新汴河某跨河桥梁桩基方案探讨

2014-11-25王红军周军安徽省水利水电勘测设计院勘测分院安徽蚌埠233000

安徽建筑 2014年2期

关键词：桥址力层单桩

王红军，周军（安徽省水利水电勘测设计院勘测分院，安徽蚌埠 233000）

0 前言

随着沿河区城镇经济不断发展，跨河桥梁对推动当地经济和加快城化镇建设起到至关重要作用。跨河桥梁设计既要实现其交通功能，又要考虑通航、美观并与城镇总体规划相协调，从而对地基基础要求更严格，对复杂地质条件下的桩基方案进行优化比选十分必要。

1 工程概况及场地地质条件

该跨新汴河桥梁全长约530m，主桥跨径为3×35+（60+200+60主桥）+3×35m，设计为梁拱组合体钢箱拱桥，桥面宽22.5m。见图1（a）桥梁墩位布置。

桥址区地形平坦，未见活动性断裂发育，地震活动强度中等，频率较低，整体区域构造稳定性较好，适宜进行本工程的建设。

本次勘察查明，在勘探所达深度范围内，场地上覆土层第①～⑦层为第四系上更新统冲、洪积层，均夹铁锰质结核、砂礓石，下伏基岩为震旦系灰岩，在2#、6#（右主墩）墩位处钻孔揭露古溶洞（充填物粘土），棕黄、棕红色，坚硬，含砂礓石、铁锰结核、风化碎石等，洞高分别为11.40m、4.49m。具体特性及分布见表1、图1（b）。

2 岩土工程评价

该桥梁主跨墩位跨过主河道，桥墩均位于河滩地。上部土层①～④层工程性质一般，承载力一般，地层不均匀；⑤～⑦层工程性质较好，承载力较高，⑤、⑦层厚度大，层顶埋深稳定，是良好的桩端持力层；⑥层厚度一般，层顶埋深有起伏，可作为桩端持力层；⑧层灰岩顶板埋深较为稳定，基本位于高程-35.0m附近，该层上部强~中风化带中岩溶微发育。该段钻探过程中漏浆严重，岩芯蜂窝状溶孔发育。2#、6#墩位处钻孔揭露有全充填溶洞，充填物为粘土、粉质粘土夹风化灰岩碎块，最大溶洞高达11.4m。总体上右岸岩溶较发育，强风化带下线较深，桩端不宜坐落于该层强~中风化带上。

图1 （a）桥梁墩位布置图（b）桥址处工程地质剖面图

4 桩基方案优化

由于下覆基岩风化带内局部存在古溶洞，基岩埋深大，风化带复杂，不建议采用嵌岩桩。⑤、⑦层厚度大，层顶埋深稳定，是良好的桩端持力层。本文以桩长30m、40m、45m、50m及桩径1.00m、1.50m、2.00m的端承摩擦桩为例，按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)公式5.3.3-1、5.3.3-2分别进行计算，单桩轴向受压承载力容许值见下表2。

不同条件下单桩轴向受压承载力容许值（kN）表2

通过分析比较，桩径每增减0.5m，单桩承载力容许值相应增减近55%~70%；桩长每增减5m，单桩承载力容许值相应变化12%~14%。随桩径增大，桩端承载力所占比例增大明显，随桩长增大，桩端承载力所占比例降低。

桥址处各岩土层岩性特征及物理力学指标建议值表表1

综上，所有墩位处桩基均选择摩擦桩，以⑦层为桩端持力层。2#墩位处荷载相对较小，考虑古溶洞埋藏浅，可采用40.0m桩长、2.00m 桩径；5#、6#左右主墩处荷载较大，采用45.0m~50.0m桩长、2.00m桩径，若承载力仍不满足要求可考虑嵌岩，但不计算桩端承载力（作为安全富余）；其他墩位处工程地质条件较好，可采用40.0m~50.0m桩长、1.50m~2.00m桩径。