某高速公路巖溶橋基穩(wěn)定性分析研究
發(fā)布時間:2022-01-21 11:04
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)越來越迅速。而鐵路和公路的安全運行必須保證路基和橋基的穩(wěn)定性,并確保在各種外部因素下,基礎(chǔ)變形在允許的安全范圍內(nèi)。巖溶地貌形成的溶蝕洞縫近地表發(fā)育,具有一定的隱蔽性、復(fù)雜性、普遍性等特點,而塌陷的發(fā)生不能通過徐變檢測,具有突發(fā)性,對于交通工程的安全運行和人的生命財產(chǎn)安全存在著巨大的威脅,這也是困擾巖溶區(qū)工程建設(shè)的一大工程問題。面積廣、普遍分布是我國巖溶分布區(qū)的突出特點,且發(fā)育特征各不相同,在我國大力發(fā)展西部的背景下,對于卡斯特其地區(qū)的工程地質(zhì)條件進行風(fēng)險評估甚至更為重要。巖溶區(qū)的工程地質(zhì)條件進行危險性評價就更為重要了,因此,研究區(qū)的典型的巖溶橋基進行穩(wěn)定性評價就顯得尤為必要了。本文首先針對研究路線,結(jié)合工程沿線的地理位置、氣候條件進行了現(xiàn)場的地質(zhì)調(diào)查,對工程的地層巖性、分析了含水巖組、地下水類型、地下水的補給徑流和排泄在內(nèi)的水文地質(zhì)條件。其次是收集相關(guān)工程資料,分析近年來工程巖溶塌陷案例的誘因,并將其分為5種類型,結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)分析,研究了塌陷形成機理和巖溶塌陷的模式,通過已有理論進行頂板的抗沖切、抗剪和抗彎驗算。根據(jù)橋址區(qū)的土層和巖層性質(zhì)及運用FLA...
【文章來源】:桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究項目交通位置圖
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12第3章巖溶塌陷工程實例分析近些年來,工程建設(shè)中的巖溶塌陷頻發(fā),但誘因不一,本章將先分析研究區(qū)的工程地質(zhì)模式,后分析典型的塌陷案例并劃分不同類型。3.1巖溶橋基工程地質(zhì)模式根據(jù)現(xiàn)有的勘察資料及周邊工程資料,我們將本工程的巖溶橋基工程地質(zhì)條件概化成如下模式(圖3-1)。由于本高速改擴建工程的特點是新橋在原橋一側(cè)加寬并建,就產(chǎn)生了一種極為特殊的問題,即新橋基沖(鉆)孔樁施工,產(chǎn)生的振動等外在人為因素可能誘發(fā)巖溶塌陷,危及原橋和周圍建筑物。誘發(fā)巖溶塌陷的條件如下:(1)基巖巖溶極為發(fā)育,地下巖溶管道聯(lián)通性強,新橋揭露溶洞管道與原橋及周圍建筑物相通。(2)巖溶管道通過一些開口與上覆松散土層相通,并產(chǎn)生土洞,或引起土層流失。(3)巖溶管道中溶洞地下水位低于施工泥漿返漿位,甚至低于河水位,從而造成大量漏漿,導(dǎo)致原溶洞管道水流狀態(tài)變化,流速加快,浮力下降,產(chǎn)生真空吸蝕作用等。圖3-1巖溶橋基工程地質(zhì)模式示意圖如上圖所示,①為連通性溶洞,②⑦為原橋基,③為封閉性溶洞,⑤為周邊建筑物基礎(chǔ),⑥為新橋基。在新橋施工在過程中,若①頂板打穿,揭露聯(lián)通溶洞,必然引起漏漿并在開口處產(chǎn)生土洞,造成原橋基失穩(wěn),不及時處理,有可能引起周邊建筑為的基礎(chǔ)失穩(wěn),若原橋基坐落在完整的基巖⑦上,新橋施工引起的塌陷不會引起原橋基失穩(wěn)。新橋基穿過封閉性溶洞時,由于內(nèi)部封閉不會產(chǎn)生土層坍塌形成土洞,一般不會產(chǎn)生塌陷,對原橋基也不會產(chǎn)生影響。因此,在評判新橋樁基施工是否會對原橋產(chǎn)生危害時,還要掌握原橋的橋基詳細狀況。
