高速公路橋梁樁基沖刷加固處理分析

王安岳

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司， 貴州 貴陽(yáng) 550001)

高速公路橋梁樁基沖刷加固處理分析

王安岳

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司， 貴州 貴陽(yáng) 550001)

近些年由于河道采砂等原因而導(dǎo)致了河床的不斷下降，使樁基外露，這對(duì)高速公路的運(yùn)營(yíng)安全造成了非常大的威脅，所以對(duì)橋梁基礎(chǔ)以及河床實(shí)施加固出來(lái)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合某工程的實(shí)例，首先對(duì)橋梁目前的狀況進(jìn)行了陳述，繼而探討了樁基承載力的計(jì)算，然后分析了樁基加固以及河道治理的對(duì)策，最后總結(jié)了施工過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn)，以期為我國(guó)高速公路橋梁樁基的加固處理工作提供良好的思路。

高速公路橋梁 樁基加固 沖刷

1 工程現(xiàn)狀

該高速跨河大橋在2003年建成后投入使用。其上部的結(jié)構(gòu)主要是一個(gè)31-30米的預(yù)應(yīng)力混凝土的T梁，而下部結(jié)構(gòu)主要呈現(xiàn)為雙柱形式的橋墩，具有四根摩擦樁形式的基礎(chǔ)，每一根的樁長(zhǎng)都是十五米，樁徑一點(diǎn)二米。設(shè)計(jì)的洪水頻率是1/300，所設(shè)計(jì)的流量是7900立方米每秒，洪水位三十六米，一般沖刷為3.25米，局部沖刷是6.18米。橋梁所處位置河床寬闊，河流底部基本上都是中砂和細(xì)沙。因?yàn)楹拥啦缮暗那闆r太過(guò)嚴(yán)重，而導(dǎo)致河槽形狀出現(xiàn)了變化，橋墩的撞擊也受到了非常大的沖刷，樁基呈現(xiàn)出外露的情況，有些位置呈現(xiàn)出了混凝土的破損，露出鋼筋，對(duì)道路橋梁的正常運(yùn)營(yíng)形成了嚴(yán)重的阻礙。該次擬定將 22-27號(hào)橋墩實(shí)施加固處理。各個(gè)橋墩的樁頂高程是三十米左右，而樁底高程是十五米左右。

