武漢城市橋梁地基處理研究

游姍

摘 要：針對武漢橋梁建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，認(rèn)真分析了武漢地區(qū)特有的地質(zhì)環(huán)境，以及在該地質(zhì)環(huán)境下橋梁工程將會面臨怎樣的地基問題，并提出了解決辦法。

關(guān)鍵詞：武漢；橋梁建設(shè)；地基問題；解決辦法

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：16723198（2014）12017301

0 引言

武漢是我國中部重要城市，“中部崛起”戰(zhàn)略給武漢的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)帶來了巨大的機(jī)會。近十年來，武漢市興建的一大批跨江跨河大橋、高架橋、立交橋和主干道與經(jīng)濟(jì)發(fā)展交相輝映，其發(fā)展的勢頭還方興未艾。

然而，隨著城市工程建設(shè)的迅猛發(fā)展，與工程建設(shè)密切相關(guān)的城市基礎(chǔ)工程問題也明顯突現(xiàn)出來，直接威脅人民生命財產(chǎn)安全。圍繞著城市基礎(chǔ)工程問題，我們已經(jīng)付出了巨大的代價，因此，為了保證武漢市的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，維持武漢“建橋之都”的美譽，必須重視基礎(chǔ)工程問題的研究。

1 武漢市主要工程地質(zhì)特性

武漢地區(qū)地處長江中游，江漢平原東部，市內(nèi)有許多湖泊、河流，是江漢平原與鄂東丘陵山地的交接地帶。武漢地區(qū)工程地質(zhì)特征，除有分布在長江、漢江Ⅰ級階地的第四紀(jì)全新世（Q4）沉積的粘性土層外，并且還分布有在長江、漢江Ⅱ、Ⅲ級階地沖溝地段淤泥與淤泥質(zhì)的深厚軟弱土層，Ⅲ級階地區(qū)存在志留系頁巖、泥巖，在地質(zhì)歷史上經(jīng)受過強(qiáng)烈的擠壓作用，形成褶皺，節(jié)理裂隙發(fā)育，開挖暴露后極易風(fēng)化、軟化，導(dǎo)致基坑事故的發(fā)生。

武漢地區(qū)廣泛分布有厚度不均的新舊人工填土和淤泥及淤泥質(zhì)土。人工填土層的主要工程特點為組成填土的物質(zhì)成分雜亂、不均勻、厚度變化大、新近填土欠固結(jié)等。淤泥及淤泥質(zhì)土層的主要工程特點為承載力低、透水能力差、壓縮性較大。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，有些工程項目必須在地質(zhì)條件不良的地基上進(jìn)行修建，因此就需對天然的軟弱地基進(jìn)行加固處理。另外，隨著橋梁建設(shè)規(guī)模的增大，交通量日趨增加，結(jié)構(gòu)物的荷載日益增大，對橋梁的變形要求越來越嚴(yán)，因而原來一般可被評為良好的地基，也可能在某些特定條件下，仍然需要進(jìn)行地基處理。表1為武漢市地基土物理力學(xué)試驗指標(biāo)。

2 武漢市橋梁工程面臨的地基問題

2.1 地基沉降

武漢地區(qū)湖泊、河道多，淤泥、淤泥質(zhì)含量大，給城市橋梁建設(shè)帶來許多相關(guān)問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一，橋梁沉降過大，使橋梁在后續(xù)的使用中帶來安全隱患，同時還要花大量人力財力物力防治工程災(zāi)害發(fā)生。二，橋墩發(fā)生傾斜，由于橋梁建在不均的軟土地基上，同時，有些橋梁的橋墩的中心與形心偏離較大、基底壓力不均，引起傾斜，以致橋墩墩體發(fā)生開裂，甚至造成上部結(jié)構(gòu)破壞。三，基坑失穩(wěn)、滑移或坑底隆起。因為軟土主動土壓力大，內(nèi)摩擦角、被動土壓力很小，就會引起各種基坑問題，導(dǎo)致基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞。四，樁位偏移、斷樁，縮頸。因為淤泥質(zhì)土多為飽和土，孔隙水壓力大，同時，擠土樁的擠土效應(yīng)影響和樁基施工振動使軟土觸變、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞，使工程樁基偏移、傾斜，甚至斷樁、縮頸。五，地面隆起。橋梁的樁基的擠土壓力大于軟土的抗剪強(qiáng)度，樁間土側(cè)壓力增大，土層被擾動。打樁的加荷速率大大超過了土中孔隙水壓力的消散速率，使側(cè)向土體壓縮，豎向擠脹，導(dǎo)致地面隆起。

