預(yù)防軟土地基橋臺(tái)位移病害的措施

張偉明

摘 要：在我國的“十三五”規(guī)劃中公路建設(shè)是其中一項(xiàng)極為重要的內(nèi)容。近些年來我國通過加強(qiáng)公路建設(shè)已經(jīng)初步構(gòu)建起了覆蓋全國的公路交通網(wǎng)絡(luò)，在公路的修建過程中公路橋梁的建設(shè)是一項(xiàng)極為重要的內(nèi)容。在公路的修建過程中軟土地基是一種較為常見的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，修建其上的橋涵會(huì)因橋臺(tái)的位移而對(duì)橋梁造成較為嚴(yán)重的破壞，尤其是當(dāng)公路橋梁設(shè)計(jì)不合理且并未采取合理的處理措施時(shí)不但會(huì)極大的提高橋涵的工程造價(jià)，同時(shí)也會(huì)對(duì)橋涵后期的運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)埋下較大的安全隱患。文章在對(duì)建設(shè)于軟土地基上的公路橋梁中橋臺(tái)位移所會(huì)產(chǎn)生的病害進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了如何采取相應(yīng)的措施做好軟基橋臺(tái)位移病害的預(yù)防。

關(guān)鍵詞：軟土地基；橋臺(tái)位移；病害；預(yù)防

前言

軟土是一種含水率較高的土壤，其土壤含水量大、孔隙比大、可壓縮性強(qiáng)，是一種在工程建設(shè)施工中較為常見也是危害較大的一種土質(zhì)形式。在橋梁的設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)對(duì)于公路橋梁橋墩的設(shè)計(jì)僅需要考慮軟土地基壓密下沉，而對(duì)于公路橋梁的橋臺(tái)不但應(yīng)當(dāng)考慮軟基壓密下沉對(duì)公路橋梁所造成的影響，同時(shí)還應(yīng)考慮公路橋梁施工中填土所引起的軟土地基塑性流動(dòng)而造成的公路橋梁橋臺(tái)的移動(dòng)對(duì)公路橋梁穩(wěn)定性所造成的影響，并在分析公路橋梁橋臺(tái)移動(dòng)原因的同時(shí)采取針對(duì)性的措施進(jìn)行預(yù)防，以確保公路橋梁的使用質(zhì)量和使用壽命。

1 公路橋梁橋臺(tái)位移對(duì)公路橋梁使用安全性所造成的影響

當(dāng)公路橋梁建設(shè)在軟土地基上時(shí)，軟土地基中軟弱下臥層的塑性流動(dòng)或沉降會(huì)對(duì)公路橋梁造成嚴(yán)重的損壞其具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）當(dāng)軟弱下臥層的塑性流動(dòng)帶動(dòng)公路橋梁的橋臺(tái)向河心滑動(dòng)時(shí)將會(huì)導(dǎo)致公路橋梁橋臺(tái)的樁基、支座等遭到損壞，從而影響公路橋梁的穩(wěn)定性。（2）當(dāng)軟弱地基帶動(dòng)公路橋梁橋臺(tái)移動(dòng)量過大時(shí)將會(huì)導(dǎo)致公路橋梁背墻遭到較大的破壞，且橋梁的伸縮縫也會(huì)受到一定的影響而導(dǎo)致伸縮裝置遭到破壞。（3）對(duì)于軟土地基來說，影響最大也是最為常見的是導(dǎo)致公路橋梁橋臺(tái)的沉降。在公路橋梁的沉降中由于公路橋梁橋臺(tái)的沉降量較大而路堤的沉降量較小將會(huì)導(dǎo)致兩者之間的沉降量出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致車輛行駛至橋頭部位時(shí)產(chǎn)生跳車問題，嚴(yán)重影響了公路橋梁行駛的舒適性。在公路橋梁上設(shè)置橋頭搭板僅僅只能應(yīng)對(duì)較小的沉降量，而當(dāng)公路橋梁橋臺(tái)發(fā)生較大的沉降時(shí)將容易造成二次跳車問題，不利于公路橋梁橋臺(tái)上的行車。

