T/CECSGXXXX：2022

中國工程建設協會標準

StandardofChinaAssociationforEngineeringConstructionStandardization

巖溶區公路橋梁樁基設計與施工技術規程

TechnicalSpecificationforDesignandConstructionofHighwayBridgebyPile

Foundation

（征求意見稿）

中國工程建設標準化協會發布

IssuedbyChinaAssociationforEngineeringConstructionStandardization

巖溶區公路橋梁樁基設計與施工技術規程（T/CECSG:XXX-2021）

目錄

1總則....................................................................................................................-1-

2術語和符號........................................................................................................-3-

2.1術語..........................................................................................................-3-

2.2符號..........................................................................................................-6-

3基本規定............................................................................................................-9-

4設計與計算......................................................................................................-12-

4.1一般規定................................................................................................-12-

4.2樁基設計................................................................................................-14-

4.3承載力計算............................................................................................-19-

4.4穩定性分析............................................................................................-26-

4.5基本構造................................................................................................-29-

5施工..................................................................................................................-32-

5.1一般規定................................................................................................-32-

5.2溶洞預處理............................................................................................-34-

5.3沖擊成孔灌注樁....................................................................................-35-

5.4人工挖孔灌注樁......................................................................................-38-

5.5旋挖鉆成孔灌注樁................................................................................-40-

5.6灌注混凝土............................................................................................-43-

5.7施工應急處理........................................................................................-44-

6質量檢測與承載力測試..................................................................................-46-

6.1一般規定................................................................................................-46-

6.2質量檢測................................................................................................-47-

6.3承載力測試............................................................................................-50-

附錄A溶洞的穩定性計算.................................................................................-51-

附錄B樁基抗滑移穩定性驗算.........................................................................-55-