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文133.2覆蓋巖溶區(qū)工程施工誘發(fā)巖溶塌陷實例3.2.1基坑及人工挖孔樁抽水致塌型實例1:廣東某高層建筑樁基施工誘發(fā)巖溶塌陷該建筑物為38層綜合樓,采用直經(jīng)3.4m、2.8m的人工挖孔樁和1.2m的沖孔樁共108根,均打入完整基巖。某挖孔樁工程地質(zhì)特征如圖7-2,覆蓋層自上而下土和砂相間分布,最下一層為紅色亞黏土,層厚不均勻,呈流塑狀。基巖是巖溶化石炭系(C2+3)灰?guī)r,發(fā)育溶洞,第四系潛水低于巖溶地下水位,具微承壓性。挖孔樁施工至基巖面上部遇土洞,在抽水過程中,造成護壁破裂,樁孔周圍坍塌。原圖分析:樁孔基巖中有溶洞,基巖面之上發(fā)育土洞,并與溶洞相通,巖溶地下水位高于覆蓋層地下水位,天然情況下對上覆土層有浮力頂托作用,施工抽水,使巖溶水位下降25~30m,形成反向水力坡降,上浮力消失,上部土體缺少下部支撐造成坍塌。圖3-2廣東某高層建筑挖孔樁工程地質(zhì)剖面示意圖3.2.2樁孔揭穿溶洞漏漿反向潛蝕致塌型實例2廣州花都區(qū)某鐵路大橋樁基施工誘發(fā)巖溶塌陷該橋位于廣花盆地北部,覆蓋層厚9~18m,由粉質(zhì)粘土、細砂層等組成,基巖為石炭系巖溶化灰?guī)r,發(fā)育多層溶洞,基巖面上發(fā)育土洞,設(shè)計樁深46m,已穿過4層溶洞,進入完整灰?guī)r,細砂含水層為潛水,水位埋深6-8m(圖3-3)。上部覆蓋層水位高于下部巖溶地下水位。沖孔樁施工過程中,造成樁周圍較大面積地面塌陷,塌坑深3-6m,掩埋鉆具。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]巖溶地區(qū)橋梁樁基靜載試驗受力性能研究[J]. 鄭凱. 廣東土木與建筑. 2019(01)
[2]覆蓋型巖溶土洞泡沫混凝土復(fù)合地基模型試驗研究[J]. 黃鵬,簡文彬,洪儒寶,張少波,陳鴻志. 水利與建筑工程學(xué)報. 2018(06)
[3]泡沫混凝土充填技術(shù)在復(fù)雜巖溶空洞地基處理中的應(yīng)用[J]. 羅承浩. 福建建設(shè)科技. 2018(06)
[4]鐵路巖溶路基注漿引起地表位移與注漿效果評價方法[J]. 章定文,陳順達,毛忠良,梁鍇,王安輝. 東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(06)
[5]巖溶塌陷形成機制與防治探討[J]. 唐勇,梁承運. 居舍. 2018(32)
[6]超高層建筑巖溶群地基承載性能研究及處理措施初探[J]. 朱愛軍,殷博. 建筑安全. 2018(11)
[7]廣西某地區(qū)巖溶地面塌陷成災(zāi)機制研究[J]. 廖劍霖. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(06)
[8]覆蓋型巖溶土洞致災(zāi)過程的數(shù)值模擬與預(yù)測[J]. 蘇添金,洪儒寶,簡文彬. 自然災(zāi)害學(xué)報. 2018(05)
[9]利用機械鉆孔注漿整治公路巖溶路基技術(shù)研究[J]. 喬宇. 建筑機械. 2018(09)
[10]論巖溶地區(qū)地基處理措施[J]. 李家定. 化工管理. 2018(22)
博士論文
[1]巖溶區(qū)基樁荷載傳遞機理及其豎向承載力研究[D]. 龔先兵.湖南大學(xué) 2018
碩士論文
[1]重慶涂山湖片區(qū)巖溶塌陷形成機制及危險性評估[D]. 楊培豐.重慶交通大學(xué) 2018
[2]黔張常高速鐵路巖溶注漿強化地基沉降特性分析[D]. 薛玥.北京交通大學(xué) 2018
[3]山區(qū)高速公路巖溶地質(zhì)路基工程施工安全風(fēng)險評估研究[D]. 張偉.浙江大學(xué) 2018
[4]巖溶區(qū)基樁下伏溶洞頂板豎向承載機理及其試驗研究[D]. 唐咸力.湖南大學(xué) 2016