2 造成公路橋梁橋臺(tái)位移的主要原因

造成公路橋梁橋臺(tái)位移的原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）軟土地基高填土造成軟土所受到的壓力增大，軟土產(chǎn)生塑性流動(dòng)從而致使公路橋梁橋臺(tái)產(chǎn)生較大的偏移。（2）公路橋梁在施工時(shí)所遇到的軟土地基多分布在地下2-3米的范圍，公路橋梁橋臺(tái)所埋的位置越淺則越容易受到軟土塑性滑動(dòng)所造成的影響，致使公路橋梁橋臺(tái)產(chǎn)生沉陷和滑動(dòng)從而影響公路橋梁橋臺(tái)的穩(wěn)定性。（3）除了軟土地基的埋藏深度外，軟土地基的厚度也是造成公路橋梁橋臺(tái)產(chǎn)生沉降和滑移的一項(xiàng)重要的影響因素。此外，在公路橋梁施工中所遇到的不同的軟土層由于形成的時(shí)間和含水量不同致使不同的軟土層其強(qiáng)度也有所差異，在遭受外力作用時(shí)公路橋梁橋臺(tái)產(chǎn)生沉降和滑動(dòng)位移的機(jī)率極大，對(duì)公路橋梁橋臺(tái)的正常使用會(huì)造成嚴(yán)重的影響。（4）公路橋梁橋臺(tái)自重也是造成公路橋梁橋臺(tái)位移的主要因素之一。以重力式公路橋梁橋臺(tái)為例，因其自重較大，對(duì)于基礎(chǔ)的要求更高，如軟土地基處理不當(dāng)將極易發(fā)生公路橋梁橋臺(tái)的位移問題。重力式公路橋梁橋臺(tái)不適用于含水量較大的軟土地區(qū)。在公路橋梁橋臺(tái)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)選用以樁基為基礎(chǔ)的輕型公路橋梁橋臺(tái)，從而將公路橋梁橋臺(tái)所承受的力傳遞至承受能力較強(qiáng)的土層中，以降低軟土地基中水平土壓力對(duì)公路橋梁橋臺(tái)所造成的影響。