I

總則

1總則

1.0.1為規范和指導巖溶地區公路橋梁樁基設計與施工，按照安全、耐久、適

用、經濟、環保的原則，制定本規程。

條文說明

我國巖溶地質分布具有范圍廣、面積大的特點，涉及全國多個省份，約占國

土面積的30%以上，尤以西南地區的廣西、貴州、云南、湖南和江西等省份為甚。

巖溶地質的存在，增加了公路橋梁樁基設計、施工的難度和風險。為規范和指導

巖溶地區公路橋梁樁基設計與施工，編制組在收集了國內外巖溶地區灌注樁設計

與施工領域已取得的研究成果，結合我國近年來巖溶灌注樁勘察、設計與施工工

程實踐的基礎上制定本規程。

本規程適用于碳酸鹽類巖溶地區公路橋梁灌注樁的設計與施工。

1.0.2

條文說明

本規程適用于巖溶地區高速公路和其他各等級公路橋梁灌注樁的設計、施工、

檢測與驗收，適用范圍限于碳酸鹽巖類巖溶，編寫內容以樁基設計與施工為主，

對巖溶地質勘察、樁基質量檢驗與驗收，以及承載力檢測，也提出了基本的工作

要點與技術要求。

巖溶地區公路橋梁樁基的設計、施工與檢測，應積極推廣采用新技術、

1.0.3

新結構、新材料、新工藝、新檢測方法，提高樁基工程的質量。

條文說明

在巖溶地區公路橋梁樁基的設計與施工過程中，倡導積極推廣采用新技術、

新結構、新材料、新工藝、新檢測方法。對于采用未列入本規程的新技術、新結

構、新材料、新工藝、新檢測方法，要求編制不低于本規程水平的質量標準和工

-1-

巖溶區公路橋梁樁基設計與施工技術規程（T/CECSG:XXX-2021）

藝要求，并經有關部門批準后方可實施。

1.0.4巖溶地區公路橋梁樁基的設計、施工與檢測，除應符合本規程的規定外，

尚應符合國家和行業現行有關標準的規定。

-2-

術語和符號

2術語和符號

2.1術語

2.1.1溶洞karstcave

可溶性巖石被水溶蝕、破壞所形成的空洞。

2.1.2土洞soilcave

發育在可溶巖上覆土層中的洞穴，其形成條件為具有易被潛蝕、吸蝕的

土，土下基巖中有巖溶洞穴、裂隙存在，在土與巖石間有頻繁活動的地下水。

2.1.3豎井cenote

由消泄巖溶地表水的落水洞進一步發育，或洞穴頂板塌陷而形成的深度數

十米至數百米的垂直深井通道。

2.1.4串珠狀溶洞beadedkarstcave

串珠狀溶洞是由于巖溶作用形成的一系列連串如串珠狀的溶洞，有若干個

較大的洞室，洞室之間有比較狹窄的洞道連接。

2.1.5巖溶地基karstsubgrade

巖體中存在溶洞、溶蝕等不良地質現象的地基。

2.1.6溶洞穩定性分析stabilityanalysisofkarstcave

綜合考慮地質構造、巖層產狀、巖性和層厚、洞體形態及埋藏條件、頂板

情況、溶洞充填情況、地下水、橋梁荷重及重要性等影響溶洞穩定性的因素，

采用定性和（或）定量方法分析和評價溶洞頂板的穩定性。

-3-

2.1.7不良地質unfavorablegeologicalcondition

由于各種地質作用和人類活動而造成的工程地質條件不良的地質現象的統

稱。

2.1.8樁基礎pilefoundation

由設置于巖土中的樁和聯接于樁頂的承臺組成的基礎。

2.1.9大直徑嵌巖樁largediameterrock-socketedpile

直徑大于或等于1.5m的嵌巖樁。

2.1.10超長樁superlongpile

樁長大于或等于90m的鉆孔灌注樁。

條文說明

近年來在巖溶地區的一些大型橋梁工程中，鉆孔灌注樁的長度已接近或超過

百米，這大大超出了普通的樁基長度，也超出了常用鉆孔設備的施工能力。超長

樁對施工工藝與其它臨時設施有特殊的要求，為避免引起對巖溶地區超長樁定義

的混亂，有必要對其進行界定，規定巖溶地區樁長大于等于90m的鉆孔灌注樁

為超長樁。

2.1.11懸掛式嵌巖樁suspendedpile

樁體埋設在溶槽或豎井側壁的穩定巖層內，設計時不考慮樁端阻力貢獻，

只計樁側阻力即可滿足豎向承載力要求的嵌巖樁。

條文說明

對于以垂直狀發育為主的巖溶地質體（如溶槽、豎井），若豎向溶槽寬度或

豎井直徑小于設計樁徑，可將樁體埋設在溶槽或豎井側壁的穩定巖層內，在樁長

達到一定值后只計側阻力即可滿足樁基豎向承載力的要求，將這種嵌巖樁稱為懸

掛式嵌巖樁或空底樁。

2.1.12超流態水泥土fluidcementsoil

由粘土或棄土、（粉）細砂、水泥、外加劑和水等按一定比例配置并攪拌

均勻，具有較高流動性，凝結硬化后具有一定的抗滲性和強度，用于巖溶地基

-4-

術語和符號

止水防滲、填充加固等目的，呈流態狀的人工填料。

2.1.13超流態水泥土巖溶處理fluidcementsoilfoundationtreatment

采用超流態水泥土對溶溝（槽）、溶蝕（裂隙、漏斗）、溶洞和伴生土洞等

巖溶地質進行填充、加固的一種地基處理方法。

2.1.14灌注樁后壓漿postgroutingpile

灌注樁成樁后一定時間，通過預設于樁身內的注漿導管及與之相連的樁

端、樁側注漿閥注入水泥漿，使樁端、樁側土體（包括沉渣和泥皮）得到加

固，從而提高單樁承載力，減小沉降。

2.1.15樁端注漿piletipgrouting

樁端注漿通過預設于樁身內的注漿導管及與之相連的樁端注漿閥注入水泥

漿，使樁端土體（包括沉渣）得到加固，提高持力層的樁端阻力。

2.1.16樁側注漿pilesidegrouting