2 樁基的承載力運(yùn)算

為了解樁基所具備的承載力能否對(duì)相關(guān)規(guī)范當(dāng)中的各種要求加以滿足，我們選擇處在最不利地點(diǎn)的二十五號(hào)橋墩，結(jié)合公路橋涵地基設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料，我們分成三種工況對(duì)樁基的承載力實(shí)施計(jì)算。對(duì)上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算是利用到了橋梁通的軟件，得到橋墩墩柱的柱頂反力，繼而得出單樁基所能夠承載的載荷，針對(duì)樁基礎(chǔ)的承載力實(shí)施計(jì)算最為主要的步驟分成：第一，對(duì)原設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中的單樁承載力加以計(jì)算。第二，對(duì)現(xiàn)在單樁承載力加以計(jì)算，其中沖刷為四點(diǎn)五米，而樁基礎(chǔ)的頂部處在地面上方的位置為二點(diǎn)五米。第三，我們假設(shè)在目前的情況之下，再?zèng)_砂五米，然后對(duì)承載力加以計(jì)算（這個(gè)時(shí)候樁基礎(chǔ)的頂部將會(huì)露出地面七點(diǎn)五米）。計(jì)算過(guò)程要結(jié)合地質(zhì)勘測(cè)后所獲得的資料，實(shí)施單樁承擔(dān)載荷以及橋墩樁基的承載力計(jì)算。①柱頂反力。結(jié)合所應(yīng)用軟件得出的柱頂反力具體的數(shù)值，然后對(duì)工程量加以計(jì)算，那么在公路一級(jí)的荷載作用之下的柱頂最大的載荷是4418kN。②單樁荷載。結(jié)合橋梁的設(shè)計(jì)圖紙，墩柱利用到了C25強(qiáng)度的混凝土有22.5立方米，而承臺(tái)C20強(qiáng)度的混凝土有64立方米，橋柱以及承臺(tái)整體的重量是 2162.5kN。四根樁基礎(chǔ)所承擔(dān)的總荷載是 10992kN，所以一根樁基礎(chǔ)所承擔(dān)的荷載是2748kN。③原設(shè)計(jì)的單樁承載力。結(jié)合原設(shè)計(jì)圖紙，二十五號(hào)橋墩處在地質(zhì)狀況最差的位置，持力層最深原樁頂?shù)母叱淌?30.543，而樁底的高程是 15.543，原來(lái)的柱長(zhǎng)是十五米，樁徑是一點(diǎn)二米。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，單樁所需要承擔(dān)的荷載是4242.7kN，超過(guò)了2748kN。④目前的單樁承載力。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，在這個(gè)工況之下，在目前最為不利的位置上，樁頂?shù)母叱檀蟾攀嵌嗣祝?jì)算這個(gè)橋墩目前的樁基礎(chǔ)所承擔(dān)的承載力是3943kN，比2748kN要大，也就是說(shuō)單樁在豎直方向上的承載力要比樁基礎(chǔ)所承擔(dān)的荷載大，所以說(shuō)樁基礎(chǔ)是安全的。⑤我們假設(shè)在樁基礎(chǔ)的頂部再?zèng)_刷三米，也就是樁頂高程是二十五米的情況之下，單樁的豎向承載力所計(jì)算的數(shù)值是3102kN，也比2747kN要大。結(jié)合以上的計(jì)算，當(dāng)樁基礎(chǔ)的頂部超過(guò)地面七點(diǎn)五米的工況之下，樁基的承載力還是能夠?qū)ο鄳?yīng)的承載力需求加以滿足，這也就證明了在之前的設(shè)計(jì)當(dāng)中設(shè)計(jì)師考慮到了比較深的局部沖刷。

3 樁基加固以及河道治理的對(duì)策

結(jié)合上文所陳述的計(jì)算結(jié)果，我們對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行了探討。第一，對(duì)橋位處的河道斷面加以整體的鋪砌，對(duì)橋墩的上游六十米和下游四十米的范圍之內(nèi)的河道利用三十厘米厚度的片石混凝土進(jìn)行鋪砌。第二，在橋墩的承臺(tái)周圍設(shè)置樁長(zhǎng)是15.5米的防沖刷柱，深入到強(qiáng)風(fēng)化巖當(dāng)中。第三，針對(duì)23-27號(hào)橋墩間的河槽進(jìn)行石籠拋石回填的方式進(jìn)行處理，回填的范圍是橋梁的中心線的上下游各自二十五米，還要對(duì)出現(xiàn)露筋情況的樁基實(shí)施植筋以及混凝土涂抹等處理。

結(jié)合上文對(duì)于樁基礎(chǔ)在承載力方面進(jìn)行的計(jì)算，證明了原來(lái)的設(shè)計(jì)對(duì)局部較大沖刷已經(jīng)進(jìn)行了考慮，橋梁基礎(chǔ)處于安全的狀態(tài)，對(duì)之前所提及的三種方案進(jìn)行比較之后，方案三更加合適，這是由于這個(gè)方案所需要的投入比較少，而且工期也比較短，對(duì)本文所提及問(wèn)題處理的效果也會(huì)更好。目前，只在 23-27號(hào)這五個(gè)橋墩當(dāng)中呈現(xiàn)出了損壞的情況，其它的河道位置河槽鋪砌還是顯得比較完整的。要是其它的河道呈現(xiàn)出相似的損壞，應(yīng)該在后期實(shí)施同樣的維護(hù)，這樣在每一次所呈現(xiàn)的資金投入就顯得比較小了。

4 施工過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn)

