淺談橋墩墩柱偏位的糾偏處治

周 晉

（四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院 610041）

1 工程概況

本工程項(xiàng)目為遂寧至廣安高速公路，紅土地互通E匝道大橋立交內(nèi)，為跨越主線及B匝道而設(shè)置，本橋共7聯(lián)：

上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆連續(xù)箱梁；下部結(jié)構(gòu)采用柱式臺、肋板臺，橋墩采用柱式墩，墩臺采用樁基礎(chǔ)。本橋平面分別位于直線，R=100m、Ls=70的左偏緩和曲線及圓曲線以及R=125m、Ls=90的左偏緩和曲線及圓曲線和R=400m、Ls=184.884的右偏緩和曲線上；縱斷面位于i1=3.752%、i2=4%、R=1800m的豎曲線上；墩臺徑向布置。

2016年12月施工完畢，其中15號墩位于B匝道填方路基邊坡上，14號墩位于土路肩合流鼻內(nèi)； B匝道路基中心填方高度約7～8米，邊緣填方高度14米，部分位于老路基（時間約20年），B匝道新路基基底采用碎石樁處理。16號墩位于填方路基外側(cè)。14號至15號墩跨徑22米，15至16號跨徑25米。

2017年2月發(fā)現(xiàn)位于填方斜坡上的15號墩出現(xiàn)位移；隨后發(fā)現(xiàn)路面開裂，裂縫起于土路肩鼻端向前延伸23米，裂縫寬約3～5毫米，已經(jīng)采用瀝青封閉。

2 偏位原因分析

2.1 偏位成因分析

E匝道大橋15號橋墩是第四、五聯(lián)之間的交界墩，采用雙柱墩，第四、五聯(lián)上部構(gòu)造為(24.181+25+18.9+22)+4x25現(xiàn)澆連續(xù)梁，橋墩位于B匝道邊坡上，由于施工時工期緊張，施工路基填方和E匝道橋梁共計(jì)不到一年時間，在新舊路基界面產(chǎn)生較大土壓力；在坡腳因填方造成排水不暢淤水成塘，浸泡路基坡腳，填方產(chǎn)生蠕動，導(dǎo)致橋墩受到側(cè)向土壓力，15號橋墩向E匝道大樁號方向發(fā)生了偏位，橋墩豎直度超出了規(guī)范要求，需要進(jìn)行加固處置。

2.2 偏位模型分析

用空間梁單元建立墩柱抗推受力模型，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測的路面裂縫位置推斷填方邊坡滑移面并計(jì)算土推力，滑移面以下的樁土側(cè)向水平作用采用土彈簧（m法）模擬，橋墩在填土推力發(fā)生了彎曲（受拉面未見明顯受拉裂縫），將墩頂受力變形位移計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對并修正土體m值取值。經(jīng)過計(jì)算可以判斷：樁基承載能力能夠承受外力作用，樁身被破壞的可能性不大，應(yīng)屬于在單向推力作用下橋墩發(fā)生了偏位，樁基底部依然保持在原設(shè)計(jì)坐標(biāo)。

3 處置方案

3.1 路基邊坡處置

為了避免橋墩繼續(xù)受到水平方向的土壓力，先對填方邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性處理。

方案一：鋼管樁+反壓

為了防止坡體進(jìn)一步變形滑移， BK0+578～BK0+609段在坡腳處設(shè)置三排鋼管樁，排距1m，間距2m，鋼管樁采用φ140mm，長度18m。再在路基外側(cè)拋石擠淤，形成穩(wěn)定基礎(chǔ)后，施工反壓體，反壓8～10米高，寬10～15米三角帶并抵住對岸基巖。

方案二：反壓措施

BK0+578～BK0+609路段右側(cè)魚塘直接拋石擠淤，填筑砂礫墊層，分層填筑路基；為控制變形繼續(xù)發(fā)展，反壓8～10米高，寬10～15米三角帶并抵住對岸基巖。經(jīng)過比較采用方案二，反壓處治完成后進(jìn)一步對橋梁處治。

該處治工程具體施工順序如下：分流鼻排水及坡面防水措施按照現(xiàn)場商定方案執(zhí)行。

1、拋石擠淤

抽干坡腳水搪中的水，拋大石擠淤重型壓路機(jī)碾壓形成硬殼，再填筑 1米的砂礫石墊層，然后分層開始反壓，至反壓設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2、反壓