通過預設于樁身內的注漿導管及與之相連的樁側注漿閥注入水泥漿，使樁

側土體（包括泥皮）得到加固，提高樁側摩阻力。

2.1.17組合壓漿combinedgrouting

對同一根樁同時采用樁端注漿和樁側注漿的聯合壓漿方式。

2.1.18負摩阻力negativeskinfriction,negativeshaftresistance

樁周土由于自重固結、濕陷、地面荷載作用等原因而產生大于基樁的沉降

所引起的對樁表面的向下摩阻力。

2.1.19巖溶塌陷Karstcollapse

因巖溶作用而產生的地面塌陷現象。

2.1.20淺層溶洞Shallowkarstcave

本規程所指淺層溶洞是指埋深不大于10m的溶洞。

2.1.21深部溶洞Deepkarstcave

-5-

本規程所指深部溶洞是指埋深大于10m的溶洞。

2.1.22穩定液stabilizedsolution

在旋挖鉆孔施工中為防止地基土坍塌、使地基土穩定的一種液體，以水為

主體，其中溶解有以膨潤土或CMC（梭甲基纖維素）為主要成分的各種原材

料。

2.2符號

2.2.1作用和作用效應有關符號

F——相應于荷載效應的基本組合（分項系數取為1.0），上部結構傳遞至基

礎頂面的豎向力，實際驗算時可取端阻力設計值；

Fk——荷載效應的標準組合下，作用于樁基承臺頂面的豎向力；

Fl——溶洞頂板抗沖切承載力特征值；

G——基礎自重和基礎上的土重；

Gk——樁基承臺和承臺上部土體自重標準值；

H——基巖頂面的水平力；

Hk——荷載效應的標準組合下，作用于樁基承臺底面的水平力；

Hik——荷載效應的標準組合下，作用于第i基樁的水平力；

M——彎矩；

MH——基巖頂面的彎矩；

Mxk、Myk——荷載效應的標準組合下，作用于承臺底面，繞通過群樁形心

的x、y主軸的力矩；

Nk——荷載效應的標準組合軸心豎向力作用下，基樁的平均豎向力；

Nik——荷載效應的標準組合偏心豎向力作用下，第i基樁的豎向力；

Nkmax——荷載效應的標準組合偏心豎向力作用下，樁頂最大豎向力；

P——頂板所受總荷載，為頂板的巖體自重、頂板上覆的土體自重和附加荷

載之和；

Pc——基礎頂面的集中荷載；

T——溶洞頂板的總剪切力；

V——支座處的剪力；

W——滑動巖體（包括基礎）的自重。

2.2.2抗力和材料性能有關符號

-6-

術語和符號

c——外傾滑動結構面的粘聚力；

frk——樁端巖石的飽和單軸抗壓強度標準值；

frki——樁側與hi對應的溶洞隔板巖石的飽和單軸抗壓強度標準值；

fs——巖體計算抗剪強度；

ft——巖石計算抗拉強度；

qik——樁側第i層土的側阻力標準值；

Rh——單樁水平承載力特征值；

Ra——單樁軸向受壓承載力特征值；

γ——溶洞頂板巖體的重度；

α——外傾滑動結構面的傾角；

——外傾滑動結構面的內摩擦角。

2.2.3幾何參數有關符號

A——樁身截面面積；

Ap——樁端截面面積；

b——垂直于彎矩作用平面的基樁邊長；

bh——滑動面的平均寬度；

bl——梁板的寬度；

d——樁身直徑；

H——頂板巖層的厚度；

Hc——頂板塌落高度；

H0——坍落前洞體最大高度；

h——溶洞頂板的厚度；

hi——溶洞隔板厚度；

hr——樁嵌入完整、較完整基巖中的有效深度；

L——滑動巖體的滑動面長度；

l——溶洞跨度；

li——承臺底面或局部沖刷線以下第i層土的厚度；

s——試驗荷載作用下樁身彈性壓縮量的估算值；

u——樁身周長；

ul——溶洞平面的周長；

um——沖切破壞錐體在h/2高度處的周長；

Vr——沖切破壞錐體的計算體積；

-7-

xi、xi、yi、yi——第i、j基樁至y、x軸的距離。

2.2.4計算系數及其它有關符號

c1——根據巖石強度、巖石破碎程度等因素而確定的端阻力發揮系數；

c2i——根據巖石強度、巖石破碎程度等因素而定的第i層巖層的側阻力發揮

系數；

K——安全系數；

k1——根據樁端以下溶洞頂板厚度而定的端阻力折減系數；

m——嵌巖段計入側阻力的隔板數；

n——土的層數；

np——群樁中的樁數；

β——巖石的垂直抗壓強度換算為水平抗壓強度的折減系數；

λ——沖跨比。

ζs——覆蓋層土的側阻力發揮系數。

-8-

基本規定

3基本規定

3.0.1巖溶區公路橋梁勘察除應符合《巖溶區公路工程地質勘察規程》T/CECS

G:Dx-01的規定外，尚應重點查明以下內容：

1溶洞的幾何形態；

2溶洞頂底板及側面的巖體質量及軟弱結構面；

3溶洞填充物和地下水情況；

4串珠狀溶洞之間的巖體質量及厚度，巖體的結構面，頂板厚度及持力層

建議；

5設計要求提供的巖土體物理力學參數。

條文說明

巖溶區橋基勘察應結合巖溶發育強度及對工程的影響程度結合設計需要開

展針對性勘察，查清巖溶發育的地質背景和條件，巖溶發育特征，溶洞形態，對

溶洞穩定性進行評價，并提出設計要求提供的巖土物理力學參數，給出樁基類型

和樁端持力層建議，對有可能產生負摩阻力時分析其對樁基承載力的影響，需提

供負摩阻力系數和減少負摩阻力的建議措施。評價溶洞穩定性時，可采取洞體頂

板巖樣和充填物土樣作物理力學性質試驗，必要時可進行現場頂板巖體的載荷試

驗。對巖溶區橋梁勘察應重視地區經驗，宜采用測繪和調查、鉆探并結合綜合物

探等多種手段和方法進行，多種勘察方法相互印證，針對特大型溶洞和地下暗河

的情況應進行專門研究，制定專門的補充勘探方案，若巖溶區勘察體量較大，可