在施工過(guò)程當(dāng)中的關(guān)鍵點(diǎn)可以總結(jié)為：①在橋梁的上游加筑圍堰對(duì)水流加以攔截，讓水流能夠從其它的橋孔處流過(guò)，把圍堰當(dāng)中的水抽干，然后觀察那些外露的樁基礎(chǔ)有沒(méi)有呈現(xiàn)出露筋的情況，要是發(fā)現(xiàn)了的話就應(yīng)該在樁基礎(chǔ)的四周對(duì)基坑開(kāi)始，對(duì)松散的那部分混凝土鑿除，直到露出比較干凈、密實(shí)的混凝土為止。繼而針對(duì)裸露在外面的鋼筋加以除銹處理，涂抹上環(huán)氧樹(shù)脂實(shí)施防護(hù)。而對(duì)于外露的樁基混凝土則要利用具有較高壓力的水槍對(duì)其加以清理，從而確保新涂抹的混凝土能夠跟原有橋墩結(jié)合的更牢靠。對(duì)已經(jīng)鑿好的樁基上面進(jìn)行植筋處理，樁基礎(chǔ)四邊的位置要植入 16的鋼筋，其植入的具體深度要大于十五厘米，在將鋼筋植入之后它的拔出力應(yīng)該大于 39.6kN。在基坑的最底部要澆筑上混凝土墊層，繼而供給出作業(yè)面。在植筋完成之后，在樁基礎(chǔ)的四周布設(shè)箍筋，繼而支護(hù)筒模板進(jìn)行混凝土澆筑，避免樁基礎(chǔ)附近鋼筋出現(xiàn)再次腐蝕的情況。②格賓網(wǎng)石籠所利用的是直徑為三毫米的干死，其抗拉強(qiáng)度大于三百八十兆帕，同時(shí)其具有較高的鍍鋅量，具有耐腐蝕的良好特征。網(wǎng)格尺寸是8*10厘米左右，而內(nèi)部裝填的石塊粒徑是20-30厘米，且石塊的整體大小較為均勻。石籠高度是一米，寬一米，長(zhǎng)兩米。所需要投入的成本較低，應(yīng)用的石料是就地取材，并不需要加以鑿設(shè)排水孔之類的處理。利用格賓網(wǎng)石籠針對(duì)石塊加以添加，對(duì)橋墩間的河槽加以回填，在回填之后的高度會(huì)跟原有的鋪裝的高度要保持一樣，比原來(lái)的河床高出不超過(guò)半米。③利用碎石和砂等對(duì)格賓網(wǎng)的石籠間隙加以填充，石籠的表面則采用強(qiáng)度為C25的混凝土加以處理。④裝填重點(diǎn)在于：在施工的過(guò)程當(dāng)中因?yàn)槭\已在制造過(guò)程當(dāng)中折疊為了網(wǎng)籠，所以在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)只需要進(jìn)行組裝，然后將石塊放進(jìn)去。對(duì)格賓網(wǎng)石籠加以安裝的過(guò)程是較為簡(jiǎn)便的，先要將其裁剪成為網(wǎng)籠，繼而進(jìn)行壓縮和捆扎。在具體施工的時(shí)候要把網(wǎng)箱側(cè)面以及隔板支起，對(duì)格賓網(wǎng)石籠的四個(gè)角進(jìn)行綁扎，繼而困扎七個(gè)邊，應(yīng)該利用捆扎絲進(jìn)行具體的捆扎工作。繼而裝上石塊，跟相鄰的石籠之間相互連接。石塊必須要由人工的方式進(jìn)行填充。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了確保高速公路能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，繼而為人們高質(zhì)量的出行提供保障，對(duì)原有的高速公路橋梁加以樁基沖刷加固的相關(guān)處理具有非常重要的意義。這就需要相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行不斷的探索，對(duì)國(guó)外的一些先進(jìn)技術(shù)和理念加以良好的借鑒，與我國(guó)的實(shí)際施工狀況進(jìn)行融合，繼而穿件出一套符合我國(guó)施工狀況的橋梁樁基加固體系，為人們的安全出行提供良好的保障，給我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)提供出遠(yuǎn)遠(yuǎn)不斷的動(dòng)力。

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1007-6344（2017）09-0036-01