溫皓琳

【摘 要】本文分析了修建在軟土地基上的橋臺的幾種主要的病害及原因，并對有效預防軟土地基橋臺病害的幾種措施進行了論述。

【關鍵詞】軟土地基；橋臺；病害；控制措施

0.引言

橋臺應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，對橋臺地基的承載力、沉降量、地基與基礎之間的摩阻力等都有一定的設計要求，以避免在荷載作用下橋臺發(fā)生過大的水平位移、轉動或沉降而影響橋跨的正常使用。但是對于修建在軟土地基上的橋臺，如果軟土層較厚，再加上臺后路基填土較高，設計時即使考慮了一般橋臺的設計要求，橋頭軟土仍會在上覆路堤荷載作用下側向變形和固結，對橋臺穩(wěn)定產(chǎn)生不利的影響，容易使橋臺在修建和使用過程中產(chǎn)生各種病害。

1.軟土地基橋臺的主要病害及原因

1.1軟土地基橋臺的主要病害

（1）軟土層產(chǎn)生塑性流動而擠壓橋臺下部基樁，使樁撓曲甚至斷裂。

（2）軟土層使橋臺產(chǎn)生前移，過大的橋臺前移將造成支座、伸縮裝置、背墻或梁局部受壓變形甚至破壞。

（3）軟土層在固結過程中會使橋臺樁基受到負摩擦而下沉，使樁基產(chǎn)生不均勻沉降，造成橋臺傾斜或扭轉。

（4）橋臺地基軟土層承載力不足時，還有可能造成地基的失穩(wěn)破壞，進一步造成上部橋臺傾斜和滑移。

（5）橋臺上部結構易產(chǎn)生裂縫、剝落、空洞等各種病害。

1.2軟土地基橋臺病害的原因

1.2.1客觀條件影響

（1）軟土層在臺后路基荷重的作用下，不斷被壓縮并產(chǎn)生側向擠出，進一步產(chǎn)生水平塑性流動，在橋臺樁基上產(chǎn)生很大的附加水平力，使樁撓曲甚至斷裂；還使橋臺產(chǎn)生前移，過大的橋臺前移將造成支座、伸縮裝置、背墻或梁局部受壓變形甚至破壞。

（2）臺后路堤填土荷載使地基軟土被壓密下沉，軟土層在固結過程中會使橋臺樁基受到負摩阻力而下沉，使樁基產(chǎn)生不均勻沉降，造成橋臺傾斜或扭轉。

（3）橋臺軟土地基承載力的不足還有可能造成地基的失穩(wěn)破壞，進一步造成橋臺傾斜和滑移。

1.2.2設計的原因

由于軟土地質的特殊條件，使得結構的理論設計與實際情況存在一定的偏差，特別是現(xiàn)行規(guī)范中沒有明確提出軟土地基塑流對橋臺樁基產(chǎn)生的附加水平力的計算方法，使得設計趨于保守和盲目。

另外一些設計單位對地質條件、施工干擾、周邊環(huán)境等因素的影響考慮不周，對軟土的危害性不夠重視，對橋臺形式、樁基布置、臺后軟基處理方式的選擇過于隨意，均有可能導致軟基橋臺病害的發(fā)生。

1.2.3施工的原因

施工單位對軟土的性質和危害性認識不足，對軟土地基處理和高路堤填筑重視不夠，為了趕工期，不能嚴格按照規(guī)范和設計要求施工，如臺后路基填土速度過快，穩(wěn)定時間不足；分層過少，每層填土超厚；不分層碾壓，碾壓不密實等，造成橋臺在臺后路基填土完成后出現(xiàn)各種病害。

2.軟土地基橋臺穩(wěn)定控制措施

2.1橋頭軟土地基處理措施

2.1.1換填法

換填法是指將一定范圍的軟弱土層利用人工、機械或其它方法清除，分層置換強度較高的砂、碎石、山坡石、改良土，以及其它性能穩(wěn)定和無侵蝕性的材料，并振實到要求的密實度。

2.1.2強夯法

強夯法是使8～30t的重型夯錘從很高的落距（一般為8～20m，最高可達40m）落下，對土體施加巨大的沖擊能，在地基土中形成沖擊波和動應力，使地基土密實，有效地改善了地基的承載能力。

2.1.3排水固結法

排水固結法是指通過多種技術手段在軟弱地基中設置一些排水通道，形成豎向或水平向排水體，改變原有地基的邊界條件，增加孔隙水的排出途徑，利用結構物本身自重或外加附加荷載，通過逐級加載加壓方式，將土體中多余的水通過排水體加以排除，減少土體中的孔隙水，逐步固結，地基發(fā)生沉降的同時強度逐步提高的方法。

