强岩溶区溶洞特征对桩基力学特性影响研究——以贵州储备粮基地建设为例

摘要

为探究强岩溶发育区邻近溶洞桩基施工力学特性，以贵州习水国家战略储备粮库项目为背景，采用MIDAS GTS建立数值模型，分析了不同溶洞直径、数量条件下的桩身侧摩阻力、桩身轴力变化规律以及地层应力分布特征。结果表明，岩土层存在溶洞发育时，侧摩阻力减小幅度约为14.68%,当溶洞直径增大至2D时，溶洞影响核心区域侧摩阻力衰减至7.47 kPa,相比无溶洞工况同一区间减小52.31%,而溶洞数量的增加主要影响侧摩阻力沿桩身的分布特征。溶洞发育区桩身轴力下降速率明显放缓或出现增大现象，伴随着洞径增大轴力最大增幅为35.1%,相比无岩溶，溶洞的出现使得桩身轴力最大增幅达65.1%。地层最大主应力方面，2D洞径时洞周最大主应力达到413.06 kPa,相比于0.5D溶洞直径增大3.36倍，而溶洞数量对地基最大主应力的影响相对有限。强岩溶区桩基承载能力主要受溶洞直径扩张影响，试验与模拟在3 000 kN荷载下沉降吻合(误差6.14%),证实洞径扩大是导致沉降与承载力下降的关键。

关键词

强岩溶发育 / 溶洞 / 桩基施工 / 力学特性 / 数值模拟 / 原位静载试验