橋梁地基基礎加固維修養(yǎng)護措施的探討

雷忠明

摘?要：公路建設離不開橋梁工程，日常道路運營經(jīng)常性的超負荷毀壞現(xiàn)象更離不開橋梁工程，于是對橋梁維修加固養(yǎng)護就顯得十分必要，本文從探討橋梁加固措施出發(fā)，論述了擴大基礎面積法、新增裝法、注漿法以及增加支撐梁法等一系列地基基礎加固措施，以便更好地適應自己的職責。

關鍵詞：橋梁地基;基礎加固;維修養(yǎng)護;措施的探討

在我省中部江淮地區(qū)，沿河溝渠兩岸一般巖石上覆蓋層較深，修建的橋梁工程多建在土質(zhì)覆蓋層上，導致橋梁在后期的日常運營中，難免會有橋梁損壞現(xiàn)象的發(fā)生，這其中以橋梁基礎下沉、傾斜、位移甚至傾覆等病害現(xiàn)象尤為突出，為此要求我們基層路橋工程師在日常養(yǎng)護中必須密切關注橋梁狀況的變化并及時采取加固措施。

一、地基基礎及橋梁墩臺的力學特性

由于一般河道兩岸橋梁基礎布置位置多為較厚的土質(zhì)覆蓋層，所以基礎常直接承載在非巖石地基上，由于土質(zhì)地基特別是細顆粒徑土壤受水的影響，布載受力時可塑性較大，且它們的共同特點就是受力易變形、穩(wěn)定性差、抗剪切力不強。所以在橋梁后期的運營中難免會在部分超載車輛的影響下引起基礎下沉、位移甚至傾覆乃至完全破壞現(xiàn)象的發(fā)生。由于橋梁下部結構按自重劃分為兩大類即重力式和輕型墩臺，其主要作用是將上部結構傳來的荷載和自身重量傳遞到地基上，因此在保證自身強度、剛度和穩(wěn)定性的前提下，對地基的承載力、沉降量、地基與基礎間的摩阻力等也有嚴格要求，它與地基兩者間相輔相成，共同承載著橋梁所有總壓力，所以在日常養(yǎng)護中對橋梁地基基礎的觀察及維護顯得尤為重要，現(xiàn)僅就橋梁地基基礎加固維護措施進行探討。

二、采用擴大地基基礎承載面法

非直接承載在巖石表面上的基礎，由于受長期來自橋梁上部不確定性可變荷載的作用，在墩臺自身力學性能能較大滿足荷載要求的前提下，所在地基有可能在長期超荷載作用下發(fā)生塑性形變且是不可逆的，對于重力式墩臺可采用擴大剛性基礎承載面的辦法來完成對地基的加固。首先需在加固加寬的墩臺周邊范圍內(nèi)布置圍堰以排除地表水的影響，加固前若發(fā)現(xiàn)基礎處的地基土壤力學性能不滿足要求時，須先對地基作必要的加固措施后，在基礎的側面呈梅花型鉆孔，深度為滿足鋼筋的錨固長度，加設錨固鋼筋或鋼銷，以便使加固的擴大基礎和舊基礎牢固地結合成為一個整體，再在需加寬范圍內(nèi)的地基處布置雙層雙向鋼筋網(wǎng)片（鋼筋的直徑大小及布置間距按設計規(guī)定），澆筑完混凝土達到齡期后再按相同的方式完成另外兩側基礎面加寬加固，眾所周知在橋梁的總荷載F不變的情況下，由公式σ=FS可知，隨著分母S的增大，作用在地基基礎上的壓應力σ就減小，從而降低了地基土的壓縮量，借以減小了地基土的沉降或者不均勻沉降量，進而達到加固地基基礎的目的。

