某市政橋梁樁基偏位分析及處治措施研究

熊先波　陳波旭

摘 要：針對某市政橋梁樁基偏位的情況，結(jié)合勘察、設(shè)計、施工及現(xiàn)場監(jiān)測資料，分析橋梁樁基產(chǎn)生偏位的原因；從技術(shù)、經(jīng)濟及安全等方面分析比較處治方案的優(yōu)劣。最終確定安全可行的樁基偏位處理措施。

關(guān)鍵詞：樁基偏位；橋梁工程；處治措施

引言

橋梁樁基偏位問題在橋梁工程中屢見不鮮，大致可分為施工階段和運營階段兩種情況，關(guān)于橋梁墩臺樁基偏位已有不少理論研究和工程實踐經(jīng)驗[1-4]。土體堆載對于橋梁樁基的影響主要表現(xiàn)在三個方面：一是填土引起地基側(cè)向變形而擠壓樁基，使樁撓曲甚至斷裂；二是填土附加應(yīng)力引起地基土固結(jié)，使樁基受到負摩阻力作用而下沉，這種情況往往會造成基礎(chǔ)的不均勻沉降，進而影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用；三是堆載體不穩(wěn)定時，常常誘發(fā)坡體滑動，產(chǎn)生的下滑力危害橋梁的下部結(jié)構(gòu)安全。

由此可見，軟弱地基及墩臺有鄰近堆載情況下更容易造成樁基偏位。文章將針對具體的工程實例，對橋梁樁基偏位進行深入分析，并提出相應(yīng)處理措施，為類似市政橋梁的設(shè)計施工提供參考。

1 工程概況

1.1 工程及地質(zhì)概況

某橋梁工程為貴州省遵義縣某市政道路項目，為節(jié)約投資，縮減跨徑，該橋設(shè)計為（4×30.0m）先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力T梁橋，橋梁全長132m。橋梁全寬為32.5m，具體布置為凈-22.0m（車行道）+2×5.25m（人行道及欄桿），橋梁分兩幅設(shè)計。設(shè)計荷載為城-A級，人群荷載3.2kN/m2。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制30m跨先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)制T梁，單幅布置為7片T梁，梁高200cm。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用三柱式圓形截面墩，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，墩柱直徑為1.8m，樁基直徑為2.0m；1～3號墩樁基長度分別為23m、21m、25.5m；橋臺為重力式U型橋臺，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，樁徑為1.6m，0號橋臺樁長36m，4號橋臺樁長32m。0號橋臺填土高度為16m，1號橋臺填土高度為13m。

擬建橋區(qū)縱橫坡緩斜坡，該地帶被粘土覆蓋，分布較為均，整個場地均為稻田。稻田因農(nóng)用灌溉，常年積水，使土體軟化，呈軟塑狀或流塑狀。橋址區(qū)分布地層有三疊系和第四系。第四系：（1）可塑狀粘土（Qel+dl）：黃褐色，多呈可塑狀，偶夾碎石；（2）軟塑狀粘土（Qel+dl）：軟塑狀粘土因農(nóng)用灌溉，常年積水，使土體軟化，呈軟塑狀或流塑狀。三疊系中統(tǒng)獅子山組（T2sh）：灰色、灰黃色泥灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖，下部夾泥質(zhì)灰?guī)r，角礫巖或鈣質(zhì)泥巖。由于橋臺處原生地面為軟粘土，設(shè)計要求對橋臺處軟土層用片石換填，然后再分層填筑，分層壓實，待填方基本穩(wěn)定后再進行橋臺施工。

1.2 樁基偏位情況

現(xiàn)場0號臺尾路基及錐坡填方已填筑至承臺中部標(biāo)高，距設(shè)計標(biāo)高7.5m，0#橋臺共設(shè)計16根樁，其中3根樁基已灌注完畢，有4根已完成鉆孔，其余樁基未施工；1#墩中系梁以下部分已施工完畢；2#、3#墩除蓋梁外，下部均已施工完畢；4#臺樁基已施工完畢，右半幅承臺已施工完畢，臺尾路基約17m范圍路基及錐坡填方已填至承臺頂高度，距離路面設(shè)計標(biāo)高約6m，余下基本填筑到距路面頂0.8～2.5m。施工1#橋墩中系梁時，發(fā)現(xiàn)1#墩6根立柱整體向大里程方向偏移，位移量為9～12cm，同時對2#、3#橋墩進行復(fù)測，發(fā)現(xiàn)2#墩6根墩柱整體向小里程方向發(fā)生較小偏移，位移量為1.7至2.4cm，3#墩6根墩柱整體向小里程方向發(fā)生較小偏移，位移量為1.8-2.4cm。

