福增大橋橋臺臺后軟弱土層病害處理

盧清景

（漳平市交通運(yùn)輸局，龍巖 364400）

0 引言

道路在跨越江河湖水系時(shí)，需要修建橋梁。在路堤與橋梁的連接段， 如果橋臺臺后存在較大厚度的軟弱土層時(shí)，將對鄰近橋臺樁基及上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）橋臺路基填土引起軟弱土層側(cè)向變形擠壓樁身，使樁撓曲甚至斷裂；（2）橋臺路基填土引起的地基土固結(jié)，造成不均勻沉降；（3）引起橋臺前移，過大的橋臺前移將造成支座、伸縮裝置、背墻或梁局部受壓變形甚至破壞[1]。

本文以實(shí)際工程為例， 針對橋臺臺后存在較厚軟弱土層的現(xiàn)象，提出切實(shí)可行的工程處理措施。 而且，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，該措施取得良好的效果。

1 工程概況

龍巖市漳平X671 城關(guān)至桂林黃祠公路起于漳平市菁城街道實(shí)驗(yàn)中學(xué)門口，道路橫跨九龍江，平面交叉原省道S203，終于桂林黃祠村，道路全長約10500m。 其中，福增大橋（兼顧市政功能）橋?qū)?8m，六車道，全長278m。

福增大橋8 號橋臺施工開挖進(jìn)行臺后填土， 現(xiàn)場橋臺承臺以下4.5m 厚粉質(zhì)粘土層泌水嚴(yán)重，原臺后地面耕植土及其下粉質(zhì)粘土含水量高。 施工時(shí)，在163m 標(biāo)高出現(xiàn)大量地表水，場地變成泥地。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際挖探，8 號橋臺臺后地質(zhì)由上往下分別為4.5m 雜填土層、4.5m 粉質(zhì)粘土層、0.5m 土夾碎石層、土狀強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖和中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。具體各層地質(zhì)情況詳見表1 及圖1。

圖1 8 號橋臺地質(zhì)剖面圖

表1 巖土參數(shù)建議值

3 計(jì)算分析

滑坡穩(wěn)定及臺后群樁驗(yàn)算[2]：利用理正巖土計(jì)算6.0，對8 號橋臺臺后填土整體穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。經(jīng)計(jì)算，最不利狀況下，采用瑞典條分法，總的下滑力= 773.833kN，總的抗滑力= 853.969kN，臺后填土整體穩(wěn)定系數(shù)為1.104，稍大于規(guī)范要求的系數(shù)1.1。計(jì)算的圓弧滑動面位置如下

圖2 活動面位置剖面圖

利用橋梁博士軟件， 對8 號橋臺群樁受力進(jìn)行驗(yàn)算[3-4]，如圖3 所示。

圖3 橋梁博士軟件計(jì)算界面

經(jīng)驗(yàn)算，實(shí)配24D25 鋼筋橋臺樁基強(qiáng)度滿足要求，裂縫寬度為0.196mm，小于規(guī)范要求的0.2mm。

為加強(qiáng)橋臺臺后填土的整體穩(wěn)定性安全， 同時(shí)減小橋臺樁群樁基受臺后土壓力產(chǎn)生的剪力作用[5-6]，在臺后破裂面位置增設(shè)一道橫向的扶壁式擋土墻， 減少土壓力對橋臺的影響，從而提高橋臺的安全性。

扶壁式擋土墻主要特點(diǎn)是墻身斷面較小， 自身質(zhì)量輕，可以較好地發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能，能適應(yīng)承載力較低的地基。一般在較高的填方路段用來穩(wěn)定路堤。踵板上的土體重力可有效地抵抗傾覆和滑移， 可有效地防止填方邊坡的滑動。

4 病害處理措施

根據(jù)現(xiàn)場踏勘情況及計(jì)算分析， 同時(shí)進(jìn)行地質(zhì)拉槽挖探，本文提出病害處理措施如下：

（1）臺后回填深度進(jìn)行加深處理，處理至粉質(zhì)粘土下、0.5m 厚土夾卵石層上，材料采用砂夾碎石（砂∶碎石=4∶6），提高滑動面材料力學(xué)參數(shù)。

（2）清除路基范圍內(nèi)所有雜填土，挖出的雜填土視情況作為綠化用土。

（3）現(xiàn)場開挖后，雜填土層、粉質(zhì)粘土層較厚，土狀強(qiáng)風(fēng)化層埋深5～8m。 粉質(zhì)粘土層容許承載力為150kPa，泡水后承載力下降，若采用一般重力式擋墻，則承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；如開挖至土狀強(qiáng)風(fēng)化層，則加高重力式擋土墻，基礎(chǔ)承載力隨墻高增加而增加，也對橋臺樁基產(chǎn)生更大的側(cè)向擠壓。同時(shí)，墻身材料數(shù)量增加較快，造價(jià)較高。所以采用帶鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)的懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻，減少對地基承載力要求和橋臺樁基的影響，持力層設(shè)置為粉質(zhì)粘土層，可降低3～4m 墻高。

（4）原場地滲水判斷為臨近山體地下水下滲引起，設(shè)置盲溝進(jìn)行排水，加強(qiáng)橋臺臺后路基排水，避免后期橋頭路基出現(xiàn)不均勻沉降。 同時(shí)要求路基填筑需待場地水排干、粉質(zhì)粘土層晾曬風(fēng)干后進(jìn)行。

圖4 橋臺臺后處理橫斷面圖

圖5 盲溝平面布置圖

5 結(jié)論

常用的減小軟基橋臺側(cè)移措施，主要有排水砂樁法、塑料板排水、減輕荷載法（低填土、溜坡方式、箱形橋臺）、基礎(chǔ)體阻力法（增加樁根數(shù)、墩臺之間設(shè)置支撐）。

本文針對橋臺臺后較厚的軟弱土層， 有針對性地提出兩種處理措施。第一種是進(jìn)行快速有效排水。在軟弱土層與硬土層分界處，設(shè)置盲溝進(jìn)行排水；臺后換填砂夾碎石（砂∶碎石=4∶6）至承臺以下。 通過加強(qiáng)橋臺臺后路基排水，避免后期橋頭路基不均勻沉降。第二種措施是在臺后破裂面位置增設(shè)一道扶壁式擋土墻橫向的擋土墻， 減少土壓力對橋臺的影響，從而提高橋臺的安全性。

福增大橋已于2015 年通車，目前經(jīng)過處理的8 號橋臺幾乎沒有出現(xiàn)不均勻沉降，且橋臺無任何側(cè)向位移。

綜上所述，將排水與扶壁式擋土墻兩者結(jié)合，對橋臺臺后軟弱土的病害處理，有很好的成效，可為其他碰到類似地質(zhì)情況的工程提供有效的思路和方法。