基于有限差分法的下伏岩溶对桩基承载特性的影响

谢书萌

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063）

1 研究背景

我国岩溶分布相当广泛，仅裸露于地表的碳酸盐类岩石就有203万km2，加上被覆盖和埋藏于地下的碳酸盐类岩石，全国岩溶总面积达363万km2，占国土面积的1／3以上，拥有世界上最大的连片裸露型岩溶区［1］。随着我国城市规模的不断扩张以及交通工程的大量发展，大量在建或规划中的高层建筑、铁路、公路等建构筑物不可避免地要穿越岩溶发育地区。桩基因其低沉降、高承载力、抗震性好等优点在岩溶区工程建设中得到广泛应用。

岩溶地区由于桩底空洞的存在，使得桩基的承载特性有别于一般地区。目前，关于岩溶发育地区桩基础的研究多集中于桩基自身的承载特性［2-5］，以及具体岩溶问题的稳定性分析评价方面［6-7］。文献［8］基于32根桩的现场试验资料，研究讨论大直径超长桩在桩端沉降下的桩端阻力发挥性状。文献［9］引入强度折减技术，建立了岩溶顶板安全厚度确定的新方法。文献［10］基于固支梁力学模型根据突变理论得出桩基荷载下岩溶顶板安全厚度确定方法。岩溶对桩基承载特性的影响研究较少［11-12］，我国现行规范也尚未对岩溶区桩基承载力确定方法有明确规定。本文结合现场静载荷试验，采用FLAC3D有限差分软件设计正交数值模拟试验系统研究溶洞顶板厚度、跨度、溶洞高度以及基岩类别4项影响因子对桩基承载特性的影响，对进一步深化、完善现行的岩溶发育区桩基础的设计并指导施工，具有一定的理论意义及工程应用价值。……