王鵬翀 俞發(fā)乾

摘 要: 主要分析了軟基橋臺(tái)樁基相關(guān)問題,重點(diǎn)分析了防止橋臺(tái)前移的技術(shù)措施,以及在控制橋臺(tái)側(cè)移施工工藝方法,為相關(guān)施工設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞: 軟基橋臺(tái);前移;施工工藝

中圖分類號(hào): F407.9

1 引言

軟土地基橋臺(tái)樁基與土體相互作用問題本質(zhì)上涉及到被動(dòng)樁與運(yùn)動(dòng)土體的相互作用問題,比較復(fù)雜。在路堤與橋梁的連接段,通常需要將路基加高加寬,如果橋頭路基下存在較大厚度的軟土層時(shí),下臥軟土將在上覆路堤荷載作用下側(cè)移和固結(jié),將使臨近橋臺(tái)樁基及上部結(jié)構(gòu)所受的影響。本文主要分析了軟基橋臺(tái)樁基相關(guān)問題,重點(diǎn)分析了防止橋臺(tái)前移的技術(shù)措施,以及在控制橋臺(tái)側(cè)移施工工藝方法,為相關(guān)施工設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。

2 防止橋臺(tái)前移的技術(shù)措施

2.1 地基改良法

改善橋臺(tái)所在處原有的地基情況,減少滑動(dòng)面,增強(qiáng)地基的抗滑性能,主要有以下幾種方法:(1)排水砂樁法,在橋臺(tái)所處位置內(nèi)設(shè)置排水砂柱樁,在砂樁頂部設(shè)砂礫墊層,在臺(tái)后填土?xí)r可做加載填土處理,以保證橋頭沉降的要求,由于排水砂樁的設(shè)置使原有地基滑動(dòng)面的大部分面積都在砂樁的影響范圍內(nèi),防止了滑動(dòng),增強(qiáng)了橋臺(tái)的穩(wěn)定性,有效地抑制住了橋臺(tái)的前移。(2)塑料板排水法,在原有軟土地基處設(shè)置塑料板上面設(shè)排水砂層,將原有軟基中水分排出,改善地基狀況,增強(qiáng)地基的穩(wěn)定,同時(shí)可以配合加載填土,以滿足橋頭沉降要求,橋臺(tái)臺(tái)后填土較高時(shí)可配合土工以滿足穩(wěn)定要求。

2.2 減輕荷載法

通過對橋臺(tái)高度和橋臺(tái)形式的調(diào)節(jié),達(dá)到減輕荷載,減少臺(tái)后土壓力,減小由于填土對地基產(chǎn)生的滑動(dòng),具體有以下幾種形式:(1)低填土方式,通過橋梁沿路線方向的縱坡來調(diào)節(jié)橋臺(tái)的高度,通過每一孔的降坡來達(dá)到低橋臺(tái)低填土的方式,降低了臺(tái)后土壓力,有效地防止了橋臺(tái)前移。(2)溜坡方式,在橋臺(tái)所在處原有地基上做一平坡并放坡,要求施工時(shí)分層碾壓,達(dá)到路基要求的標(biāo)準(zhǔn)。之后在抬高后的平面上施工橋臺(tái),以各種方式降低臺(tái)高,達(dá)到預(yù)期的要求。(3)箱形或多箱形,橋臺(tái)結(jié)構(gòu)采用箱形或多箱形,減小了臺(tái)后土壓力,滑動(dòng)土體受到抑制,采用箱形由于內(nèi)部為挖空的,所以自重較小,且作用在地基上的面積較大,所以受力情況較好,多箱形橋臺(tái)長度,一般不大于20m。(4)設(shè)置混凝土樁,在臺(tái)后軟土層的深度內(nèi)設(shè)混凝土在其頂面用混凝土板連成一體,使軟土層滑動(dòng)流動(dòng)線在混凝土樁和混凝土板的整體處受到阻礙,無法正常通過,保證了橋臺(tái)受力的安全性,如果在原橋處施工新橋時(shí),也可以利用原有橋的廢樁來充當(dāng)本圖中的混凝土樁,效果基本相同。

2.3 基礎(chǔ)體阻力法

在基礎(chǔ)處采取各種措施,利用在基礎(chǔ)處產(chǎn)生的阻力來抵消橋臺(tái)的水平力,具體有以下幾種方法:(1)增加樁根數(shù)的方法。增加樁的根數(shù),使樁基礎(chǔ)的整體性增強(qiáng),抵抗水平堆力的能力增大,使橋臺(tái)的相對位移減小,但費(fèi)用較高。(2)設(shè)置支撐,墩臺(tái)及墩承臺(tái)處設(shè)置支撐梁,直接抵抗水平推力,在支撐梁設(shè)的最后一個(gè)墩的樁基礎(chǔ)抵抗水動(dòng)的抵消力樁,使整體抵消水平力的剩余力在此處抵消,此種方法應(yīng)用較多。