2.2 地震效應(yīng)

武漢地區(qū)的地震影響也是潛在的橋梁地基問題。據(jù)相關(guān)資料記在，武漢Ⅰ級階地區(qū)淤泥軟土分布對霍山、麻城地震響應(yīng)比較敏感，具有一定的共振放大作用。同時，巨厚軟土分布區(qū)和巖溶地面塌陷區(qū)對橋梁的工程水文地質(zhì)環(huán)境影響非常大，對橋梁的抗震非常不利。地震時，軟土觸變性非常大，結(jié)構(gòu)極易發(fā)生破壞，從而引起抗剪強(qiáng)度和承載力降低，導(dǎo)致橋梁的地基失穩(wěn)，危及橋梁的上部結(jié)構(gòu)的行車安全、行人安全。根據(jù)以往的勘察結(jié)果表明，武昌青山蔣家墩一帶，鲇魚套以南、小余家路以北，東抵巡司河，西至白沙洲江邊一帶，漢口東山農(nóng)場五四大隊一帶，漢陽中南軋鋼廠至腰路堤沿江一帶都有較厚的飽和粉土、粉砂層，均屬地震時容易液化地段，液化敏感度一般都大于15。

3 解決辦法

針對武漢市內(nèi)的特殊環(huán)境，在遵循不擾民少擾民的原則下，選用施工方便、經(jīng)濟(jì)合理的橋梁地基處理方案將會增加橋梁建設(shè)的品質(zhì)，減少花費，延長使用壽命。介紹兩種較為新穎的樁基地基處理方案，較為符合武漢市地質(zhì)環(huán)境。

3.1 振沖碎石樁

振沖碎石樁是在砂土及粘性土地基中利用振動和水沖就地整治的碎石樁，是一種快速加固軟弱土地基的有效辦法。振沖法加固后的地基土能滿足承載力和變形的要求及抗液化的要求，可降低發(fā)生地震時的超孔隙水壓力。由于振沖法的施工參數(shù)常因所加固土質(zhì)不同而相差較大，所以必須先確定合適加固區(qū)土質(zhì)的施工參數(shù)。這些參數(shù)包括制樁工效、水壓、填料量、留振時間和密實電流等。粘土地基中振沖法施工一般采用由里向外或由一邊向另一邊的順序，抗剪強(qiáng)度很低的軟粘土地基，宜采用間隔跳打的方式施工。當(dāng)遇到附近有其他建筑物時，應(yīng)先從鄰近建筑物的一邊開始施工。

3.2 水泥粉煤灰碎石樁

水泥粉煤灰碎石樁又名CFG樁，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌合形成高粘結(jié)強(qiáng)度樁，并由樁、樁間土及褥墊層一起組合成復(fù)合地基的處理方法。由于CFG樁有工期短、成本較低、施工質(zhì)量易控制、承載力提高大、沉降量小，特別是處理后的地基變形穩(wěn)定快等諸多優(yōu)點，適合武漢城市內(nèi)橋梁建設(shè)。

4 結(jié)語

橋梁軟土地基的處理方法多種多樣，在方法的選取上一定要根據(jù)工程地質(zhì)條件、荷載大小、結(jié)構(gòu)物對地基承載力和沉降量的要求等多種因素，仔細(xì)比較，合理選擇。武漢城區(qū)巖土類型不同，地質(zhì)工程環(huán)境差異懸殊，存在的工程問題也有所不同，因此，對環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行小區(qū)劃，研究各小區(qū)內(nèi)可能存在的工程問題，從空間和時間上加以預(yù)測和防治，這對武漢市規(guī)劃、正確導(dǎo)向橋梁工程建設(shè)活動、合理開發(fā)改造和保護(hù)武漢市環(huán)境是很有意義的。

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