2 樁基偏位分析

0#臺岸（小里程岸）：由于原勘察軟土覆蓋層約6m左右，墩臺設(shè)計時考慮填方加載后原軟土覆蓋層的土體變形對樁柱的推擠（壓）較小，為節(jié)約投資，利用廢方，按填方錐坡配合樁基轉(zhuǎn)承臺設(shè)計，高填路段未全部按橋梁設(shè)計；同時，由于土質(zhì)覆蓋層與強風(fēng)化泥質(zhì)白云巖的沖孔地質(zhì)沒有明顯差別，沖孔過程未發(fā)現(xiàn)粘土層明顯增厚。而實際地質(zhì)補勘后，粘土層厚度達8m-19m。1號墩處于不利地質(zhì)，地質(zhì)實際情況比原勘察的情況明顯變差，粘土層受上部填方自重擠壓后發(fā)生側(cè)向變形，對樁基產(chǎn)生偏壓推力使樁基往大里程方向移動，從而致使樁位發(fā)生較大偏位。4#臺岸（大里程岸）：原勘察軟土覆蓋層約4～6m左右，2.8m-11.3m強風(fēng)化泥質(zhì)白云巖，實際地質(zhì)補勘后，3#墩處粘土層和強風(fēng)化泥質(zhì)白云巖與原地勘覆蓋層厚度基本一致，由于粘土層較薄，上部填方后變形小，未對3#墩造成擠壓，如考慮施工及觀測誤差后，3#墩基本未發(fā)生變形。

3 方案比選

3.1 方案一：增加跨徑

（1）清除0#臺臺尾路基及錐坡大部分填方（約4.87萬m3），消除填方對1#墩偏壓狀況。（2）原設(shè)計0#臺改為橋墩，往小里程方向增加3×30.0m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力T梁；（3）已施工的1#墩立柱及樁基作廢，在原樁位處重新沖孔施工；（4）在3#橋墩后（大里程方向）設(shè)置6根抗滑樁，減少4號橋臺錐坡填方對3#號橋墩樁基造成的偏壓。

3.2 方案二：加固支護方案

（1）在0#臺臺尾設(shè)置兩排兩排抗滑樁，頂部用縱橫梁相連，形成整體抗滑群樁，抵擋臺后路基填方對0#臺樁基造成的偏壓。（2）在0#臺與1#墩之間設(shè)置兩排兩排抗滑樁，頂部用縱橫梁相連，形成整體抗滑群樁，抵擋臺后路基及錐坡填方對1#橋墩樁基造成的偏壓。（3）在1#橋墩縱向兩側(cè)分別增加6根D160cm樁基，頂部轉(zhuǎn)承臺，與已施工的1號墩樁基形成群樁承臺基礎(chǔ)，然后再施工墩柱；（4）在3#橋墩后（大里程方向）設(shè)置抗滑樁，抵擋4號橋臺錐坡填方對3號橋墩樁基造成的偏壓；（5）在1#墩、2#墩、3#墩之間設(shè)置縱向支撐梁，橫向用系梁連接，對1#、2#、3#固定。

4 結(jié)束語

目前，大部分設(shè)計和施工單位對于堆載作用對橋梁下部結(jié)構(gòu)承載性能和安全性能的影響重視程度遠遠不夠，為橋梁樁基施工和后期橋梁運營埋下了質(zhì)量安全隱患。地質(zhì)勘查的詳細程度及精確程度對設(shè)計質(zhì)量影響巨大，有時甚至?xí)耆嵏苍O(shè)計方案。然而地質(zhì)勘查不可能面面俱到，這就需要施工過程中及時關(guān)注地質(zhì)的變化情況，發(fā)現(xiàn)異常時及時通知相關(guān)單位進行處理，以免造成更大的損失。隨著我國城市化進程的深入，市政建設(shè)如火如荼，而由于各種原因，施工單位良莠不齊，建設(shè)工程的監(jiān)管有待加強。

參考文獻

[1]李志偉.軟土地基鄰近堆載對橋梁樁基偏位的影響研究[J].巖土力學(xué)，2013（12）：3594-3600.

[2]彭靜美.大賈莊鐵礦跨河大橋樁基偏位的處理方法[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014（8）：76-78.

[3]裴碧峰.某橋墩樁基偏位分析與糾偏實施效果[J].福建工程學(xué)院學(xué)報，2005（4）：385-388.

[4]易篤韜，邵旭東，李立峰.軟土地基上橋臺樁基受力計算法研究[J].中國公路學(xué)報，2007（5）：59-64.

[5]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTG D63.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2007.

[6]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).CJJ 11.城市橋梁設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.