桥梁桩基偏位分析及处理对策分析

桥梁桩基偏位分析及处理对策分析

万熙超

中铁二十局集团有限公司710000

摘要:就目前我国桥梁桩基偏位的情况,参照实际工程的勘查、设计以及施工现场监测的相关资料,对产生桥梁桩基偏位的根本原因进行分析,并站在经济以及安全的角度上来对治理方案的可行性以及优劣性进行分析,最终制定出安全、高效并可行的桥梁桩基偏位处理对策。

关键词:桥梁桩基偏位;分析;处理对策

前言:在桥梁工程中桥梁桩基偏位是一个常见的并危害性极为严重的一种质量安全问题,通常会发生在施工阶段以及运营阶段,并且有大量的学者对于桥梁墩台桩基偏位问题进行个深入的研究以及实验为我们的研究提供了很多成熟的经验和结论。总体而言,土体堆载能够从三个方面对桥梁桩基造成影响:首先,由于填土时地基受到了侧方向的变形,进而促使桥梁桩基受到了一定程度的挤压形成弯曲甚至是断裂;其次是在填土的过程中附加的应力导致地基土出现固结,这时候桩基就受到了严重的负面摩擦阻力导致下沉,也正是因为这种原因才造成建筑基础沉降不均匀的质量问题,导致桥梁的正常使用受到影响;最后是由于堆载体不稳定产生的坡体滑动,这种下滑力能够对桥梁下部结构的安全造成严重的影响。

我们可以发现,软土地基以及墩台临近有堆载的情况下会更容易让桩基出现偏位,因此文章针对实际的工程案例深入的分析桥梁桩基偏移的原因,提出若干应对措施,以望能够对未来桥梁设计提供帮助。

一、实例工程概况

本文选取某省桥梁工程为例,为了节约工程成本以及缩减跨径,在进行设计的过程中选择采用先简后支结构连续预应力T桥梁,该工程全长154米,全宽37.5米,该桥梁工程分两副设计。该工程设计荷载为成-A级,人群荷载4.1kN/平方米,桥梁上部结构采用先简后支结构连续预制T型梁,200厘米的梁高。对于下部结构桥墩的设计采用三柱式圆形截面桥墩,采用桩基础作为桥墩,桥墩直径2.2米,桩基直径2.3米。三个桥墩的桩基长度为27米、26米、29.5米。采用重力式U形桥台作为桥台结构,采用桩基础为基础,桩径为1.6米,1号台设计桥台桩基础长40米,2号桥台桩基础长37米。其中0号桥台需要进行28米的高的填土,4号桥台需要进行16米高的填土。

该桥梁工程的施工地址处于一个纵横坡缓斜坡地带,该地区的土地机构为粘土覆盖,但是分布相较均匀,整个施工场地都处于一整片稻田中。由于该桥梁工程的施工地址处于稻田,常年受农用灌溉,土壤中有很高的水分含量,土地软化水平较高,呈现出一种流塑状或者是软塑状,这样的土地状态为施工带来了很多的施工难题。

二、该工程桥梁桩基偏位分析

施工现场0号桩台的尾部桩基和锥坡填方已经填高至承重台中部的标高与设计方案中的标高相差6.8米。设计方案中的18根基桩已经完成了4根的灌注,并且有6根桩基已经完成了基本的钻孔,其余的基桩都没有进行施工;1号桥墩中梁结构以下的部分已经完成时施工,同时右半幅的承重台也已经施工完毕,桩台尾部桩基大于19厘米左右范围内的路基和锥坡填方都已经填到承重台顶部,相聚路面设计的标高大约还有7.2米,剩下的也都填筑到距离桥梁路面标高的1.1~2.4米左右。

在对1号桥墩中梁结构时发现有7根立柱出现了较大程度的便宜,偏移量为10~13厘米左右,同时对2号桥墩以及3号桥墩进行测量发现,2号桥墩的整体业出现了小范围的偏移,位移量为2.1~3.4厘米,3号桥墩6根墩柱同样也发生了小范围的偏移,偏移量为1.9~2.7厘米。

由于对施工现场的初次勘查,软土覆盖层大约为7厘米左右,桥梁工程设计时考虑到填方加载后原软土覆盖层对土体变形对桩柱的挤压历相对较小,因此,为了节约投资,利用废弃的土方,就按照填方锥坡配合桩基转接承重台设计,而对于高填路段没有完全按照桥梁设计进行;除此之爱,相较于强风化泥质白云岩的冲孔地质,粘土覆盖层与之有明显的差别,在进行冲孔的过程中,黏土层并没有出现明显的变厚情况。但是施工时的实际地址勘查,各项土质指标与初步测量的数据指标并不相符。其中1号桥墩整个处于不利施工地质,实际的地质情况相较实际勘查时的地质情况相差甚远,粘土土层受到上部分填方自身总量的挤压之后已经出现了严重的变形,导致桥梁桩基出现明显的偏移,偏移量较大,对桥梁的质量产生了严重的威胁。对于大里程台岸而言,施工设计时的初步勘测显示粘土层厚度为3~7里面,但是实际施工勘测显示数据远远高于初步探测数据,对施工造成了一定量的偏差导致出现偏移现象。

三、桥梁桩基偏位处理措施

1、方案一,适当增加跨径

将0号桩台台尾部分路基以及锥形坡大部分填方进行清除,见面填方对于1号桥墩的偏压的张狂;将施工设计中的0号桩台设置为桥墩,增加3乘以25.0米的先简后支结构连续预应力T型梁在小里程方向;将施工设计中原有1号桥墩以及各桩基直接作废,并在原桩位部分进行重新冲孔作业;将3号桥墩后方设置8根防滑柱,将4号桥台对于3号桥墩桩基造成的偏压进行消除。

2、方案二,加固支护方案

在0号桩台台尾部分设置量排抗滑桩,并且与顶部的纵横梁进行连接,进而相乘良好整体抗滑效果,同时要将0号桩台受后路基填方的偏压予以消除;在0号桩台与1号桥墩之间设置两排抗滑桩,同样与顶部的纵横梁进行连接,同样形成良好的整体抗滑效果,将1号桥墩桩基受到台厚路基以及锥形坡造成偏压而造成的偏位情况下进行消除;在3号桥墩后相应的设置抗滑桩,将3号桥墩桩基受4号桥台锥坡填方压力导致偏位情况进行消除;在1号桥墩纵向的两侧分别设置一些桩基,与顶部转承台进行连接,能够与已经施工完毕的1号桥墩桩基形成良好的桩承台效果,之后再对桥墩梁柱进行施工;分别在1号桥墩、2号桥墩以及三号桥墩之间设置一些纵向的支撑梁,连接横向系梁,并对1号、2号以及3号桥段进行相应的固定,进而消除桥梁桩基偏位情况。

结语:就目前的形式来看,很多桥梁的设计单位以及施工单位还不够重视填方堆载作用对于桥梁下部结构承载性能以及安全性能的影响,很多桥梁工程施工过后都留下了严重的安全隐患,严重影响了桥梁工程的正常运营。能够对桥梁工程设计质量产生直接影响的就是地质勘查,甚至会对桥梁工程的设计方案形成颠覆性的改变,但是地质勘查并不能面面俱到。在施工过程中对于地质情况的变化情况要时刻注意,出现异常情况一定要及时反映,并作出及时的应对,避免出现更大的损失。

参考文献:

[1]李刚,王珣,刘勇,etal.桥梁桩基础施工对既有高速铁路桥梁基础变形的影响[J].铁道建筑,2018,58(12):62-65.

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