王 新
(黑龍江省哈雙高速公路管理處)
淺談橋梁基礎(chǔ)的施工與養(yǎng)護(hù)
王 新
(黑龍江省哈雙高速公路管理處)
一座橋梁無(wú)論設(shè)計(jì)的如何精妙,只要地基礎(chǔ)不牢固,也無(wú)法正常使用或承擔(dān)所有的荷載,甚至?xí)驗(yàn)榛A(chǔ)的弊病對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、人民的生命安全造成不可磨滅的損失。所以橋梁基礎(chǔ)如何正確施工與養(yǎng)護(hù)成為了一項(xiàng)重要課題,就此展開研究。
橋梁基礎(chǔ)的施工;分類;注意事項(xiàng);養(yǎng)護(hù)
橋梁基礎(chǔ)它直接坐落在巖石或土地基上,其頂端連接橋墩或橋臺(tái),合稱為橋梁下部結(jié)構(gòu)。橋梁基礎(chǔ)的作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的全部荷載,并把它們和下部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基。因此,為了全橋的安全和正常使用,要求基礎(chǔ)與地基要有足夠的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性,使其不產(chǎn)生過(guò)大的水平變位或不均勻沉降。
(1)明挖基礎(chǔ)
定義:明挖基礎(chǔ)又稱為擴(kuò)大基礎(chǔ),是由混凝土砌筑或塊石砌筑而成的大塊實(shí)體基礎(chǔ),埋置深較淺,故也為淺基礎(chǔ)。
施工:適用于地基承載力較好的各類土層,根據(jù)土質(zhì)情況分別采用鐵鎬、十字鎬、爆破等設(shè)備和方法開挖。
應(yīng)用:明挖基礎(chǔ)構(gòu)造簡(jiǎn)單,因?yàn)樗貌牧喜荒艹惺茌^大的拉應(yīng)力,所以基礎(chǔ)的寬厚比要足夠大,使之互相依附,受力時(shí)不致產(chǎn)生撓曲變形。這類基礎(chǔ)的平面將根據(jù)墩臺(tái)截面形狀而采用矩形、圓形、T形或多邊形等,而立面大多砌成臺(tái)階形。
注意事項(xiàng):明挖基礎(chǔ)適用于水流沖刷不嚴(yán)重,且淺層土較堅(jiān)實(shí)的淺水地區(qū),在陸地開挖基坑,對(duì)深淺、土質(zhì)好壞和地下水位高低等因素,依賴性較大,尤其注意的是在水中開挖則應(yīng)先筑圍堰。
(2)樁基礎(chǔ)
定義:由許多根沉入或打入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_(tái)所構(gòu)成的基礎(chǔ)。外力通過(guò)承臺(tái)分配到各樁頭,再通過(guò)樁身及樁端把力傳遞到周圍土及樁端深層土中,故屬于深基礎(chǔ)。
施工:按施工方法可分為沉樁、鉆孔灌注樁、挖孔樁,其中沉樁又分為錘擊沉樁法、振動(dòng)沉樁法、射水沉樁法、靜力壓樁法。
應(yīng)用:在所有深基礎(chǔ)中,樁基礎(chǔ)施工機(jī)械化程度較高,施工進(jìn)度較快,結(jié)構(gòu)是最輕,是一種較經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),適用于土質(zhì)深厚處。分為直樁、單項(xiàng)斜樁、雙向斜樁等,分別適用于承受較大的剛度、較大的水平力、較大的荷載。
注意事項(xiàng):橋梁樁基礎(chǔ)多置于水中,所以不僅要求樁材強(qiáng)度高,而且要耐腐蝕。在橋梁中常用的樁材為鋼筋混凝土、鋼材和木材。鋼筋混凝土樁的強(qiáng)度和耐久性均較木樁為優(yōu),多用于較大或重要橋梁,但當(dāng)遇到含鹽量較高的水文地質(zhì)條件,也有腐蝕問(wèn)題,應(yīng)采取防護(hù)措施。而由于木材長(zhǎng)度有限,強(qiáng)度和耐腐蝕性較低,所以木樁多用于中小橋梁,且樁頂必須埋在低水位以下,才能長(zhǎng)期保存。
(3)管柱基礎(chǔ)
定義:是主要用于橋梁的一種深基礎(chǔ),一般直徑較大,最下端一節(jié)制成開口狀。
施工:由于管柱基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式和受力狀態(tài)類似樁基礎(chǔ),故其設(shè)計(jì)和計(jì)算原則與樁基礎(chǔ)大致相同。
應(yīng)用:管柱基礎(chǔ)靠專門設(shè)備強(qiáng)迫振動(dòng)或扭動(dòng),并輔以管內(nèi)排土而下沉,適用于較復(fù)雜的水文地質(zhì)條件,它不受水深限制,且下端可錨固于巖盤,無(wú)需較厚的覆蓋層維持柱體穩(wěn)定,基礎(chǔ)是由分散的柱體支承于巖面,故巖面不平也易于處理。大型管柱的外形類似圓形沉井,但沉井主要是靠自重下沉,其壁較厚,而管柱是靠外力強(qiáng)迫下沉,其壁較薄。注意事項(xiàng):注意與管樁基礎(chǔ)的區(qū)別。
(4)沉井基礎(chǔ)
