《岩溶地区桩基勘察、设计和施工关键技术与示范应用》

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岩溶在中国分布广泛,由于岩溶表现形式的多样性及规律性不强的特点,通常采用钻孔来勘探岩溶发育情况,对于岩溶强烈发育地区群桩基础的岩溶发育情况揭示并不完整且准确性低,而采用增加钻孔密度的方法则存在费用高、工期长等问题,以往在勘探手段及有限资金和勘察周期的情况下,给桩基勘察、设计与施工带来很大的不确定因素和安全隐患。

针对大型越江通道江西省吉安永和大桥工程岩溶强烈发育的复杂地质条件,开展岩溶地区桩基勘察、设计和施工关键技术攻关,为大桥的建设提供了可靠的理论和技术支撑,从而安全、高效、经济地建成了岩溶强烈发育地区大型桥梁工程,并提高了岩溶地区的工程建设水平和科技含量,推动中国岩溶地区桥梁建设技术的发展。研究成果具有显著的社会效益和经济效益,并在其他省市地区类似工程中推广应用。

主要创新点如下:

1、对岩溶强烈发育地区复杂地质下的桥梁桩基勘察、设计和施工开展了系统的研究,创造性地提出了岩溶地区桩基综合勘察方法、桩基设计方法和施工指南,提供了岩溶强烈发育地区桩基勘察、设计和施工系统性解决方案。

2、国内首次提出安全、高效、经济的综合勘察方法。工程可行性研究及初步设计初勘阶段,采用地质调绘、钻探,和以地震波、地质雷达和高密度电法等为主的物探手段进行综合勘察,在宏观上探明覆盖层厚度、断层构造及岩溶等不良地质发育情况,为工程可行性研究、桥位比选、总体设计提供科学依据;施工图设计详勘阶段,岩溶地区桩基勘察主要采取钻探结合孔内管波为主、岩溶强烈发育复杂区段辅增跨孔CT等物探手段,准确揭示溶洞的位置、规模、充填及岩溶水发育等特性,并判别溶洞的连通性,以探明承台基础范围内溶洞情况及对工程的影响,为岩溶区桩基设计提供可靠依据,确保工程安全。

3、针对岩溶地区桩基相关特性、桩基合理选型、溶洞顶板稳定性、端承桩嵌岩深度等方面开展了系统的研究,提出岩溶强烈发育地区桥梁桩基合理选型方法,提出基于溶洞基岩稳定性的桩基设计方法合理确定桩基稳定持力层和嵌岩深度,并发明了适用于岩溶区的组合桩基结构及其施工方法,丰富了岩溶发育地区的桩基结构类型。提出切实可行的施工技术指南,针对岩溶发育情况采取多种施工对策,动态跟踪并及时调控,安全、高效地完成桩基础施工,提前工期3个月,大大节省了工程造价。

4、发明应用了管波探测法,提出采取在桩位中心钻孔内利用反射波探测,快速、准确探明桩位范围内持力层的完整情况。达到国际先进水平,解决了桩位岩溶探测的世界性关键技术难题,并收录到住房与城乡建设部行业标准《城市工程地球物理探测标准》。

5、岩溶地区桩基勘察、设计和施工成套关键技术研究成果具有创新性、先进性、实用性和经济性,推动中国岩溶地区桥梁建设技术的发展。该科研成果已成功应用于岩溶发育地区大型桥梁工程吉安永和大桥、徐州三环东路、徐州城东大道、临沂江泉高架、临沂双岭路高架等重大工程,取得了显著的社会效益和经济效益。

成果说明

课题组提出并实施了岩溶发育地区地质条件的综合勘察技术,在充分分析勘察资料的基础上,开展了岩溶地区桩基相关特性、桩基合理选型、溶洞顶板稳定性、端承桩嵌岩深度等方面的研究。优化了桩基础设计方案,提出了合理的设计对策。 课题组研究提出了适合不同岩溶发育程度的桩基处理方法,以及切实可行的施工技术要求,正确指导了桩基础的施工,直接起到了提高质量、缩短工期、降低施工风险和施工费用的作用。 岩溶地区桩基勘察、设计和施工成套关键技术研究成果具有创新性、先进性、实用性和经济性,并为国内多座大型城市桥梁建设提供了技术支撑,推

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