3 預(yù)防公路橋梁橋臺(tái)位移所采取的措施

通過上述對(duì)于公路橋梁橋臺(tái)位移影響因素的分析，為避免公路橋梁橋臺(tái)位移，可以通過采取以下的措施對(duì)公路橋梁橋臺(tái)的位移進(jìn)行預(yù)防，從而最大限度的控制公路橋梁橋臺(tái)位移對(duì)公路橋梁所造成的影響：（1）針對(duì)不同的軟土地基采用針對(duì)性的公路橋梁橋臺(tái)形式。在公路橋梁橋臺(tái)的選型中可以選用溜坡式埋置橋臺(tái)、搭板式、箱式等多種形式的輕型橋臺(tái)的方式用以降低公路橋梁橋臺(tái)所承受的附加載荷，從而使得公路橋梁橋臺(tái)所承受的外加載荷更為均勻，盡可能的減少臺(tái)后土壓力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，使得橋梁橋臺(tái)臺(tái)后所承受的土壓力部分或是大部分趨于平衡。（2）做好橋臺(tái)軟土地基的改善、加固。在公路橋梁軟土地基的處理過程中，如軟土地基較淺則可以對(duì)公路橋梁軟土地基進(jìn)行全部或是部分的更換，將軟土換填為壓縮性較低、強(qiáng)度較強(qiáng)的透水材料。除了置換軟土外還可以通過采用砂樁、粉噴樁、木樁等的方式來對(duì)軟土地基進(jìn)行密實(shí)脫水以降低軟土的孔隙，壓縮軟土使其能夠承受更大的壓強(qiáng)。此外，使用預(yù)壓法來對(duì)軟土進(jìn)行密壓脫水也是增強(qiáng)軟土強(qiáng)度的一項(xiàng)重要舉措。此種方法對(duì)軟土的加固效果較好且性價(jià)比較高，不足之處是需要花費(fèi)更多的時(shí)間。（3）預(yù)防公路橋梁橋臺(tái)移動(dòng)所采取的措施除了改善軟土土質(zhì)外，做好公路橋梁橋臺(tái)的設(shè)計(jì)優(yōu)化也是其中一項(xiàng)極為有效的措施。在公路橋梁的設(shè)計(jì)過程中，通過增長公路橋梁的橋梁長度、降低公路橋梁橋臺(tái)的標(biāo)高以及減少公路橋梁橋臺(tái)施工后填土的高度等都能夠有效的降低土壤施加在公路橋梁橋臺(tái)上的作用力，從而使得公路橋梁橋臺(tái)的受力更為均勻用以減小公路橋梁橋臺(tái)的滑移。在公路橋梁橋臺(tái)的設(shè)計(jì)過程中，為避免外附加力對(duì)于公路橋梁橋臺(tái)的影響，可以采用壓力分散法的方式來加大公路橋梁橋臺(tái)的底面從而使得公路橋梁橋臺(tái)基底壓力要低于軟土地基所能承受的最大應(yīng)力，從而使得公路橋梁橋臺(tái)的受力趨于平衡均勻。減輕臺(tái)背載荷法也是一種應(yīng)用于預(yù)防公路橋梁橋臺(tái)位移的一種重要的方法，在公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)將公路橋梁橋孔位置有意的后移從而使得公路橋梁橋臺(tái)的后堤從原先的高填土改變?yōu)榈吞钔烈詼p少土壤對(duì)于公路橋梁橋臺(tái)的偏壓力。在臺(tái)后填土所使用的材料上應(yīng)當(dāng)選用輕質(zhì)材料或是將波紋鐵管、鋼筋混凝土圓管等混入填土內(nèi)。在減輕公路橋梁橋臺(tái)所受臺(tái)背填土壓力的同時(shí)也使得公路橋梁橋臺(tái)臺(tái)背填土更為穩(wěn)定，減少公路橋梁橋臺(tái)位移發(fā)生的機(jī)率。在公路橋梁橋臺(tái)的填土施工中采用平衡壓重填土法，在公路橋梁橋臺(tái)的臺(tái)前先進(jìn)行填土壓重，而后再對(duì)公路橋梁橋臺(tái)的臺(tái)背進(jìn)行填土以使得公路橋梁橋臺(tái)受力均勻避免公路橋梁橋臺(tái)滑移。（4）在公路橋梁橋臺(tái)的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)注重做好公路橋梁橋臺(tái)自身的穩(wěn)定性。其主要是通過加強(qiáng)公路橋梁橋臺(tái)臺(tái)身及公路橋梁橋臺(tái)基礎(chǔ)的剛度，以使得公路橋梁橋臺(tái)能夠承受更強(qiáng)的水平推力，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)在公路橋梁橋臺(tái)的設(shè)計(jì)過程中需要采用群樁基礎(chǔ)來取代單排樁基礎(chǔ)，使用多排樁的結(jié)構(gòu)來分擔(dān)公路橋梁橋臺(tái)填土后所引起的不均勻沉降所帶來的附加力。在公路橋梁橋臺(tái)的樁基礎(chǔ)形式中還可以采用斜樁基礎(chǔ)的形式。對(duì)于多跨橋梁應(yīng)當(dāng)注意做好橋梁伸縮縫位置的安排。在公路橋梁橋臺(tái)錐坡的設(shè)計(jì)中，通過采用大錐體的結(jié)構(gòu)形式來平衡臺(tái)背引道填土所帶來的附加壓力以確保公路橋梁橋臺(tái)的臺(tái)前臺(tái)后軟基能夠均勻的進(jìn)行沉降，實(shí)現(xiàn)對(duì)于公路橋梁橋臺(tái)整體結(jié)構(gòu)的保護(hù)。（5）臺(tái)后填土施工順序得當(dāng)，能在一定程度上減少病害的發(fā)生。填土應(yīng)緩慢、分層壓實(shí)，壓實(shí)度保證滿足設(shè)計(jì)要求，回填材料盡可采用滲水性好的材料，如砂礫、風(fēng)化石；施工前根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)方案，充分研究，制定施工方案，合理安排施工，確保工程質(zhì)量。

4 結(jié)束語

軟土地基是公路橋梁施工中較為常見也是較難處理的一種地質(zhì)情況，針對(duì)軟土地基公路橋梁橋臺(tái)所產(chǎn)生的滑移問題應(yīng)當(dāng)在施工之前對(duì)地基進(jìn)行詳細(xì)的勘測從而制定出合理的措施以預(yù)防這一問題，確保公路橋梁橋臺(tái)的穩(wěn)定。

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