結合物探方法進行勘察，對物探結果表明較大（洞高大于3m）的溶洞須進行鉆

探。

3.0.2巖溶地區的橋位布置應盡量避開巖溶強烈發育地帶、存在穩定性差的大

型溶洞、地下暗河或主要地下水通道等地段。

-9-

巖溶區公路橋梁樁基設計與施工技術規程（T/CECSG:XXX-2021）

條文說明

《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》TB10093-2017規定，巖溶地段的工程地

質選線應遵循下列原則：線路應繞避巖溶強烈發育地帶、可溶巖與非可溶巖的接

觸帶、構造發育帶、巖溶水富集區及巖溶水排泄帶；線路應繞避地面塌陷分布密

集、有土洞分布的覆蓋型巖溶地段；線路應選擇在非巖溶化地區或巖溶發育微弱、

范圍最窄、層數最少、頂板穩固、受巖溶水影響小的地帶通過。地下暗河或地下

水主要通道修筑樁基可能造成地下水文環境變化，在上述復雜巖溶地質條件下進

行樁基工程施工容易出現漏漿、卡鉆、掉鉆，甚至大面積的巖溶塌陷等問題，影

響工程進度甚至無法保證工程的順利進行，施工存在較大的安全隱患，施工質量

也難以保證，同時處治難度大、費用高，在設計階段盡量遵循繞避原則。對于橋

下溶洞發育差別較大，個別墩臺下溶洞特別發育，其他墩臺不很發育的情況，通

過調整孔跨布置避開串珠狀或難以處理的較大溶洞。

3.0.3巖溶地區橋梁樁基應按照下列兩類極限狀態進行設計：

1正常使用極限狀態：樁基達到橋梁正常使用階段的變形限值或達到耐久

性要求某項限值的狀態；

2承載能力極限狀態：樁基達到最大承載能力、整體失穩破壞或發生不適

宜繼續承載變形或變位的狀態。

3.0.4巖溶區橋梁樁基驗算應滿足的以下基本要求：

1地基基礎應進行承載力和穩定性計算，必要時尚應進行沉降驗算；

2樁基設計應進行附加荷載組合效應作用下溶洞頂板穩定性驗算。

條文說明

樁基附加荷載組合效應是指樁頂荷載加上樁體自重減去土體的浮重后作用

于溶洞頂板的荷載，附加荷載是導致溶洞失穩的直接因素。

3.0.5存在下列情況之一的巖溶場地，樁基設計與施工宜進行專門研究與論證，

且勘察手段應加強：

1單一溶洞頂底相對高差大于8m；

2鉆孔見洞（隙）率大于60%；

3鉆孔線巖溶率大于30%；

4溶槽或串珠狀豎向溶洞發育深度超過50m。

-10-

基本規定

條文說明

對于鉆孔見洞（隙）率大于60%或線巖溶率大于30%的場地，巖溶塌陷常

見，屬于極不穩定地段，嚴重威脅結構物的安全。結合部分地區施工經驗，近年

來隨著施工技術水平的提高，對于洞高小于8m，串珠狀溶洞發育深度小于50m

的基礎施工已有保證。但對于超出這個范圍的場地，施工質量較難保證，處理難

度和費用都高，工期較難控制。因此，對于這類巖溶場地的樁基施工和設計應進

行專門論證。

3.0.6巖溶地區公路橋梁樁基設計采用的作用效應組合與相應的抗力限值，應

符合現行行業標準《公路橋涵地基與基礎設計規范》JTG3363的規定。

3.0.7巖溶地區橋梁樁基的設計使用年限不應低于上部結構的設計使用年限。

基礎混凝土結構的耐久性設計應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB

50010和《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476的規定。

-11-

4設計與計算

4.1一般規定

4.1.1巖溶地區橋梁的群樁基礎，其單樁的樁頂作用應按下列公式計算：

1軸心豎向力作用下

NGkk

Nk（4.1.1-1）

np

2偏心豎向力作用下

NGMyMx

kkxkiyki（）

Nik224.1.1-2

npyjjx

3水平力作用下

Hk

Hik（4.1.1-3）

np

式中：

Fk——荷載效應的標準組合下，作用于樁基承臺頂面的豎向力（kN）；

Gk——樁基承臺和承臺上部土體自重標準值，對穩定的地下水位線以下部分

應扣除水的浮力（kN）；

np——群樁中的樁數；

Nk——荷載效應的標準組合軸心豎向力作用下，基樁的平均豎向力（kN）；

Nik——荷載效應的標準組合偏心豎向力作用下，第i基樁的豎向力（kN）；

Mxk、Myk——荷載效應的標準組合下，作用于承臺底面，繞通過群樁形心的

x、y主軸的力矩（kN·m）；

xi、xi、yi、yi——第i、j基樁至y、x軸的距離（m）；

Hk——荷載效應的標準組合下，作用于樁基承臺底面的水平力（kN）；

Hik——荷載效應的標準組合下，作用于第i基樁的水平力（kN）。

4.1.2單樁承載力計算應符合下列要求：

-12-

設計與計算

1軸心豎向力作用下

NRka（4.1.2-1）

偏心豎向力作用下，除應滿足上式外，尚應符合下式要求：

NRkmaxa1.20（4.1.2-2）

式中：

Ra——單樁軸向受壓承載力特征值（kN）；

Nkmax——荷載效應的標準組合偏心豎向力作用下，樁頂最大豎向力（kN）；

2水平荷載作用下

HRikh（4.1.2-3）

式中：

Rh——單樁水平承載力特征值（kN）。

4.1.3對利用溶洞頂板作為樁端持力層的橋梁樁基設計，宜遵循溶洞頂板承載

能力控制為主，變形控制為輔的原則，以定性判斷與定量分析相結合的方式進行。

條文說明

本條規定對于利用溶洞頂板作為樁端持力層的橋梁樁基，在進行溶洞頂板的

