軟弱地質(zhì)舊橋加寬不均勻沉降控制方法

朱萬勇

(河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

軟弱地質(zhì)舊橋加寬不均勻沉降控制方法

朱萬勇

(河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

對(duì)舊橋加寬中堆載預(yù)壓、注漿、增長樁長、增大樁徑、采用DX樁等基礎(chǔ)不均勻沉降控制方法進(jìn)行了闡述。

舊橋加寬;不均勻沉降;控制

1 引言

在軟弱地質(zhì)條件下，由于“上部結(jié)構(gòu)連接，下部結(jié)構(gòu)不連接”的新、舊橋連接處理方式具有較高的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合理性，加寬改建高速公路中多采用這一連接處理方式。

由于舊橋長期處于工作狀態(tài)，其地基的固結(jié)和基礎(chǔ)的沉降在各種荷載長期作用下已基本完成，但橋梁加寬后，新橋基礎(chǔ)在使用過程中由于過橋車輛荷載以及各種自然因素的影響，必定會(huì)產(chǎn)生沉降，如果新、舊橋沉降差超出一定的范圍或產(chǎn)生明顯的不均勻沉降時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生橋梁病害，影響其正常運(yùn)營或?qū)蛄赫w安全構(gòu)成危害。如何有效控制新、舊橋之間的不均勻沉降成為關(guān)鍵問題。

2 不均勻沉降控制方法

由于舊橋的沉降已經(jīng)基本完成，控制新、舊橋之間的不均勻沉降實(shí)際上就是盡量降低新橋的沉降，將新橋的沉降量控制在合理范圍之內(nèi)。

2.1 對(duì)新建橋梁進(jìn)行堆載預(yù)壓

基礎(chǔ)沉降的特點(diǎn)是前期沉降速度快，后期慢，通過預(yù)壓可以加速基礎(chǔ)的前期沉降。在新建的橋梁上部結(jié)構(gòu)安裝就位后，新、舊橋上部結(jié)構(gòu)暫不連接，對(duì)新建橋梁進(jìn)行堆載預(yù)壓4～6個(gè)月，待完成大部分沉降后，再進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的連接。滬寧高速公路沿線位于軟土地帶，在擴(kuò)建拓寬時(shí)，新拼寬部分采用摩擦樁，曾選擇典型橋梁構(gòu)造物樁基進(jìn)行實(shí)際檢測，檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，滬寧線沿線樁基礎(chǔ)總沉降量在20 mm左右，延遲拼接6個(gè)月，通車后對(duì)樁基沉降進(jìn)行檢測，基礎(chǔ)沉降差在3～4 mm左右。

目前橋梁堆載預(yù)壓多采用砂袋預(yù)壓，其運(yùn)輸和移動(dòng)較為困難。橋梁預(yù)壓水袋是較為理想的橋梁負(fù)荷預(yù)壓的辦法。預(yù)壓水袋采用高密度聚乙烯制成，一般可重疊壓二個(gè)能滿足橋梁預(yù)壓的噸位，完成預(yù)壓測試方法簡單，造價(jià)低廉，可以重復(fù)利用。

2.2 注漿法

注漿法是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理通過注漿管把漿液均勻地注入橋梁基礎(chǔ)地基中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，漿液將原來松散的土顆?；蚱扑轶w膠結(jié)成一個(gè)整體，從而改善樁側(cè)和樁端土的性質(zhì)，提高樁側(cè)摩阻力和樁端阻力，提高樁基承載力并有效降低樁基的沉降量。

注漿法沉降控制效果理想，但注漿受地質(zhì)條件影響較大，質(zhì)量不易控制，且造價(jià)較高。

2.3 增長樁長、增大樁徑并嚴(yán)格控制樁底沉渣厚度

通過增加樁長可以提高樁側(cè)摩阻力，并可以將樁端落在相對(duì)較好的持力層上，提高樁端阻力。隨著樁徑的增大，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力都有所提高。樁基承載力提高后，可有效降低樁基沉降。佛開高速公路擴(kuò)建時(shí)，要求拼接加寬的橋梁樁基承載力按提高30%為控制原則。新橋樁基礎(chǔ)與舊橋樁基礎(chǔ)中心距不滿足《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求時(shí)，新橋橋墩下可設(shè)承臺(tái)，增大新舊橋樁基間距。

