩增大系数η后之偏心距 eo=0.210m

(大偏心)

截面内偏心距 e=0.211m

钢筋根数 Gn=20

砼最大压应力 σh=1.234MPa

砼偏心受压时之容许压应力 [σh］=13.000MPa

钢筋最大压应力 σgi=11.539MPa

钢筋最大拉应力(小偏心时最小压应力) σgl=1.103MPa

钢筋容许应力 [σa］=160.000MPa

实际全截面配筋率 u=0.00512

中性轴位置 α=2.39365

裂缝最大宽度 Df=0.00mm

考虑纵向挠曲稳定的砼最大压应力 σw=0.526MPa

砼中心受压时之容许压应力 [σa］=10.400MPa

4 施工体会

我国的岩溶地区地基处理，尤其在处理溶洞、土洞或塌陷地基方面，取得了显著的成绩。但在以下方面还可以值得进一步的探讨和完善。

(1)在灌填(浆)法中，对灌浆孔的布置、灌浆压力的确定等方面，争取有较成熟的计算及理论依据。

(2)进一步完善地基处理设计理论，改变目前理论相对落后于实践的局面。

(3)施工工艺方面，研究探讨更行之有效的方法。例如在溶洞灌浆中如何有效地避免漏浆，特别是在某些大溶洞、串珠状溶洞地段的堵漏问题。目前国内已有采用袋装粘土及水泥填堵溶洞及防渗堵漏的成功经验。此外，还可多积累用高压旋喷处理溶洞地基的经验。

(4)岩溶地基处理效果检验方面，除目前常用的监测检验方法外，还可采用多种测试手段方法，如采用旁压试验、十字板剪切试验等来检验地基处理的效果，并建立经验对比关系。

[1]张宏．灌注桩检测与处理[M］．北京:人民交通出版社，2001

[2]周光灿．钻探孔内事故预防与处理一百例[M］．北京:地质出版社，1986