四川路桥勘察设计分公司
摘要：随着交通事业蓬勃发展，不可避免的在高速公路修建过程中会遇到岩溶地区。本文以叙永至威信（四川境）高速公路设计作为背景，结合本项目岩溶发育的特点，对桥梁设计进行思考分析。
关键词：岩溶，高速公路，桩基
一、项目工程概述
叙永至威信（四川境）高速公路是《四川省高速公路网规划（2014-2030）》中的20条联络线之一，是经纳黔高速北连泸州至成都、重庆，南接云南威镇高速至贵州赫章、云南昭通的又一条快速出川通道。本项目路线长为35.335公里，桥梁长为14.184公里，占比40.1%，桥梁比例较高、规模大。
二、桥梁选型的一般原则
本项目位于岩溶发育地段，且桥位多跨越陡斜坡和沟谷，上部结构采用及技术成熟、标准化程度高的预制安装预应力砼简支T形梁桥。初设采用了25m、40m两种跨径，施工图阶段优化采用30m、40m跨径。经过经济比较，25mT梁与30mT梁造价相差不多，但是30mT梁跨越能力更好，能减少下部结构，对于岩溶和陡斜坡地段，能有效避让不良地质，并且减少施工工期。
三、桥梁布设的一般原则
岩溶地区桥梁选址首先应遵循选线与桥位相结合的原则，树立地质选线的观念，所以在勘察阶段进行了两次调线对岩溶强烈发育区进行避让。
该项目桥梁布设原则为：首先在孔跨布设上对大型溶洞和深大溶槽进行避让，然后通过合理的孔跨组合适应地形，最大限度的保证桥梁桩基础的安全。
考虑到在曲线半径上的桥梁存在梁长变化，经过计算，40m预制T梁适应的梁长变化范围为38.8～41.2m，非标准跨径在38.8～40m范围按全预应力混凝土构件考虑，非标准跨径40～41.2m范围按部分预应力混凝土A类构件设计。在布孔时，合理采用了39m，41m跨径调整孔跨对大型溶洞进行避让。例如：K5+805徐家沟大桥跨径为：12×40m，11#墩位钻孔显示有一高度21.4m的溶洞，由于本桥位于直线上，在直线段将跨径调整为41m，则墩位向大桩号方向移了11米，合理避开了溶洞位置。
四、桥梁桩基设计原则
本项目沿线桥梁众多，大多数桥梁桥址区位于岩溶弱到中等发育区域，局部为强烈发育，桩基施工受岩溶影响大，应采取可靠措施确保施工和桥梁安全。经统计，全线桥梁钻孔中发现岩溶存在的钻孔共计60个，其中洞径为0～5m的钻孔共计39个，洞径为5～10m的钻孔共计17个，洞径为10～15m的钻孔共计1个，洞径为15～20m的钻孔共计2个，洞径大于20m的钻孔共计2个。结合项目区域地质特点，岩溶区桥梁桩基设计采用以下原则：
1）岩溶地区墩台桩基选形主要以圆形截面桩为主，均采用钻孔桩，陡斜坡段高墩左右墩高差异较大，基础条件允许下采用人工挖孔方形截面桩。
2）岩溶中等、强烈发育区及覆盖层较厚区桩基均按只计桩周摩阻力的摩擦桩设计，基底承载力作为安全储备，遇到溶洞时桩基应穿过溶洞，桩端置于基岩内，置入深度应不小于1m。
3）岩溶弱发育区的桩基按嵌岩桩设计，桩端承载力所占比例小于整个桩基承载力50%时，桩端完整基岩持力层厚度应不小于3D（D为桩基直径）且不小于5m，否则应适当增大桩端持力层厚度。
4）岩溶地区嵌岩桩在入岩深度和桩端持力层厚度的取舍中应遵循“桩端嵌岩深度宜浅不宜深，优先保证桩端持力层厚度”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（D为桩基直径）范围内取最优化值，桩端嵌岩深度不宜超过3D。
5）半幅同一墩台桩基应按同种类型设计，同一墩台结构不应出现部分摩擦桩与嵌岩桩混合设计的情况；同时对桩基穿越溶洞段的情况，设计时不计摩阻力。
6）要求桩底以下3倍桩径范围且不小于5m以内无软弱夹层、断裂带、洞隙分布，在桩端应力扩散范围内无岩体临空面，岩石地基承载力可根据其折减系数换算确定。
五、桩基穿越溶洞处理方式
1）对于普通溶洞的处理方式（岩溶裂隙及小型溶洞）：回填片石和粘土反复冲钻进行塞填。
2）大型溶洞的处理：钢护筒跟进法：a、内护筒必须位置准确；b、内护筒必须具备足够的刚度；c、击穿溶洞后及时回填粘土、片石混合物进行溶洞底部与护筒脚之间的封堵处理。采用单一的回填片石和砾石等或回填片石后下钢护筒的方法，回填物可能随流塑状填充物涌向桩孔，可灌注砼护壁二次成孔钻进。
3）多层溶洞的处理：对于多层溶洞累计高度h≤10m的，可按上述方法采用单层钢护筒进行处理；对于累计高度h＞10m的，表明桥址区地质条件复杂，采用双层钢护筒进行处理。内外护筒之间灌注砼进行充填，设置钢护筒段桩基不计摩阻力。单层钢护筒及双层护筒的内钢护筒内径采用桩径D+0.2m，双层护筒的外钢护筒内径采用桩径D+0.5m。护筒顶面中心与设计桩位偏差不得大于5cm，倾斜度不得大于1%。
六、结语
在岩溶地区建造桥梁，要想完全避绕是不可能的，只有根据岩溶发育和分布的规律，认真勘测、精心设计，才能确保桥梁建设和运营安全。溶洞地区桥梁的设计和施工复杂多变，特别是桩基施工过程中要全程跟踪，并根据现场发生的情况进行动态设计，希望对后续同类工程起到参考借鉴的意义。
参考文献：
1.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司.岩溶地区桩基勘察、设计和施工关键技术与示范应用研究报告[R].上海：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，2015
2.《广东省岩溶地区桩基设计与施工技术指南》GDJTGTA01-2016