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成果名称:  广东省岩溶地区桩基设计、施工技术地方规定研究 技术领域:  桥隧工程
体现形式:  其它 项目名称:  广东省岩溶地区桩基设计、施工技术地方规定研究
完成单位:  广东省长大公路工程有限公司 项目负责人:  刘志峰
项目成员:  刘志峰,汪华斌,孙向东,王中文,周博,苏年就,王雪峰,何海群,赵文锋,陈枝洪,陈庆华,贺文华,张伟锋,戴祖生,王登桂,张宝刚,魏楚凯,徐一鸣,马远刚,郑必灿,梁雄,吴良木,张豪,倪伟杰
研究开始时间:  2009-08-03 研究结束时间:  2009-07-30
联系人:  何海群 联系邮箱:  dfgch@sina.com
验收编号:   验收时间:  2018-04-05
 

广东省岩溶地区桩基设计、施工技术地方规定研究

发布人:刘志峰        发布时间:2013-03-08        浏览次数:2133
知识产权声明:         项目研究成果是本团队独立进行研究工作所取得的成果,研究成果归完成单位所有,如发现本项目研究成果被恶意抄袭,本项目团队将进行法律追究。

1.任务来源
            广东省交通运输厅2009年交通科技计划项目,项目编号2009-03-006。
2.应用领域和技术原理
            该技术成果主要应用于岩溶地区桥梁桩基设计与施工领域中。本项目总结和优化了岩溶地区公路桥梁桩基的工程勘察和物探技术,提出了倾向于“地质雷达+钻探+管波探测法”的综合勘察方法。通过理论分析、数值模拟和现场试验,根据岩溶发育规律和桥梁工程特点,分析岩溶桥梁桩基范围内溶洞顶板稳定性的评价技术方法,深入研究了溶洞—岩体—桩基三者之间相互作用,系统分析溶洞对桩基(群桩)的承载力特性影响,提出了溶洞桩基设计理论和桩基承载力计算方法;针对广东省地质条件和岩溶地区桩基处理特点,提出了溶洞桩基施工技术和各种溶洞桩基事故应急处理可行措施。
3.性能指标
            编制“广东省岩溶地区桩基设计与施工技术指南”(附条文说明)。
4.成果关键技术介绍
            本项目总结和优化了岩溶地区公路桥梁桩基的工程勘察和物探技术,提出了倾向于“地质雷达+钻探+管波探测法”的综合勘察方法。通过理论分析、数值模拟和现场试验,根据岩溶发育规律和桥梁工程特点,分析岩溶桥梁桩基范围内溶洞顶板稳定性的评价技术方法,深入研究了溶洞—岩体—桩基三者之间相互作用,系统分析溶洞对桩基(群桩)的承载力特性影响,提出了溶洞桩基设计理论和桩基承载力计算方法;针对广东省地质条件和岩溶地区桩基处理特点,提出了溶洞桩基施工技术和各种溶洞桩基事故应急处理可行措施。
5.与国内外同类技术比较
            1、目前国内外还没有统一的岩溶地区桩基设计与施工技术指南;
2、已有文献显示,岩溶地区桩基设计与施工的相关研究各自侧重点不同,但未见以下工作已经被国内外同行完成(本项目的技术核心):系统研究岩土-溶洞-桩体相互作用,并完成岩溶地区桩基承载特性分析,提出了不同岩溶地质条件下的桩基处理技术以及不同影响因素下各种岩溶处理方法的处置效果和适用范围。
6.成果的创造性、先进性
            成果的创造性、先进性:
(1)选取具有代表性的力学模型,将溶洞顶板和桩基的作用系统划分为几种简单的情况进行分析计算,运用力学理论,结合数学的方法得出系统相互作用的规律,并引入非线性的Hoek-Brown屈服准则,对溶洞顶板的稳定性进行判断,由此得出不同模型下溶洞顶板安全厚度的简单的理论计算公式。
(2)采用理论分析、数值模拟和现场试验等办法,建立溶洞-岩体-桩基三维数值模型,系统分析溶洞存在条件下桩与岩石共同作用效应及群桩效应,分析溶洞对桩(群桩)的荷载-位移曲线的影响,建立考虑溶洞影响的桩基设计承载力确定方法。
(3)系统提出了岩溶地区端承桩设计技术方法,明确指出:岩溶地区端承桩嵌岩深度确定应遵循“宜浅不宜深,优先保证顶板安全厚度”的原则。嵌岩深度可根据基岩的特点(裂隙节理、岩溶发育程度、岩性、厚度等)在1d~3d范围内取最优化值。岩溶地区端承桩以端承摩擦桩为主,端承力占桩基承载力的很大部分,桩端下顶板厚度应大于3d且不小于4m,当顶板厚度在临界值附近时,应对顶板进行注浆加固。
(4)全面研究了岩溶桩基施工过程中岩溶不良地质现象处置技术方法,包括表层和深部溶洞处置、溶洞应急处置措施和溶洞后处理技术。对于地质资料明确且溶洞大小,分布较为明确的情况下,如果持力层附近溶洞发育丰富,且对桩基的承载力影响明显,应对溶洞进行预处理。当桩端持力层岩层裂隙发育强烈,且桩端持力层顶板厚度比要求设计厚度薄时,应对持力层进行桩端后注浆处理。桩端后注浆处理注浆压力应根据岩层裂隙发育情况而定,一般控制在5~10MPa之间。
7.作用意义
            本项目的研究将为岩溶地区公路工程建设提供可靠的理论和技术支持,并为制定广东省岩溶地区桩基处理技术地方规定打下坚实的基础。项目成果旨在提高我省岩溶地区公路交通的建设水平和科技含量,确保公路工程质量,降低工程造价,促进岩溶地区公路交通与环境保护的协调发展,推动区域经济发展和社会进步。
8.推广应用前景与措施
            由于广东省地处我国南部,地理位置和气候特征造就了广东省岩溶地质的特殊工程性质,多表现为溶蚀、溶沟、溶槽、中小型串球状洞穴或单个小型洞穴,裂隙较为发育等形态,且规律性不强的特点等,具有明显区域性特征,这些给岩溶地区桩基的设计、施工就带来了很大的难度;再加之,在造价、工程特点、管理体系等方面的特殊性,更给岩溶地区桩基的质量控制带来了巨大的挑战。使得在目前的公路特别是高等级公路建设中在设计、施工和管理等方面仍出现质量问题和质量隐患。因此,本项目完成具有广东省特色的岩溶地区桩基设计、施工地方规定,使广东省岩溶地区桩基设计、施工和管理规范化、制度化,达到资源共享,对提高广东省岩溶地区桩基处理效果,减少桥梁施工过程中的质量风险具有十分重要的现实意义,也必将带来良好的社会效益和经济效益。
9.推广应用存的问题和改进意见
            暂无
10.相关附件材料
[application/pdf]2009-03-006-岩溶地区桩基设计与施工技术方法研究工作报告 2013-03-08 下载 30 次
[application/pdf]2009-03-006-岩溶地区桩基设计与施工技术方法研究报告 2013-03-08 下载 110 次
[application/pdf]2009-03-006-岩溶地区桩基设计与施工技术方法研究报告公开简版 2013-03-08 下载 20 次
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