強度計算和穩定性分析時應遵循的一般原則，頂板的強度和穩定性問題直接影響

橋梁樁基和上部結構的安全，設計人員應予以高度重視。溶洞頂板穩定性的影響

因素包括：溶洞頂板厚度、溶洞跨度及形態，巖層產狀、節理、裂隙狀況及巖石

的物理力學性質、荷載情況、巖石含水量與溫度變化，以及洞內水流的溶蝕和搬

運的機械破壞作用等。目前對巖溶頂板穩定性的定量或半定量評價，仍處于探索

階段，部分技術文獻和規程規范中提出了采用結構力學中的梁、板和拱等理論評

價方法，但值得注意的是，由于巖體強度參數的變異性和計算邊界條件不易明確

等限制性因素，理論計算結果難免具有不確定性。考慮到由于巖溶地質條件的復

雜性，尚應根據實際情況，在有可靠設計經驗與勘探資料的基礎上慎重確定，目

前實測資料很少，巖溶定量評價缺少經驗，現行評價洞體穩定性的方法往往具有

較大的安全儲備。在工程實踐中，應積極創造條件，更多地進行一些洞體頂板試

驗，積累較多的現場實測資料。

4.1.4溶洞頂板穩定性評價宜采用定性與定量相結合的方法，遵循先定性后定

量的基本原則。根據具體工程特點和地區經驗進行樁基溶洞頂板穩定性評價，也

可結合工程經驗類比法對樁基溶洞頂板的穩定性進行評價，必要時可對樁基位移、

-13-

圍巖應力與變形等實施監測。

條文說明

巖溶地質的復雜性使得設計參數的代表值和變異性往往不易掌握，計算理論

與預測結果也不一定完全符合實際，此外，由于影響巖溶地基穩定性的因素很多，

現行勘探手段一般很難準確查明巖溶特征，目前巖溶地區橋梁樁基的穩定性評價

仍然是以定性和經驗為主，定量分析為輔的方式進行，其中，定性評價方法主要

有綜合分析法、經驗比擬法和模糊綜合評判法；定量評價方法主要包括穩定系數

法、數值分析法和應用統計法；此外，還有較為常用的半定量評價方法，主要有

荷載結構法、頂板厚跨比法、估算頂板安全厚度法和現場試驗法等。

4.1.5巖溶地區樁端持力層巖體較破碎、巖溶裂隙發育時宜進行后壓漿，設計

時可將后壓漿處理作為樁基承載力的組成部分。灌注樁后壓漿的注漿工藝、注漿

量控制與質量檢驗等應符合現行標準《公路橋梁灌注樁后壓漿技術規程》T/CECS

G:D67-01的規定。

4.2樁基設計

4.2.1巖溶地區橋梁樁基選型應符合以下要求：

1對基巖裸露或覆蓋層較薄的巖溶場地，應結合溶洞頂板情況對采用嵌入

巖層的擴大基礎或采用樁基礎兩種方案進行技術經濟比較，當采用擴大基礎時應

嵌入較完整基巖，采用樁基礎時不得使用大直徑的短樁；

2基巖埋深較深、基巖下溶洞發育強烈，樁端無較好的持力層時，可采

用摩擦型樁，并采用后注漿技術進行加固；

3當基巖面起伏很大且埋深較大時，應對摩擦型群樁和支承于完整基巖內

的端承型群樁進行技術經濟比較，同一承臺下相鄰基樁的底面高程不宜有較大差

異；

4同一承臺下的樁基宜采用相同的樁徑，不宜選用壓縮性差異較大的土層

作樁端持力層，不宜同時采用摩擦型樁和端承型樁。

5當場地巖溶強發育，對串珠狀和廳堂式大型溶洞的巖溶地質，宜采用群

樁基礎。

條文說明

由于巖溶地區的基巖面通常起伏較大，溶溝（槽）、溶蝕（裂隙、漏斗）、石

芽和伴生土洞往往較發育，且無全風化、強風化巖層過渡等特點，橋梁樁基的設

-14-

設計與計算

計與選型，需根據巖溶地質條件、荷載大小、巖（土）層性質、橋梁結構類型和

使用要求、樁距、樁徑、施工條件及工期、環境影響和工程造價等因素，因地制

宜進行綜合比較后確定，可采用摩擦樁、端承樁和嵌巖樁。

當采用樁基礎比采用擴大基礎、箱筏基礎或地基加固處理等地基基礎方案，

在技術經濟和施工條件等方面更優越時，可考慮采用樁基礎，但無論采用何種基

礎型式，都應避免因橋梁基礎的設置而導致橋址的區域水文地質環境發生顯著變

化。大直徑短樁的剛度大，應力集中現象比較明顯，巖溶區樁基設計時不應采用

這一樁型。

巖面起伏很大是指鄰近樁底的基巖面埋深相差超過5m，埋深較大（不小于

30m）時，屬于典型的土巖組合地基，上覆土質地基壓縮性不均勻現象顯著，考

慮到嵌巖樁樁長變異性過大，嵌巖施工難以實施，樁基設計時可采用直徑小、數

量多的摩擦型群樁，并采用后注漿加固技術，形成整體性和剛度很大的塊體基礎，

減小基礎的不均勻沉降，或者考慮采用支承于完整基巖的端承樁，并保證基礎寬

度方向的底面高程不宜有較大差異，但需注意此時樁基非嵌巖段的長度會相差較

大，起伏巖面也會增加樁基的施工難度。因此，對于巖面起伏很大且埋深較大的

巖溶地質，在具體設計時需要結合施工、構造、沉降等多方面的因素，在摩擦型

群樁和端承群樁之間比選。

端承樁和摩擦樁的承載力發揮機理和沉降不同，樁徑和樁長也是影響樁基承

載變位特性的兩個重要因素，同一承臺下的樁基，當采用部分端承樁型和部分摩

擦樁型，以及直徑不同和不應選擇壓縮性差異較大的巖土層作樁基持力層，由于

摩擦樁的沉降會大于端承樁，可能導致橋梁結構產生不均勻沉降，而為了消除這

種不均勻沉降，承臺的厚度勢必增大，導致不經濟且顯著增加施工難度。

當基巖巖溶強發育時，基巖的溶洞較大，串珠狀和廳式溶洞相互交錯，溶溝、

溶槽密布，巖面起伏極大。在一些樁基不合格工程中，經CT檢查發現，有些樁

端一部分支承于基巖上，一部分懸空，樁身縮徑嚴重；所以，單根樁端實際承載

力及工作狀態與設計相差較大，可靠度不高；群樁相比單樁的優點就是將上部荷

載擴散到由基巖的整體承擔，而不是由基巖的某一處或某一點來承擔；單根樁承

臺結構破壞的失效概率高于群樁，一個承臺下的樁數越多，承臺結構破壞的失效