[5]復(fù)雜溶洞地層中大直徑橋樁基礎(chǔ)的動力穩(wěn)定性研究[D]. 劉治余.重慶大學(xué) 2016
[6]巖溶地基中不同模式的巖溶頂板的穩(wěn)定性分析及應(yīng)用研究[D]. 周斌.華南理工大學(xué) 2016
[7]瞬態(tài)瑞雷面波法評價巖溶路基注漿效果影響因素研究[D]. 韓麗娜.西南交通大學(xué) 2015
[8]基于注漿管幕法的巖溶路基加固機理與優(yōu)化設(shè)計[D]. 劉秋宇.華東交通大學(xué) 2014
[9]橋梁樁基在巖溶地區(qū)的施工技術(shù)探究[D]. 李修虎.安徽理工大學(xué) 2014
[10]考慮巖溶區(qū)地基和基樁差異的樁基設(shè)計計算方法研究[D]. 何青相.湖南大學(xué) 2013
本文編號:3600142
【文章來源】:桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究項目交通位置圖
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文12第3章巖溶塌陷工程實例分析近些年來,工程建設(shè)中的巖溶塌陷頻發(fā),但誘因不一,本章將先分析研究區(qū)的工程地質(zhì)模式,后分析典型的塌陷案例并劃分不同類型。3.1巖溶橋基工程地質(zhì)模式根據(jù)現(xiàn)有的勘察資料及周邊工程資料,我們將本工程的巖溶橋基工程地質(zhì)條件概化成如下模式(圖3-1)。由于本高速改擴建工程的特點是新橋在原橋一側(cè)加寬并建,就產(chǎn)生了一種極為特殊的問題,即新橋基沖(鉆)孔樁施工,產(chǎn)生的振動等外在人為因素可能誘發(fā)巖溶塌陷,危及原橋和周圍建筑物。誘發(fā)巖溶塌陷的條件如下:(1)基巖巖溶極為發(fā)育,地下巖溶管道聯(lián)通性強,新橋揭露溶洞管道與原橋及周圍建筑物相通。(2)巖溶管道通過一些開口與上覆松散土層相通,并產(chǎn)生土洞,或引起土層流失。(3)巖溶管道中溶洞地下水位低于施工泥漿返漿位,甚至低于河水位,從而造成大量漏漿,導(dǎo)致原溶洞管道水流狀態(tài)變化,流速加快,浮力下降,產(chǎn)生真空吸蝕作用等。圖3-1巖溶橋基工程地質(zhì)模式示意圖如上圖所示,①為連通性溶洞,②⑦為原橋基,③為封閉性溶洞,⑤為周邊建筑物基礎(chǔ),⑥為新橋基。在新橋施工在過程中,若①頂板打穿,揭露聯(lián)通溶洞,必然引起漏漿并在開口處產(chǎn)生土洞,造成原橋基失穩(wěn),不及時處理,有可能引起周邊建筑為的基礎(chǔ)失穩(wěn),若原橋基坐落在完整的基巖⑦上,新橋施工引起的塌陷不會引起原橋基失穩(wěn)。新橋基穿過封閉性溶洞時,由于內(nèi)部封閉不會產(chǎn)生土層坍塌形成土洞,一般不會產(chǎn)生塌陷,對原橋基也不會產(chǎn)生影響。因此,在評判新橋樁基施工是否會對原橋產(chǎn)生危害時,還要掌握原橋的橋基詳細狀況。
桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文133.2覆蓋巖溶區(qū)工程施工誘發(fā)巖溶塌陷實例3.2.1基坑及人工挖孔樁抽水致塌型實例1:廣東某高層建筑樁基施工誘發(fā)巖溶塌陷該建筑物為38層綜合樓,采用直經(jīng)3.4m、2.8m的人工挖孔樁和1.2m的沖孔樁共108根,均打入完整基巖。某挖孔樁工程地質(zhì)特征如圖7-2,覆蓋層自上而下土和砂相間分布,最下一層為紅色亞黏土,層厚不均勻,呈流塑狀。基巖是巖溶化石炭系(C2+3)灰?guī)r,發(fā)育溶洞,第四系潛水低于巖溶地下水位,具微承壓性。挖孔樁施工至基巖面上部遇土洞,在抽水過程中,造成護壁破裂,樁孔周圍坍塌。原圖分析:樁孔基巖中有溶洞,基巖面之上發(fā)育土洞,并與溶洞相通,巖溶地下水位高于覆蓋層地下水位,天然情況下對上覆土層有浮力頂托作用,施工抽水,使巖溶水位下降25~30m,形成反向水力坡降,上浮力消失,上部土體缺少下部支撐造成坍塌。