摘要：筆者根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)查，分析軟土地基上橋臺發(fā)生病害的原因，提出了橋臺從設(shè)計(jì)上、施工過程中應(yīng)注意的問題和預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：橋臺 病害分析 預(yù)防措施 設(shè)計(jì)方法 施工方法

1 軟土地基上橋臺的病害分析

軟土地基上橋臺的病害，一般分為兩種：橋臺下沉和橋臺前移。這兩種病害有時單獨(dú)出現(xiàn)，也有同時發(fā)生和相繼發(fā)生。而橋臺的下沉有均勻下沉和不均勻下沉兩種：橋臺的前移還伴隨著橋臺整體傾斜或撕裂的情況，這都影響到橋梁的使用性能和行車安全，給養(yǎng)護(hù)管理帶來許多困難。

1.1橋臺的下沉現(xiàn)象 橋臺的下沉是由于地基壓密下沉而引起的。在橋臺和上部構(gòu)造荷載的作用下，引起土層的再固結(jié)，基底被壓密下沉，導(dǎo)致橋臺下沉。 橋臺的下沉通常是地基中有一層或幾層壓縮性大的軟土，當(dāng)橋臺基礎(chǔ)為淺基礎(chǔ)時，橋臺臺身和基礎(chǔ)采取漿砌片石砌體或片石砼，而施工時對地基做換填處理，或打入鋼筋混凝土樁等，因自身重量較大，并在上部荷載作用下，久而久之，橋臺也出現(xiàn)下沉，如橋臺下沉是均勻下沉，而下沉量不大時，則是引起橋面產(chǎn)生裂紋和行車不舒適，不會導(dǎo)致橋梁的破壞，如下沉量過大，就會影響橋梁的使用，引起橋梁破壞，甚至成為危橋。如橋臺不均勻下沉，通常會引起橋臺基礎(chǔ)和臺身的豎向開裂，其原因主要是橋臺基礎(chǔ)為石砌基礎(chǔ)或砼基礎(chǔ)，且基礎(chǔ)長寬比偏大，基礎(chǔ)底面的土體應(yīng)力成馬鞍形分布，中間大，兩側(cè)小，從而引起中間下沉大，兩側(cè)下沉小，加上基礎(chǔ)砌體的抗變形能力低，基礎(chǔ)中間容易被拉裂，這種裂縫直接反射到臺身上，引起臺身開裂。

1.2橋臺前移現(xiàn)象 由于橋臺前移而引起的橋梁上部構(gòu)造破壞，一般有以下幾種情況：①支座和墩臺支承面破壞；②伸縮縫裝置破壞和接縫寬度不夠，使伸縮機(jī)能受阻；③當(dāng)移動量過大時梁端與臺背緊貼，嚴(yán)重時導(dǎo)致背墻破壞或梁端局部壓碎。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)橋臺臺身為實(shí)體式橋臺時，產(chǎn)生前移的情況較多，而樁柱式、框架式和肋板式等埋置式橋臺產(chǎn)生前移的情況相對較少。采用樁基礎(chǔ)時，當(dāng)順橋方向樁的排數(shù)越多，移動的程度越小，因?yàn)闃兜呐艛?shù)多，阻止軟土順橋向的流動剛度大。

2 橋臺病害的預(yù)防措施

2.1要防止橋臺發(fā)生下沉現(xiàn)象，應(yīng)從以下兩個方面考慮：

2.1.1 合理選用橋臺型式和基礎(chǔ)型式 宜選用體積輕巧、自重較小的輕型橋臺，如樁柱式、框架式和肋板式橋臺等。至于基礎(chǔ)的型式，最好采用樁基礎(chǔ)，利用樁支托承臺，直接將橋臺重量避開高壓縮性軟土，傳遞到壓縮性較低、強(qiáng)度較高的土層上，從而減少高壓縮性軟土層的應(yīng)力，減少下沉。當(dāng)然，采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)配合地基加固處理，也能減少橋臺下沉，但不宜采用漿砌片石基礎(chǔ)，而應(yīng)采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。

2.1.2 人工加固地基 若軟土層位于地表，且厚度不大，在2-4m時，將其全部挖除是最經(jīng)濟(jì)、最有效的辦法。但當(dāng)軟土層埋深較大時，則應(yīng)根據(jù)橋梁跨徑，臺后填土高度等因素確定加固方法。對于小橋涵，后臺填土高度不大時，挖除部分軟土，換填沙礫，可滿足承載力的要求，必要時可采用打入鋼筋混凝土樁的方法等。對于大跨徑的橋梁通常采用樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)等才能滿足承載力的要求，若后臺填土過高，有可能引起地基的塑性流動，則應(yīng)采用諸如排水固結(jié)法或形成復(fù)合地基，提高軟基的承載能力和抗剪強(qiáng)度。