在一般情況下,橋臺(tái)前移多發(fā)生在臺(tái)背填土施工中及剛完工之后,因此,在正確設(shè)計(jì)的同時(shí)還要采取適當(dāng)?shù)氖┕し椒ㄅc之配合,就能在很大程度上減少前移,常用的兩種措施是:(1)緩慢填土。臺(tái)背填土應(yīng)緩慢進(jìn)行,避免快速施工。(2)合理的施工順序,一般在構(gòu)筑橋臺(tái)之前宜先做好臺(tái)背填土以外的填土,橋臺(tái)完成之后再做臺(tái)背填土。

3 控制橋臺(tái)側(cè)移施工工藝分析

由于施打管樁時(shí),會(huì)擠壓軟土并產(chǎn)生超孔隙水壓,對鉆孔灌注樁會(huì)產(chǎn)生影響,因此鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)量、樁身質(zhì)量、承載力、樁位等能否得到保證,在很大程度上依賴于兩種樁的施工順序,必須認(rèn)真對待。

3.1 鉆孔樁和管樁的施工方案

打入樁產(chǎn)生的影響可以歸結(jié)為位移影響和超孔隙水壓力影響。超孔隙水壓力的影響將隨土體的再固結(jié)逐漸消散。因此,在制定施工方案選擇時(shí)必須合理安排兩種樁的施工順序及時(shí)間間隔,以便將成樁效應(yīng)對工程質(zhì)量的影響降到最低。當(dāng)采用先施打管樁,后施工鉆孔樁時(shí)。理論上說,實(shí)施打入樁一定時(shí)間后,在位移和孔壓基本穩(wěn)定后的土體內(nèi)進(jìn)行鉆孔樁施工,工程質(zhì)量基本上能得到保證。這種施工工藝的技術(shù)關(guān)鍵是合理準(zhǔn)確地確定位移與孔壓何時(shí)基本穩(wěn)定,即確定兩種工藝之間的合理間隔時(shí)間。當(dāng)采用先施工鉆孔樁,后施打管樁時(shí),此種方案中,由于打樁過程中,軟土中將積聚超孔隙水壓力,破壞了土體結(jié)構(gòu)。越積越多的孔隙水壓力要尋找出路,除自身的樁周外,臨近的鉆孔樁周也是應(yīng)力最集中的地方,容易成為孔隙水的滲透通道,同時(shí),打樁的振動(dòng)影響也會(huì)使灌注樁尚未達(dá)到強(qiáng)度的樁身混凝土發(fā)生離析。即使在混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)再實(shí)施打樁,擠土效應(yīng)可能導(dǎo)致己就位的樁移位、傾斜,改變原來樁基礎(chǔ)的受力狀態(tài),給工程帶來危害。因此,如采用該方案,必須在灌注樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí),方可進(jìn)行打樁。

3.2 縮短休止期的措施

為縮短軟粘土地區(qū)打樁休止期,必須改善打樁時(shí)軟粘土的排水條件,使超靜孔隙水壓力及時(shí)消散。改善軟粘土排水條件的措施有:在打樁區(qū)內(nèi)埋設(shè)砂樁、砂石樁、碎石樁、及塑料排水板等。

3.3 管樁施工中需注意的其它問題

(1)樁身涌起。在軟粘土中沉樁,先沉下的樁可能隨土的隆起而上涌。涌起的樁的承載力將降低。(2)打樁順序。考慮到密集的樁群(樁距<3.5d)在軟土層中的超孔隙水壓力的消散問題,需采用以下以下技術(shù)措施:①制定合理的打樁順序,采用跳打或梅花狀路線。②控制日打樁量。

3.4 控制橋臺(tái)路基施工填筑速率

在實(shí)際工程中,如有可能,建議采取先超載預(yù)壓排水固結(jié),待路基沉降和水平位移穩(wěn)定以后,再修建橋臺(tái)樁基礎(chǔ)。如先行修筑的橋臺(tái)樁基,由于橋臺(tái)樁基對橋頭路基填筑速率十分敏感,因此,在進(jìn)行橋頭路基填筑時(shí),為了減小填土對樁基的不利影響,必須嚴(yán)格控制填筑速率。具體的填筑速率應(yīng)通過現(xiàn)場監(jiān)測客觀確定。

參考文獻(xiàn)

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