定義:沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物,它是以井內(nèi)挖土,依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后經(jīng)過(guò)混凝土封底并填塞井孔,使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。
施工:陸地下沉井均采用就地制造。在淺水中下沉井需先作圍堰,填土筑島出水面,再就地制造。在深水處下沉井,一般均采用在岸邊陸地制造,浮運(yùn)就位下沉。
應(yīng)用:沉井基礎(chǔ)按平面形狀分,可分為圓形沉井、矩形沉井、圓端形沉井。按立面形狀分,可分為柱形、階梯型。按建筑材料分,可分為混凝土沉井、鋼筋混凝土沉井、鋼沉井。沉井的設(shè)計(jì)原則是,平面尺寸及其形狀與高度,應(yīng)根據(jù)墩臺(tái)的地面尺寸、地基承載力及施工要求,力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱、受力合理、施工方便。
注意事項(xiàng):沉井基礎(chǔ)適用于三個(gè)方面:上部荷載較大,而表層地基土的容許承載力不足,擴(kuò)大基礎(chǔ)開挖工作量大時(shí)。山區(qū)河流中,土質(zhì)雖好,但沖刷大或河中有較大卵石不便樁基礎(chǔ)施工時(shí)。巖層表面較平坦且覆蓋層薄,但河水較深;采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工圍堰制作有困難時(shí)。應(yīng)注意的事項(xiàng)也有三個(gè)方面。沉井棱角處宜做成圓角或鈍角;沉井的長(zhǎng)短邊之比越小越好;沉井分節(jié)制作。
橋梁基礎(chǔ)的主要病害有:基礎(chǔ)松散破裂和基礎(chǔ)下沖空。基礎(chǔ)埋置深度淺、易受沖刷而掏空。埋置深度不足,受凍害影響。地基不穩(wěn)定,易產(chǎn)生滑移或傾斜?;A(chǔ)置于風(fēng)化石層上,風(fēng)化部分未處理好。經(jīng)水流沖刷而掏空或懸空。受地震時(shí)的剪切作用,易產(chǎn)生裂縫等。而針對(duì)這些我們應(yīng)該做出及時(shí)的養(yǎng)護(hù)與保護(hù)。
對(duì)于橋梁的養(yǎng)護(hù)我們應(yīng)該做到以下七點(diǎn):保持橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)附近河床的穩(wěn)定。必須保持基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)表面的整潔。對(duì)因長(zhǎng)期受大氣影響,雨水侵蝕,而發(fā)生灰縫脫落的圬工砌體,應(yīng)清除縫內(nèi)雜物,重新用水泥砂漿勾縫。基礎(chǔ)局部掏空,護(hù)底、護(hù)坡等構(gòu)筑物局部損壞,應(yīng)及時(shí)分析情況抓緊修復(fù)。當(dāng)損壞嚴(yán)重時(shí),應(yīng)按損壞情況采取加固措施,°對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)的橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)的養(yǎng)護(hù),應(yīng)特別重視采取防凍措施。對(duì)于大橋及特大橋應(yīng)在橋梁墩臺(tái)設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。
橋梁基礎(chǔ)的施工與養(yǎng)護(hù)我們就說(shuō)到這里,總之橋梁涉及民生與經(jīng)濟(jì),施工的改良以及養(yǎng)護(hù)的增強(qiáng)絕非一朝一夕之事,所以還需大家共同努力,以科學(xué)辯證的方法來(lái)促進(jìn)橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,以嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度保護(hù)橋梁的所有設(shè)施,為祖國(guó)建造美好明天而努力。
[1]中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)、公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01 2003)[S].人民交通出版社,2004.
[2]中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)、橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60 2004)[S].人民交通出版社,2004.
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1008-3383(2014)02-0107-01
2013-12-11