概率就越低；從荷載類型來講，集中荷載較均布荷載對結構作用更為不利，因而

單樁對類似溶洞頂板穩固性及破壞性要較面荷載嚴重的多。

4.2.2巖溶地區的樁基設計，當基巖上覆土層的穩定性有保證，且樁端持力層

承載力及厚度滿足要求，可利用上覆土層作為樁端持力層。

-15-

條文說明

巖溶地區的嵌巖樁在成孔中常發生漏漿、塌孔和埋鉆現象，給施工造成困難，

因此應首先考慮利用上覆土層作為樁端持力層的可行性。利用上覆土層作為樁端

持力層的條件是上覆土層是穩定的土層，其承載力及厚度應滿足要求。

4.2.3當樁端以下3d及5m深度范圍內為完整或較完整巖層時，可利用溶洞

頂板作為樁端持力層，并應對頂板進行強度計算和穩定性驗算，當溶洞頂板不能

作為樁端持力層時，樁端應進入強度和穩定性符合要求的巖層或對溶洞進行處理。

條文說明

樁端持力層滿足“3倍樁底直徑及5m深度范圍內為完整或較完整巖層”的

規定，是參考國內如《巖溶地區建筑地基基礎技術標準》GB/T51238、《鐵路橋

涵地基和基礎設計規范》TB10093、《巖溶地區公路橋梁樁基設計與施工技術指

南》GDJTG/TA01等規范規定，樁端平面以下頂板的最小厚度與圍巖類別、洞

跨、基礎型式、荷載等因素密切有關，其中，巖層“完整或較完整”要求依據

《公路工程地質勘察規范》JTGC20的巖體完整程度劃分。從經濟角度考慮，溶

洞頂板條件滿足“3倍樁底直徑及5m深度范圍無裂隙分布時”可以利用頂板作

為樁基礎持力層，除考慮其強度外，還應進行穩定性驗算。

4.2.4樁徑大于豎向溶槽寬度或豎井直徑時，可選擇嵌巖段基本質量等級為Ⅲ

級及Ⅲ級以上的巖體作為樁基持力層，按懸掛式嵌巖樁進行樁基豎向承載力設計，

最小嵌巖深度不應小于5倍樁徑，并于基巖面上加做承臺。

條文說明

對于豎向發育深度很大的溶槽或溶洞處，欲將基礎置于溶槽或溶洞的底板巖

體內既不經濟施工難度也大，如果設計樁徑大于溶槽寬度或溶洞直徑，即樁身是

嵌入溶槽或溶洞側壁穩定巖體中的，可采用懸掛式嵌巖樁（即空底樁）模式進行

設計計算，只需樁基的側阻力滿足荷載要求，勿需樁底嵌入溶槽或溶洞底部的穩

定巖體內，這一設計模式已為很多深挖難以到底的工程所使用，同時本條規定嵌

巖深度不應小于5倍樁徑，并于基巖面上加做適當尺寸的承臺，以及本規程第

4.3.4條中豎向承載力計算時側阻力應等于或大于設計荷載的1.25倍的規定，都

是從提高安全度的角度考慮的。

4.2.5對串珠狀豎向巖溶地質極發育的地段，當初選的設計樁長大于90m，

-16-

設計與計算

且無法找到合適的溶洞頂板時，可將樁端置于厚度不小于3m的完整或較完整的

溶洞頂板，按懸掛式嵌巖樁進行設計，同時在基巖面加做承臺，并采用后壓漿工

藝對溶洞頂板進行加固處理。

條文說明

對串珠狀溶洞發育地區的橋梁樁基，宜選擇洞隙群間可能提供足夠側阻力的

完整、較完整溶洞頂（隔）板作為樁基持力層；對于串珠狀巖溶地質極發育的建

設場地，樁基設計時可能會出現一直增加樁長（樁長可達百米）樁端持力層也無

法滿足“3倍樁底直徑及5m深度范圍內為完整或較完整巖層”的要求，而巖溶

樁基現場試驗結果表明：巖溶溶洞僅在其分布位置對樁基的側阻力有影響，對其

它巖層段的側阻力影響不大。因此，即使是對位于串珠狀巖溶地質極發育地段的

嵌巖樁，當樁基嵌巖達到一定深度時，樁側阻力將承擔樁頂的大部分豎向荷載，

甚至是全部荷載。鑒于此，樁基設計時可假定樁頂設計荷載全部由樁側持力層承

擔，而樁端力作為安全儲備，不考慮其對樁基豎向承載力的貢獻，即當樁端頂板

厚度小于等于3倍樁底直徑及5m時均不計端阻力，將樁基按懸掛式嵌巖樁（空

底樁）進行設計。同時，為保證樁基承載力的安全性，提高樁端持力層頂板的膠

結程度、減小樁端沉渣對樁底剛度的不利影響，也為了防止溶洞頂板突然坍塌造

成樁基破壞的安全事故，宜同時在基巖面加做適當尺寸的承臺，并采用后壓漿工

藝對樁端持力層進行加固處理。

4.2.6對選擇完整或較完整溶洞頂板作為樁端持力層的嵌巖樁，當

H12H6d（H1為嵌巖深度，H2為溶洞頂板厚度，d為樁徑）時，樁基嵌巖

深度應遵循“溶洞頂板安全性為首要考慮條件，嵌入基巖宜淺不宜深”的原則，

樁基嵌巖深度宜取1d～3d，且嵌巖深度不小于0.5m。

條文說明

溶洞頂板作為樁端持力層時，其安全厚度為頂板總厚度扣除嵌巖深度后的值，

因此，對選擇完整或較完整溶洞頂板作為樁端持力層的嵌巖樁，應考慮樁基礎與

巖溶洞室之間的相互影響。結合廣東省地方標準《巖溶地區公路橋梁樁基設計與

施工技術指南》的研究成果，對于溶洞頂板存在雙因素相互制約的情況，如圖4.1

所示。當基巖面與溶洞頂面距離（完整持力層厚度）為5倍的樁樁左右時，若是

樁端穿過溶洞也無法找到合適的落腳點，同時穿越多層溶洞也會大大的增加成本

和施工風險。因此當嵌巖深度和溶洞頂板厚度一定，尤其兩者之和不大于6d時，

-17-

嵌巖深度和樁端下溶洞頂板厚度相互制約的情況下,為了確保溶洞頂板的安全穩

定，其厚度應盡可能大，且滿足不小于3d厚度的要求，嵌巖深度應遵循“溶洞

頂板安全性為首要考慮條件，嵌入基巖宜淺不宜深”的原則，樁基嵌巖深度宜

在1d3d之間取值，且嵌巖深度不小于0.5m。

35

30

25

20

15

10

5

承載力特性（MPa）0

0123456

嵌巖深度（d）

嵌巖段側摩阻力（Mpa）樁端承力(Mpa)極限承載力(Mpa)