2.2 根據(jù)上述橋臺前移原因分析，防止橋臺前移的方法有：①嚴(yán)格控制填土高度，因?yàn)樘钔猎礁?，臺背承受土側(cè)壓力與高度成平方比例增大，橋臺就越危險。②合理選擇橋臺型式和基礎(chǔ)型式，選用埋置式橋臺，利用臺前溜坡平衡臺背的填土荷載，必要時在臺前作壓重填土。大跨徑的橋梁盡量采用樁基礎(chǔ)，并合理確定樁位和排數(shù)。③小跨徑的橋梁可考慮設(shè)置支撐粱或?qū)蛐透臑橄湫秃Y(jié)構(gòu)型式。④人工加固地基，提高地基承載能力和抗剪強(qiáng)度。⑤延長橋孔的方法，減少橋頭路堤填土高度。⑥臺背填土應(yīng)避免采用易于吸水膨脹的粘性土，盡量采用水穩(wěn)性好的砂性土、石碴或輕質(zhì)材料，以減輕路堤自重，減少臺背土壓力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數(shù)。

3 軟土地基上橋臺的設(shè)計(jì)方法

軟土地基上橋梁墩臺設(shè)計(jì)，除了必須進(jìn)行一般的強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算外，還應(yīng)進(jìn)行地基變形的驗(yàn)算。但對橋臺設(shè)計(jì)，則對后一問題的研究更重要，因?yàn)闃蚺_受到臺背填土偏心荷載的影響，對于軟土地基，當(dāng)臺背填土超過一定的高度時，將導(dǎo)致地基失穩(wěn)產(chǎn)生塑性流動，并由此引起作用于橋臺的水平力，使橋臺產(chǎn)生水平位移和(或)傾斜。軟土地基上橋臺的設(shè)計(jì)內(nèi)容，取決于橋臺是否會產(chǎn)生位移，如果經(jīng)過驗(yàn)算，證實(shí)橋臺不會產(chǎn)生前移，就可以按常規(guī)的方法對橋臺進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算；如果橋臺存在前移的可能性，就應(yīng)采取相應(yīng)的措施，并重新進(jìn)行驗(yàn)算，直至能夠確信橋臺不會產(chǎn)生位移，然后按常規(guī)的方法對橋臺進(jìn)行一般的計(jì)算和驗(yàn)算。

值得指出的是，當(dāng)必須采取防止措施時，以采取加固地基和平衡填土減輕荷載二者并用較好，采取加大樁徑或樁排數(shù)的方法，需要通過滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算來計(jì)算出樁的應(yīng)力強(qiáng)度和位移量，看其值是否都在容許值以內(nèi)，來判斷實(shí)際效果，應(yīng)有可靠的計(jì)算方法。

4 軟土地基上橋臺的施工方法

橋臺的破壞多發(fā)生在臺背填土施工中及剛完工后，故施工順序得當(dāng)，就能在很大程度上減少破壞，施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)有：①合理安排施工順序，在構(gòu)筑橋臺之前，應(yīng)先做好臺背填土以外的填土，設(shè)置反壓護(hù)道，橋臺完工后再做臺背填土，也可以在臺身施工時將臺帽背墻留下，待臺帽背墻以下的填土完成后，觀測橋臺變形穩(wěn)定情況，無變化再建臺帽和背墻后進(jìn)行第二次填土。②先安裝上部板梁，后進(jìn)行臺背填土。先安裝上部構(gòu)造，后兩側(cè)對稱進(jìn)行臺背填土，可減輕臺背填土壓力對橋臺的穩(wěn)定影響。③緩慢填土。臺背填土應(yīng)緩慢進(jìn)行，避免快速施工，因填土緩慢進(jìn)行有利于軟土地基固結(jié)穩(wěn)定。④預(yù)壓、超載預(yù)壓。在橋臺處先填土預(yù)壓，在修筑路堤時預(yù)先把土填的比設(shè)計(jì)標(biāo)高高一些，并加寬填土寬度，以加速地基固結(jié)下沉，以后再挖除超填部分，這種預(yù)壓或超載預(yù)壓的方法，簡單易行，但需要較長的固結(jié)時間，常需配合用砂墊層、砂井等排水措施來滿足工期要求。

5 小結(jié)

在橋梁建設(shè)實(shí)踐中，因橋臺下沉或前移導(dǎo)致橋梁破壞的事例較多，究其原因有很多，所以在設(shè)計(jì)和施工階段應(yīng)對橋臺的下沉和前移可能性進(jìn)行充分的研究調(diào)查，以采取相應(yīng)的對策。

參考文獻(xiàn)：

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