在灌注混凝土?xí)r，如果孔底有泥土或膨潤土之類的松軟沉渣存在，將嚴(yán)重影響樁端阻力的發(fā)揮，增大樁基沉降，造成樁基承載力不足，構(gòu)成上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大沉降的隱患。因此在新橋樁基施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制樁底沉渣厚度。樁基施工時(shí)，嚴(yán)禁下放鋼筋籠時(shí)晃動(dòng)過大，應(yīng)平穩(wěn)、小心進(jìn)行，以免鋼筋籠碰撞孔壁，孔壁局部坍塌土掉進(jìn)孔底，使孔底沉淀過厚。鉆孔內(nèi)的任何操作不得損壞成孔的孔壁，鉆孔后應(yīng)進(jìn)行二次清孔，特別要求混凝土灌注以前清孔一次。佛開高速公路擴(kuò)建時(shí)，要求選擇較為合適的持力層，樁底沉淀土厚度按≤10 cm控制。

2.4 采用多節(jié)三岔(DX)擠擴(kuò)灌注樁

DX樁是近年來新興的一種變截面新樁型，其在預(yù)鉆(沖)孔內(nèi)放入專用的多節(jié)三岔(DX)液壓擠擴(kuò)裝置，按承載力要求和地層土質(zhì)條件在樁身適當(dāng)部位沿水平方向擠擴(kuò)出上下對(duì)稱的擴(kuò)大楔形腔或經(jīng)多次擠擴(kuò)形成近似圓錐盤狀的擴(kuò)大頭腔，然后提離多節(jié)三岔(DX)液壓擠擴(kuò)裝置，放入鋼筋籠，灌注混凝土，形成由樁身、承力岔、承力盤和樁根共同作用的鋼筋混凝土灌注樁。

DX擠擴(kuò)灌注樁的擴(kuò)徑體不僅增大了樁身端承面積，同時(shí)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠密作用，充分發(fā)揮了樁身、擴(kuò)徑體與土體的共同承載作用，承力盤腔的底面是向樁孔傾斜的坡面，水平傾斜角為35°，這就使得鉆孔泥渣無法存留，從而保證從受荷一開始承力盤的支承剛度就能得以發(fā)揮;而底承力盤下面“樁根”的存在，更可消除鉆孔泥漿沉淀對(duì)沉降的影響，因此沉降很小。

DX樁可在多種土層中成樁，不受地下水位限制，并可以根據(jù)要求采取增設(shè)分承力盤數(shù)量來提高單樁承載力，降低樁基沉降量，適應(yīng)性很強(qiáng)。

實(shí)踐表明，DX樁較傳統(tǒng)樁能減小工后沉降30% ～70%，縮短工期30% ～50%，降低工程造價(jià)15% ～25%，是軟弱地質(zhì)條件下舊橋加寬很值得推廣的一種樁型。

2.5 可調(diào)節(jié)支座的應(yīng)用

新建橋梁采用可調(diào)節(jié)支座，在新建的橋梁上部結(jié)構(gòu)安裝就位后，新、舊橋上部結(jié)構(gòu)暫不連接，待完成大部分沉降后，調(diào)整支座高度，進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的連接。可調(diào)節(jié)支座還可以有限解決支座偏壓和脫空，使各個(gè)支座受力均勻，增加結(jié)構(gòu)的耐久性，是一種值得推廣的新型支座。

圖1 DX樁示意圖

3 結(jié)語

(1)如何有效控制新、舊橋之間的不均勻沉降是軟弱地質(zhì)舊橋加寬中的關(guān)鍵問題。

(2)在舊橋加寬中，應(yīng)結(jié)合具體地質(zhì)條件、工期要求、新舊橋布置關(guān)系選擇新橋基礎(chǔ)沉降控制方法。

(3)DX樁具有成樁質(zhì)量可靠、沉降量小、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是軟弱地質(zhì)條件下舊橋加寬中很值得推廣的一種樁型。

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U445.6

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1008-3383(2012)02-0016-01

2011-09-07

朱萬勇(1977-)，男，河北懷來人，工程師，主要從事橋梁設(shè)計(jì)工作。