圖4.1雙制約因素下承載力特性分析

4.2.7巖溶地區嵌巖樁樁端以下頂板厚度應大于2.5d且不小于4m。

條文說明

樁基荷載分擔比是影響持力層溶洞安全性的重要影響因素，當采用摩擦型樁

設計時，可以有效的減小樁端的應力，提高樁端下溶洞的安全性。同時樁身和樁

周土的最大滑移距離是保證樁基側摩阻力的前提，當溶洞頂板太薄時，樁土相對

滑移距離沒有達到最大樁側摩阻力時，溶洞頂板已經破壞。因此為了保證樁土的

最大滑移距離，使樁側摩阻力充分發揮，應保證樁端面以下溶洞頂板厚度大于

2.5d且不小于4m。

4.2.8樁端全斷面嵌入完整或較完整硬質巖持力層的深度不宜小于0.5d，且不

不小于0.5m，對巖溶基巖面傾斜度大于30%的地段，宜根據傾斜度和巖石完整

性適當加大樁端入巖深度。

條文說明

關于嵌巖樁的嵌巖深度原則上按計算確定，計算中綜合反映荷載、上覆土層、

基巖性質、樁徑、樁長諸因素，樁端部應全斷面嵌入傾斜的完整和較完整巖的深

度不宜小于0.5d（嵌入傾斜的完整和較完整巖的深度按巖面坡下方的深度計），

以免樁受力后發生偏斜或滑移，對于傾斜度大于30%的中風化巖，宜根據傾斜度

及巖石完整程度適當加大嵌巖深度，確保樁基的穩定性。

-18-

設計與計算

4.2.9大直徑端承樁應確保基底以下一定范圍內無影響樁基穩定性的軟弱夾

層、斷裂破碎帶、洞隙密集帶和大型溶洞，還應滿足下列規定：

1基底應力擴散線的位置應低于周邊巖洞的底面高程；

2基底向臨近洞體臨空面的抗沖切驗算應處于穩定狀態。

4.3承載力計算

4.3.1巖溶地區橋梁樁基豎向承載力的計算，可按下列規定進行：

1承臺底面以上的荷載假定全部由樁基承受；

2橋臺土壓力可自填土前的原始地面起算；

3成孔過程中形成的護壁厚度應不計入樁的設計樁徑尺寸內。

4.3.2樁基符合下列條件之一時，應考慮樁側巖（土）體失穩產生負摩阻力的

不利影響，負摩阻力大小可參考行業標準《公路橋涵地基與基礎設計規范》JTG

3363的相關公式進行計算：

1地表淺層及巖土接觸帶存在土洞并有塌陷可能時；

2樁基穿越較厚新近填土、欠固結土和膨脹土時；

3地下水位降低使樁周土體中的有效應力增大，并產生顯著壓縮沉降時；

4樁基穿越較厚的軟弱土層，且附近場地地面可能進行大面積堆載或填土

時；

5溶洞頂板屬基本質量等級為Ⅳ、Ⅴ級的巖體，成孔過程中可能出現頂板

掉塊時；

6樁基穿過內部含有較多欠固結軟弱填充物的大型溶洞等情況時，應考慮

地下水位下降所引起的樁基負摩阻力影響。

條文說明

對巖溶地區以巖石為持力層的樁基礎，應考慮樁側巖（土）體失穩產生負摩

阻力影響的條件，因巖體掉塊產生負摩阻力的相關計算理論目前比較缺乏，可參

考土體負摩阻力理論進行分析計算。

4.3.3滿足下列條件時，可不考慮溶洞對樁基承載力的影響：

1當樁端存在偏心溶洞時，若溶洞所處位置在樁端應力擴散影響范圍外，可

不考慮巖溶對樁基承載力的影響；

2當溶洞頂板厚度大于5d時，可不考慮溶洞對樁基承載力的影響。當勘察

-19-

資料顯示樁端下溶洞高度小于5m，其頂板跨度小于臨界跨度Lcr=d+2htan(θ)(d為

樁徑，h為頂板厚度，θ為巖石應力擴散角)時，可不用考慮溶洞對樁基承載力的

影響，且頂板厚度大于1d且不小于2m。

條文說明

根據樁端應力擴散理論，當溶洞偏離樁基一定距離溶洞位于樁端應力擴散范

圍外時，溶洞存在對樁基穩定性影響很小，可忽略不計。

4.3.4樁基設計采用的單樁軸向受壓承載力特征值Ra，根據樁端持力層類別

的不同，可分為以下兩種情形進行計算：

1土質地基

對于深覆蓋型和埋藏型的巖溶地質，當場地地質條件符合本規程第4.2.5條

的規定時，可將橋梁樁基設計為埋置在土體中的摩擦樁，其單樁軸向受壓承載

力特征值[Ra]，可按現行行業標準《公路橋涵地基與基礎設計規范》JTG3363

中第6.3.3條的規定進行計算；

2巖石地基

mn

Rca1k1Apfucrk2rkskhfulqiiiii0.5（4.3.4-1）

ii11

式中：

Ra——單樁軸向受壓承載力特征值（kN），計算時應考慮樁身自重和浮力的

影響；

c1——根據巖石強度、巖石破碎程度等因素而確定的端阻力發揮系數，按表

4.3.4-1采用；

k1——根據樁端以下溶洞頂板厚度而定的端阻力折減系數，可按表4.3.4-2采

用；

2

Ap——樁端截面面積（m），對于闊底樁，取闊底截面面積；

frk——樁端巖石的飽和單軸抗壓強度標準值（kPa）；

u——各土層或各巖層部分的樁身周長（m）；

n——土的層數；

m——嵌巖段計入側阻力的隔板數。在查明沿樁身各個溶洞的分布與形態尺

寸，并合理預估與扣除溶洞頂板可能塌落高度的前提下，單樁軸向受壓承載力計

算時才能考慮嵌巖段溶洞隔板的側阻力；

c2i——根據巖石強度、巖石破碎程度等因素而定的第i層巖層的側阻力發揮

系數，按表4.3.4-1采用；

hi——嵌巖段大于等于2.0m的中風化及中風化以上的完整或較完整溶洞隔

-20-

設計與計算

板厚度（m）。樁基穿越部位的單個溶洞隔板厚度hi變化時，應取鉆探揭露的該

隔板厚度的最小值進行計算；溶洞頂板的巖面傾斜時，應以坡下方的嵌巖深度為

hi的計算取值；

frki——樁側與hi對應的溶洞隔板巖石的飽和單軸抗壓強度標準值（kPa）；

ζs——覆蓋層土的側阻力發揮系數，根據樁端巖石的飽和單軸抗壓強度標準

值frk進行確定，見表4.3.4-3；

li——承臺底面或局部沖刷線以下第i層土的厚度（m），擴孔部分不計，當

Σli<10m，且存在未經有效處理或未查明的隱伏土洞時，可不考慮樁側土的正摩

阻力；

qik——樁側第i層土的側阻力標準值（kPa），宜采用單樁摩阻力試驗值或當

地經驗值，無試驗條件和當地經驗時，可根據成樁工藝按現行行業標準《公路橋

涵地基與基礎設計規范》JTG3363的規定取值，且不宜計入洞內天然填充物產

生的側摩阻力。

表4.3.4-1發揮系數c1、c2