三、增補樁基礎加固法

當為樁基礎輕型墩臺時，這時僅憑擴大承臺基礎面法已無法減小來自橋梁上部荷載的影響，就需要通過新增樁基并擴大承臺面積的辦法，使墩臺的部分壓力傳遞到新樁基上，以相應減小樁基的壓應力并增加橋梁的抗傾覆力，由于輕型墩臺在受到設計以外力擾動時易影響其整體穩(wěn)定性，故需在墩臺周圍先搭設一排或多排鋼管井架，將墩臺結構固定后，再在承臺兩對稱面處采用回旋鉆鉆孔樁法（或打入、靜壓樁法）增加一排或多排（呈梅花型布置）樁基，并在承臺側面植筋并布置鋼筋網(wǎng)片澆筑加寬承臺，另兩側面也按同樣方法增樁并擴大承臺面積，這樣使新樁與原有樁體及新老承臺結合為一個整體，從而增大了地基基礎承載力。

四、注漿法地基加固措施

有些橋梁基礎尺寸較大不再適宜采用增大地基基礎面法，或者河道通航凈跨徑要求不允許河床面再被進一步壓縮時，可對地基土采取原位加固措施以增大其承載力及抗剪切破壞力。常用的注漿漿液有高標號的普通硅酸鹽水泥漿液和各種化學漿液固結劑，水泥漿液由于含有水泥顆粒屬于粒狀漿液，故對于細小孔隙的地基土即使在高壓下也難以壓入漿液，據(jù)實驗結果表明，當土粒徑d15（指占全部土重15%的土顆粒徑）與水泥漿液的粒徑d85之比即d15∶d85≤10時，就難以將地基土固結好，故它僅適用于砂礫石、碎石的加固。而化學漿液是采用水玻璃為主劑的有機漿材固結劑，原理是在土中起各種復雜的化學反應生成硅酸膠凝體，使土粒膠結成為有一定強度的土體且凝結速度較快，可廣泛用于中砂、粗砂、砂礫石土等土類的加固。具體方法是在現(xiàn)有墩臺的基礎下，利用鉆機向墩臺中心下部地基斜向鉆孔或打入鉆管，通過孔眼及管孔把帶有噴嘴的注漿管插入到土層的預定位置后，采用高壓設備向地基土中注入固結劑，使?jié){液成為20MPa以上的高壓射流以沖擊切割破壞原有土體，除部分粒徑細小的顆粒隨漿液冒出外，其余土粒在高壓噴射流的沖擊力作用下，與漿液攪拌混合均勻，兩者發(fā)生一系列物理化學反應，待漿液凝固后，原先松散的土體便形成一個有一定強度和防滲性的固結體，從而增強了松散土粒間的聯(lián)接，提高了地基土的承載力和抗剪切破壞力，減少了地基沉降形變達到地基加固的目的。

五、增加基礎支撐梁法

對于單跨的中小跨徑橋梁，有時地基抗壓應力滿足荷載要求，但由于地基土的顆粒粒徑較小，對橋梁基礎的摩阻力相應就很小，這時在車輛可變荷載沖擊力與制動力作用下易發(fā)生墩臺位移破壞，可通過在橋臺間新增支撐梁法來實現(xiàn)基礎加固。若原有橋臺為漿砌塊石或素混凝土材料建成，為減小順橋向加固梁在荷載震動沖擊力作用下對橋臺的集中沖剪力而引起橋臺遭剪切斷裂，須在加固前向原有橋臺內(nèi)植筋各增加一道橫橋向過梁，使增加的過梁與原有橋臺結合成一個整體，然后通過在兩橫向過梁間增加順橋向支撐梁法，形成“口”字形（橋?qū)捒刹贾贸伞叭铡被颉澳俊弊中蔚龋┛蚣芰后w系;若為鋼筋混凝土基礎，可直接沿順橋向布置基礎間過梁支撐來實現(xiàn)加固。防止橋臺向跨中方向位移，但前提是新增的支撐梁不得高于河床高程，以避免受到河流水流的沖刷力或其它偶然荷載的影響而形成新的破壞源。

參考文獻：

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