排水固結法處理橋頭軟土地基常常要進行現(xiàn)場監(jiān)測，以根據(jù)實際情況確定分級加載卸載的時間和控制加載速度。

2.1.4復合地基法

近年來，隨著地基處理技術的發(fā)展和推廣應用，復合地基技術在軟土地基處理中得到了越來越廣泛的應用。復合地基是將天然地基的一部分或全部進行置換或增強，由增強體和原有地基形成的組合體來共同承擔外部荷載。

2.2控制軟土地基橋臺穩(wěn)定的設計措施

僅僅依靠對橋頭軟土地基進行處理并不能完全確保橋臺穩(wěn)定，還要根據(jù)實際情況選擇合適的橋臺形式和采取合理的設計措施。

2.2.1橋臺型式的選擇

要在充分了解工程地質的情況下進行橋臺型式的選擇，要重視軟土塑流作用在橋臺樁上的附加水平力的驗算。軟基橋臺一般采用輕型橋臺（鉆孔灌注樁基礎），因輕型橋臺自重輕，可以減少臺后土體傳來的水平力和減小橋臺前移，而且施工起來也方便，但盡量不要采用薄壁式橋臺，建議采用框架式橋臺或箱式橋臺。

2.2.2防止橋臺前移的設計措施

防止軟基橋臺前移除了利用前面所述的各種地基處理方法對軟土地基進行改良加固外，還有以下一些措施：

①增強橋臺樁基礎；②改善橋臺結構；③設置支撐梁；④臺后設置涵式結構；⑤運用支擋結構理論；⑥臺后路基采用輕質填料；⑦反壓護道。

2.2.3減小橋臺樁所受負摩阻力的設計措施

除了利用前面所述的各種軟土地基處理方法可以減小橋臺樁所受的負摩阻力外，還可以采取下面一些措施：

①改善樁基法；②塑料膜隔離法；③套管法；④電滲法；⑤涂層法；⑥預鉆孔法；⑦分段施工法。

2.3控制軟土地基橋臺穩(wěn)定的施工措施

2.3.1確定合理的施工順序

在整座橋梁的施工中，應盡可能提前軟基橋臺相關工序的施工時間。一般應盡早安排人力物力先進行過渡段以外路基的填土，再進行橋頭軟土地基處理，給軟土變形穩(wěn)定以充足的時間，再施工橋臺樁及上部結構，最后再填筑過渡段。

2.3.2控制臺背填土速率

如果填土速率過快，軟土地基可能產(chǎn)生較大的塑性變形，甚至導致軟土地基的整體破壞，引發(fā)事故；填土速率過慢，又會延緩工期，所以要控制填土速率。

2.3.3壓實臺背填土

由于過渡段位置特殊，橋臺背后填料往往會由于作業(yè)面狹窄導致壓實機械壓實不到位，壓實質量下降，造成以后路基沉降過大。因此要按規(guī)范和設計要求確定填土分層厚度，分層厚度不能太厚，要分層碾壓密實，為了避免機械碾壓時產(chǎn)生的水平推力損傷臺身，在橋臺附近以中小型壓路機為主，人工打夯機具為輔。

2.3.4加強現(xiàn)場監(jiān)測

與施工同步進行軟土土體位移監(jiān)測、樁身水平位移監(jiān)測、橋臺前移和沉降等的監(jiān)測，可以確定施工橋臺樁等工序開始的時間，可以控制填土速率，可以指導施工、改善施工工藝和確保施工安全。

2.4控制軟土地基橋臺穩(wěn)定的其它措施

2.4.1減少橋臺與臺后路基的沉降差

減少橋臺與臺后路基的沉降差可以避免橋頭跳車，保證行車安全。在橋頭設置搭板是減少橋臺與臺后路基的沉降差、防止橋頭跳車的一種較常見的處治辦法。

2.4.2設置完善的排水設施

橋臺結構應設置完善的排水設施，防止雨水對橋臺的侵蝕。另外為了減小雨水和地下水對過渡段的危害，避免臺背填料在施工中及施工后積水下陷，應在過渡段路堤填筑前，在原軟土地基土拱上設置泄水管或盲溝及其它排水設施。

2.4.3橋臺的養(yǎng)護與維修

軟基橋臺建成后，相關單位應按照技術規(guī)范的要求對橋臺及橋臺附屬工程進行全方位的養(yǎng)護，并且定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要立即確定加固方案進行處理。必要的話，在橋臺的正常使用期間，應對橋臺水平位移和沉降進行監(jiān)控，可以盡早發(fā)現(xiàn)問題和處理問題，避免事故隱患的進一步惡化。

3.結束語

本文列舉了軟土地基橋臺病害的表現(xiàn)形式，分析了病害產(chǎn)生的原因，總結了橋頭軟土地基處理措施、防止橋臺前移和減小基樁所受負摩阻力的設計措施以及控制橋臺穩(wěn)定的施工措施等，通過本文的論述可以對軟土地基橋臺的設計與施工起到參考作用。