圖3-2廣東某高層建筑挖孔樁工程地質(zhì)剖面示意圖3.2.2樁孔揭穿溶洞漏漿反向潛蝕致塌型實例2廣州花都區(qū)某鐵路大橋樁基施工誘發(fā)巖溶塌陷該橋位于廣花盆地北部,覆蓋層厚9~18m,由粉質(zhì)粘土、細砂層等組成,基巖為石炭系巖溶化灰?guī)r,發(fā)育多層溶洞,基巖面上發(fā)育土洞,設(shè)計樁深46m,已穿過4層溶洞,進入完整灰?guī)r,細砂含水層為潛水,水位埋深6-8m(圖3-3)。上部覆蓋層水位高于下部巖溶地下水位。沖孔樁施工過程中,造成樁周圍較大面積地面塌陷,塌坑深3-6m,掩埋鉆具。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]巖溶地區(qū)橋梁樁基靜載試驗受力性能研究[J]. 鄭凱. 廣東土木與建筑. 2019(01)
[2]覆蓋型巖溶土洞泡沫混凝土復(fù)合地基模型試驗研究[J]. 黃鵬,簡文彬,洪儒寶,張少波,陳鴻志. 水利與建筑工程學(xué)報. 2018(06)
[3]泡沫混凝土充填技術(shù)在復(fù)雜巖溶空洞地基處理中的應(yīng)用[J]. 羅承浩. 福建建設(shè)科技. 2018(06)
[4]鐵路巖溶路基注漿引起地表位移與注漿效果評價方法[J]. 章定文,陳順達,毛忠良,梁鍇,王安輝. 東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(06)
[5]巖溶塌陷形成機制與防治探討[J]. 唐勇,梁承運. 居舍. 2018(32)
[6]超高層建筑巖溶群地基承載性能研究及處理措施初探[J]. 朱愛軍,殷博. 建筑安全. 2018(11)
[7]廣西某地區(qū)巖溶地面塌陷成災(zāi)機制研究[J]. 廖劍霖. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(06)
[8]覆蓋型巖溶土洞致災(zāi)過程的數(shù)值模擬與預(yù)測[J]. 蘇添金,洪儒寶,簡文彬. 自然災(zāi)害學(xué)報. 2018(05)
[9]利用機械鉆孔注漿整治公路巖溶路基技術(shù)研究[J]. 喬宇. 建筑機械. 2018(09)
[10]論巖溶地區(qū)地基處理措施[J]. 李家定. 化工管理. 2018(22)
博士論文
[1]巖溶區(qū)基樁荷載傳遞機理及其豎向承載力研究[D]. 龔先兵.湖南大學(xué) 2018
碩士論文
[1]重慶涂山湖片區(qū)巖溶塌陷形成機制及危險性評估[D]. 楊培豐.重慶交通大學(xué) 2018
[2]黔張常高速鐵路巖溶注漿強化地基沉降特性分析[D]. 薛玥.北京交通大學(xué) 2018
[3]山區(qū)高速公路巖溶地質(zhì)路基工程施工安全風(fēng)險評估研究[D]. 張偉.浙江大學(xué) 2018
[4]巖溶區(qū)基樁下伏溶洞頂板豎向承載機理及其試驗研究[D]. 唐咸力.湖南大學(xué) 2016
[5]復(fù)雜溶洞地層中大直徑橋樁基礎(chǔ)的動力穩(wěn)定性研究[D]. 劉治余.重慶大學(xué) 2016
[6]巖溶地基中不同模式的巖溶頂板的穩(wěn)定性分析及應(yīng)用研究[D]. 周斌.華南理工大學(xué) 2016
[7]瞬態(tài)瑞雷面波法評價巖溶路基注漿效果影響因素研究[D]. 韓麗娜.西南交通大學(xué) 2015
[8]基于注漿管幕法的巖溶路基加固機理與優(yōu)化設(shè)計[D]. 劉秋宇.華東交通大學(xué) 2014
[9]橋梁樁基在巖溶地區(qū)的施工技術(shù)探究[D]. 李修虎.安徽理工大學(xué) 2014
[10]考慮巖溶區(qū)地基和基樁差異的樁基設(shè)計計算方法研究[D]. 何青相.湖南大學(xué) 2013
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