专利名称：一种适用于岩溶区的桩基施工方法及其桩基结构的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种适用于岩溶区的桩基施工方法及其桩基结构，特指在岩溶区 开挖桩基的过程中，遇到桩端水平岩溶十分发育而地基上部岩石相对完整的情况时，在性 质较好的地基中施工一个扩大孔，对其进行配筋并在扩大孔下设置具有一定厚度和刚度条 件的垫层，扩大孔处承载体形成，使桩基中部承载体按设计意图发挥承载力，以保证工程安全。
背景技术：
在岩溶区修建桥梁桩基时，由于溶洞发育情况十分复杂，钻孔难以完全反映实际 状态，给工程修建带来许多困难。较为典型的情况是虽钻孔未揭露溶洞，但施工却发现桩端 一定范围内有夹泥和溶洞存在，由于缺乏好的技术方案，目前普遍采取将桩基加长，直至将 桩设置在完整基岩上的办法处治。但采用这种方法处理尚有如下问题①桩基加长后虽承 载能力增大，但桩顶刚度减小，实际承载性状为摩擦桩，桩顶位移难以控制；②桩基加长时， 越往深部开挖越为困难，施工不安全且使造价显著增高；③如遇地基深部水平向岩溶极为 发育的情况时，要在经济合理的范围内找到合适的持力层将十分困难；④即使将桩嵌入完 整基岩，桩端地基以下及周围的含溶洞情况仍难以预测，无法完全保证桩端承载力能够按 设计值发挥。事实上，地基中垂直发育的岩溶具有明显的由地表向深部减弱的特征，而水平 发育的岩溶则受可溶岩位置及地下水的影响而有一定的埋藏深度，工程中常遇地基上部一 定范围内岩体工程性状尚好，而往深部较长范围内地基条件均较差的复杂情况。如能将让 性状较好的岩层多提供一些支承力，即可不必一味加长桩基，减少不必要的浪费，亦能更好 的保证工程安全。
发明内容
本发明所要解决的第一技术问题是提供一种能适应桩端水平岩溶较发育的岩溶 区安装桩基且能保证工程安全的适用于岩溶区的桩基施工方法。本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种能适应桩端水平岩溶较发育的岩 溶区安装且能保证工程安全的适用于岩溶区的桩基结构。为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的适用于岩溶区的桩基施工方法是 在岩溶地基中施工桩基时，先挖孔形成桩孔，遇到桩端附近水平岩溶极为发育的情况时，在 地基上部岩体力学性质较好的位置进行扩孔形成扩大孔，并形成中部支承面，然后在该支 承面上设置一垫层，该垫层的厚度和刚度应保证扩大孔以下桩段的侧阻力可以先行发挥， 往桩孔放置钢筋笼后，于扩大孔处现场绑扎扩大孔钢筋笼，其搭接长度需满足抗剪和抗弯 刚度要求，最后往桩孔内浇灌混凝土形成桩基本体，桩基本体在扩大孔处形成承载体。为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的适用于岩溶区的桩基结构，包括桩 基本体，在所述的桩基本体中部设有承载体，在所述的承载体的下部设有垫层。采用上述技术方案的适用于岩溶区的桩基施工方法及其桩基结构，通过对桩基进行改型，利用桩身中部工程性质较好的岩体提供一定的支承力，在桩身中部岩体较好部位 进行扩孔处理，形成中部支承面，然后在该支承面面上设置具有一定厚度和刚度要求的垫 层，形成桩基后，中部支承面可提供一定的支承力，即可达到不必一味加长桩基，亦可较好 保证工程安全的目的。桩基承受竖向荷载作用时，由于扩孔处垫层的初始刚度较小，桩基的 侧摩阻力先发挥，随着荷载的增大，扩孔处垫层刚度增大，中部支承力逐渐完全发挥，桩基 承载力达到极限值。综上所述，本发明是一种能适应桩端水平岩溶较发育的岩溶区安装桩基且能保证 工程安全的适用于岩溶区的桩基施工方法及其桩基结构。
图1是桩基改型处理方案流程图；图2是中部扩孔桩基承载示意图；图3是图2中A处放大图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。参见图1、图2和图3，在桩基本体10中部设有承载体13，在承载体13的下部设有
垫层7。参见图1、图2和图3，岩溶地基由上覆土层1、岩石2及地基中的溶洞3组成，采用 人工挖孔方式形成桩孔4，由于桩端以下岩溶极为发育，此时在上部的岩石2中对桩孔4进 行扩径处理，形成扩大孔5并形成承载面6，然后在承载面6上施工一层垫层7，往桩孔4内 吊放钢筋笼8后，再于扩大孔5处人工绑扎扩大孔钢筋笼9，最后往桩孔4内浇灌混凝土形 成桩基本体10，桩基本体10在扩大孔5处形成承载体13。参见图1、图2和图3，当桩基本体10受到桩顶荷载11作用时，由于垫层7初始刚 度较小，桩基本体10的各桩段摩阻力12首先发挥，当桩顶荷载11逐渐增大时，垫层7的刚 度逐渐增大，扩大孔5处的承载体13的承载面6的承载力11逐渐完全发挥，该桩基本体10 达到承载力极限值，以保证工程安全。
权利要求
一种适用于岩溶区的桩基施工方法，其特征是在岩溶地基中施工桩基时，先挖孔形成桩孔(4)，遇到桩端附近水平岩溶极为发育的情况时，在地基上部岩体力学性质较好的位置进行扩孔形成扩大孔(5)并形成中部支承面(6)，然后在该支承面(6)上设置一垫层(7)，该垫层(7)的厚度和刚度应保证扩大孔(5)以下桩段的侧阻力可以先行发挥，往桩孔(4)放置钢筋笼(8)后，于扩大孔(5)处现场绑扎扩大孔钢筋笼(9)，其搭接长度需满足抗剪和抗弯刚度要求，最后往桩孔(4)内浇灌混凝土形成桩基本体(10)，桩基本体(10)在扩大孔(5)处形成承载体(13)。
2.一种适用于岩溶区的桩基结构，包括桩基本体(10)，其特征是在所述的桩基本体 (10)中部设有承载体(13)，在所述的承载体(13)的下部设有垫层(7)。
全文摘要
本发明公开了一种适用于岩溶区的桩基施工方法及其桩基结构，在岩溶地基中施工桩基时，先挖孔形成桩孔(4)，遇到桩端附近水平岩溶极为发育情况时，在地基上部岩体力学性质较好的位置进行扩孔形成扩大孔(5)并形成中部支承面(6)，然后在该支承面(6)上设置一垫层(7)，该垫层(7)的厚度和刚度应保证扩大孔(5)以下桩段的侧阻力可以先行发挥，往桩孔(4)放置钢筋笼(8)后，于扩大孔(5)处现场绑扎扩大孔钢筋笼(9)，其搭接长度需满足抗剪和抗弯刚度要求，最后往桩孔(4)内浇灌混凝土形成桩基本体(10)，桩基本体(10)在扩大孔(5)处形成承载体(13)。本发明能适应桩端水平岩溶较发育的岩溶区安装桩基且能保证工程安全。
文档编号E02D5/48GK101899832SQ201010126188
公开日2010年12月1日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者付宏渊, 楼晓昱 申请人:长沙理工大学