巖石層情況c1c2

完整、較完整0.60.05

較破碎0.50.04

破碎、極破碎0.40.03

注：（1）入巖深度小于或等于0.5m時，c1乘以0.75的折減系數，c2=0；

（2）對于地下水位以下和采用泥漿護壁的鉆、沖孔樁，系數c1、c2值降低20%采用，對樁

端沉渣厚度t，d≤1.5m時，t≤50mm；d>1.5m時，t≤100mm；

（3）對以中風化巖層作為持力層的情況，c1、c2分別乘以0.75的折減系數；

（4）樁端有擴大頭時，擴大頭斜面部分取c2=0；

（5）對于串珠狀溶洞或多層溶洞地質條件下的嵌巖樁，當溶洞頂（隔）板巖體的基本質量

等級為Ⅰ級或Ⅱ級，且厚度大于等于2.0m時，可將溶洞頂（隔）板產生的樁側摩阻力乘以

0.75的折減系數。

表4.3.4-2端阻力折減系數k1

頂板厚度（d）34567>8

k10.250.450.650.800.901.00

注：頂板厚度為樁徑d的倍數。厚跨比η≥0.5時，k1按上表取值；η<0.2時，k1乘以0.50

的折減系數；0.2≤η<0.5時，k1的折減系數按線性內插取值。

表4.3.4-3覆蓋層土的側阻力發揮系數系數ζs

frk（MPa）2153060

ζs1.00.80.50.2

注：（1）frk為非表列數值時，ζs可線性內插取值；

-21-

（2）當frk>60MPa時，ζs可按frk=60MPa取值；

（3）frk<2Mpa時，按摩擦樁計算。

3根據樁基所在位置處串珠狀豎向巖溶地質的不同發育程度，在使用式

（4.3.4-1）計算單樁軸向受壓承載力特征值Ra時，可分為以下兩種情形：

（1）對于串珠狀巖溶地質發育的場地，樁基的設計可穿過多層串珠狀溶洞

的隔板，選擇厚度大于等于3倍樁徑且不小于5m的完整、較完整的溶洞頂板作

為樁端持力層，按式（4.3.4-1）計算單樁軸向受壓承載力特征值Ra；

（2）對于串珠狀巖溶地質極發育的場地，過大地增加樁長也無法找到合適

的樁端持力層的嵌巖樁和設計樁徑大于豎向溶槽寬度或豎井直徑的嵌巖樁，可按

懸掛式嵌巖樁（空底樁）進行樁基豎向承載力設計，不計式（4.3.4-1）中的端阻

力計算項，并保證嵌巖段提供的側阻力不應低于設計荷載的1.25倍。

條文說明

本條規定關于巖溶地區橋梁樁基設計采用的單樁軸向受壓承載力特征值Ra

的計算方法，考慮了工程實踐中因上覆土層厚度的不同，樁端持力層可能為土質

地基和巖質地基兩種不同情形：

1對于土質地基，如廣東省等地區其巖溶地質的上覆土層可達幾十米甚至

更大的厚度，對此類覆土厚度較大（厚度不小于30m）的碳酸鹽巖地層，如果樁

基設計時全部要求樁端嵌入巖層，則樁長勢必顯著增加，成為穿越土層厚度遠超

常規的嵌巖樁，對樁基的水平承載力和壓屈穩定性不利，且增加樁基成孔和施工

的困難性，樁基質量也難以保障，此外，樁端嵌巖時樁基的沉降量會小于樁周土

層的沉降量，還可能產生樁基負摩阻力問題，對樁基的豎向承載力也不利。因此，

當建設場地的上覆土層地質條件符合本規程第4.2.5條的規定時，可將樁基設計

為摩擦樁，此時單樁軸向受壓承載力特征值Ra的計算，可按現行行業標準《公

路橋涵地基與基礎設計規范》JTG3363中第6.3.3條的相關規定執行；

2對于巖質地基，當直接利用巖石飽和單軸抗壓強度標準值和樁側土的側

阻力標準值計算單樁軸向受壓承載力特征值Ra時，本規程參考現行行業標準《公

路橋涵地基與基礎設計規范》JTG3363中第6.3.7條關于支承在基巖上或嵌入基

巖中的鉆（挖）孔樁、沉樁的單樁軸向受壓承載力特征值的計算表達式，并指出

當巖溶樁基的樁端持力層為巖石時，其單樁軸向受壓承載力特征值Ra可由上覆

土層的摩阻力、嵌巖段的摩阻力和端阻力三部分組成，并給出了Ra的計算公式，

樁基設計時可根據具體的地質情況對豎向承載力的三個組成部分進行取舍；串珠

狀溶洞對于樁身穿過溶洞頂（隔）板的巖體是否計算側阻力的問題，在工程實踐

中也是備受關注的問題，若不分具體條件一律不計頂（隔）板巖體的側阻力，樁

基設計時樁長可能會極大地增加，這不符合樁基的實際工作特性，而當串珠狀溶

-22-

設計與計算

洞的頂（隔）板厚度較大時巖體的完整性和質量往往就有保障，洞頂（隔）板巖

體的側阻力就可做到有依據地加以合理利用，計入側阻力的巖層頂（隔）板應首

先應滿足自身穩定性，成孔過程中不發生掉塊現象，并具有一定的厚度（不小于

2.0m）。

3根據樁基所在位置處串珠狀豎向巖溶地質的不同發育程度，單樁軸向受

壓承載力特征值Ra的計算，可分為以下兩種情形：

（1）對于串珠狀巖溶地質強發育條件下（串珠狀豎向溶洞或溶槽發育深度

達20m以上）的嵌巖樁，單樁豎向抗壓承載力設計時應根據巖土工程勘察資料，

選擇厚度大于等于3倍樁底直徑且不小于5m的完整、較完整的溶洞頂板作為

樁端持力層，樁基豎向承載力的計算應計入兩相鄰溶洞之間的隔板產生的側摩阻

力和嵌固段溶洞頂板產生的端阻力，并且條件適宜時可計入上覆土層段的摩阻力。

在以溶洞隔板的厚度是否大于等于2.0m，且巖體的基本質量等級為Ⅰ級或Ⅱ級，

作為嵌巖段隔板計入或不計入側阻力的判定條件時需注意，對于樁基穿越段內兩

相鄰大溶洞之間寬度或直徑較小（與樁徑相比，溶洞的平面尺寸小于樁徑）的溶

洞，可不考慮尺寸較小的溶洞對隔板厚度的削減作用；此外，廣東省地方標準《巖

溶地區公路橋梁樁基設計與施工技術指南》GDJTG/TA01在對巖溶地區單樁軸

向受壓承載力特征值Ra進行計算時，引入了根據溶洞頂板厚度而定的端阻折減

系數k1，認為當溶洞頂板穩定且厚度達到8d（d為樁徑）時，可不考慮溶洞對樁

基承載力特性的影響，按一般條件下嵌巖樁設計，廣東省地標規定的k1取值如

表4.1所示：

表4.1頂板厚度與端阻折減系數k1

頂板厚度（d）0.51234567>8

k10.020.070.150.290.510.690.830.891.00

注：頂板厚度為樁徑d的倍數。

本規程在對以溶洞頂板作為樁端持力層的