反壓填筑按照路基填筑要求進(jìn)行，反壓填方高度約9.5m，反壓寬根據(jù)地形漸變。

3、施工過程中保持對設(shè)定了23個觀測點(diǎn)，按照J(rèn)TG D30-2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》路基監(jiān)測內(nèi)容和項(xiàng)目監(jiān)測，對路堤變形及橋墩涵洞的監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定及時通知相關(guān)單位。

3.2 開挖邊坡釋放荷載

受到B匝道填方邊坡滑動的土壓力15號橋墩向大樁號方向發(fā)生偏位，為了消除橋墩受到的土壓力，在橋墩小樁號側(cè)的邊坡上進(jìn)行開挖，并對開挖后的邊坡進(jìn)行混凝土澆筑及采用注漿錨桿的方式對坡面進(jìn)行防護(hù)，使橋墩在不再受到側(cè)向土壓力的作用時，自身發(fā)生一定量的回彈。

3.3 頂推糾偏

結(jié)合現(xiàn)場施工情況，針對15號墩柱豎直度超限進(jìn)行糾偏處治，具體處理方案如下：

1、橋墩小樁號側(cè)填方邊坡繼續(xù)下挖6米，清理樁基表面，檢查樁基現(xiàn)狀，如無開裂等異常狀況，再進(jìn)行下一步處理。

2、搭架并頂升15號墩兩側(cè)梁體。

3、設(shè)反力架牽拉15號橋墩墩柱糾偏復(fù)位。

4、對樁基進(jìn)行包裹加強(qiáng)。

5、檢查支座梁體，落梁。

6、邊坡按水平臺階回填恢復(fù)。

施工組織設(shè)計(jì)

1、對15號橋墩相鄰兩聯(lián)上部梁體設(shè)置觀測點(diǎn)，測量標(biāo)高及平面位置 。

2、封閉B匝道通行，在橋墩位置繼續(xù)下挖，采用人工開挖的方式，下挖時需要一邊下挖一邊護(hù)壁，開挖1至2米然后護(hù)壁，待護(hù)壁穩(wěn)定后，再繼續(xù)下挖，盡量避免對邊坡的影響，開挖后檢查樁基是否存在裂痕，如無開裂可以進(jìn)行下一步的操作。

3、搭架并頂升15號墩兩側(cè)梁體，頂升0.5梁體厘米（梁體和蓋梁脫空即可），嚴(yán)禁在15號墩蓋梁上做頂升。

4、梁體頂升后，先觀測橋墩復(fù)位情況，根據(jù)復(fù)位情況計(jì)算出所需的牽拉力，然后在14號墩方向設(shè)置反力架，對15號橋墩進(jìn)行牽拉（向14號墩方向），使墩柱復(fù)位。單個墩柱所需牽拉力預(yù)計(jì)為70kN。建議分級加載，每級按10%遞增，牽拉過程中嚴(yán)格監(jiān)控墩柱和蓋梁變形，若出現(xiàn)異常應(yīng)立即停止施工。

5、橋墩復(fù)位后，對樁基進(jìn)行包裹處置，采用外包混凝土15cm并植筋與原樁基進(jìn)行連接的方式，檢測支座是否能夠繼續(xù)使用，將支座復(fù)位（或更換支座），并讓梁體落架。

6、邊坡回填，橋墩兩側(cè)同時按水平臺階均勻回填，并采用有效措施分層回填夯實(shí)。

7、以上工序完成后，應(yīng)該對上部梁體進(jìn)行測量，對橋墩豎直度及位移進(jìn)行檢測，如滿足規(guī)范要求則糾偏完成。

4 結(jié)語

糾偏和加固處置的目的是使橋墩的變形控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，且保證處置后的橋墩仍然滿足設(shè)計(jì)承載力要求。通過對糾偏和加固后的15號橋墩進(jìn)行全面檢測，其變形滿足規(guī)范要求，且未發(fā)現(xiàn)裂紋，樁基和墩柱都滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。

本工程實(shí)施的墩柱糾偏方法是可行的，對一般的橋墩樁基偏位處置具有一定的適用性，在類似的橋墩糾偏處置中可以考慮借鑒本次處置的經(jīng)驗(yàn)。

其實(shí)本工程的橋墩偏位原本是可以避免的，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免在填方邊坡上設(shè)置橋墩，如果必須在填方邊坡上設(shè)置橋墩，應(yīng)在橋墩位置處設(shè)置填方平臺，并且待填方邊坡沉降穩(wěn)定之后，再施工橋墩樁基，使橋墩避免承受因填方邊坡固結(jié)過程中帶來的側(cè)向土壓力，避免橋墩發(fā)生偏位。