城市橋梁基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算分析

王云陽

摘 要：城市橋梁由于施工質(zhì)量及管養(yǎng)問題在運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后可能存在一定沉降，長(zhǎng)時(shí)間沉降及較大梁的沉降會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全性，因此需要對(duì)其進(jìn)行加固。而加固的前提是對(duì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承載力進(jìn)行詳細(xì)且準(zhǔn)確的計(jì)算。本文以一座城市橋梁為背景，分析了橋梁基礎(chǔ)承載力的詳細(xì)計(jì)算過程，可為類似工程提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城市橋梁;基礎(chǔ);承載力;沉降

0 前言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通運(yùn)輸量逐年增加，城市橋梁承受運(yùn)營(yíng)越來越大，同時(shí)重載交通量所占比重也日趨增加。一方面隨著橋梁服役時(shí)間的增加，橋梁設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載標(biāo)準(zhǔn)與目前所采用的標(biāo)準(zhǔn)及目前的實(shí)際荷載情況存在一定差異;另一方面，日益增加的重載交通也會(huì)加快橋梁的沉降速度。不同于公路橋梁，城市橋梁運(yùn)營(yíng)密度非常高，一旦發(fā)生過大沉降，將直接影響行車舒適度，更甚者將引起交通事故，事故帶來的后果將不堪設(shè)想。并且，橋梁基礎(chǔ)的維修、加固或者重建，將對(duì)現(xiàn)有交通造成嚴(yán)重影響，造成不良社會(huì)影響。

某多跨城市橋梁上部結(jié)構(gòu)主要采用連續(xù)肋板、肋梁、箱型通道、T梁和V型剛構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式，墩臺(tái)結(jié)構(gòu)形式主要采用雙柱式及薄壁式橋墩、薄壁式或肋板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式主要采用擴(kuò)大基礎(chǔ)、預(yù)制管樁基礎(chǔ)和鉆/挖孔灌注樁基礎(chǔ)。

據(jù)橋梁檢測(cè)單位多年觀察，部分橋墩出現(xiàn)不同程度的沉降，為保證結(jié)構(gòu)安全性和行車舒適性，有必要對(duì)相關(guān)橋梁進(jìn)行驗(yàn)算。

1 樁基計(jì)算原則及方法

1.1 樁身質(zhì)量狀況

（1）樁身基本完整：不對(duì)承載力進(jìn)行折減;

（2）一般缺陷：認(rèn)為不影響承載，不對(duì)承載力進(jìn)行折減，清底系數(shù)m0取《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ024-85）高值0.7;

（3）樁頭缺陷：驗(yàn)算中不對(duì)承載力進(jìn)行折減，后面再按需做加固處理;

（4）樁底質(zhì)量差：按缺陷程度對(duì)樁底承載力進(jìn)行10%～30%的折減，清底系數(shù)m0取《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 024-85）中間值0.5。

1.2 入巖情況

（1）微風(fēng)化巖層：按端承樁進(jìn)行驗(yàn)算;

（2）中風(fēng)化巖層：按摩擦樁和端承樁分別進(jìn)行驗(yàn)算;

（3）強(qiáng)、全風(fēng)化巖層及其他土砂層：按摩擦樁進(jìn)行驗(yàn)算。

2 橋梁概況

某橋梁橋跨組合為（6×16+20）+（25+42+25）+（20+6×16）m，橋梁全長(zhǎng)329.44 m，共17跨。上部構(gòu)造為鋼筋砼T型梁和V型剛構(gòu)結(jié)構(gòu)形式;墩臺(tái)結(jié)構(gòu)形式為方柱式和V型橋墩和墻式橋臺(tái)，基礎(chǔ)為Φ550 mm的預(yù)應(yīng)力管樁。該橋的墩臺(tái)編號(hào)為1～18，共18個(gè)墩臺(tái)，其中該匝道橋1#和18#為橋臺(tái)。

2.1 （25+42+25）m V型剛構(gòu)主墩承臺(tái)恒載計(jì)算

6.1×7.7×2×26=2442.4 kN。

2.2 V型剛構(gòu)主墩最大樁頂力計(jì)算

承臺(tái)底面單樁豎向力設(shè)計(jì)值按照下列公式進(jìn)行計(jì)算：

其中：為第i根樁的單樁豎向力設(shè)計(jì)值（kN）;為由承臺(tái)底面以上的作用產(chǎn)生的豎向力組合設(shè)計(jì)值（kN）;為由承臺(tái)底面以上的作用繞通過樁群形心的y軸的彎矩組合設(shè)計(jì)值（kN*m）;為由承臺(tái)底面以上的作用繞通過樁群形心的x軸的彎矩組合設(shè)計(jì)值（kN*m）;n為承臺(tái)下面樁的總根數(shù);、分別為第i根樁中心至y軸、x軸的距離。

通過上式計(jì)算，可得橋墩的最大樁頂力為695.2 kN。

2.3 16 m、20 mT梁上部結(jié)構(gòu)恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下

3 結(jié)論

綜合分析該橋的橋墩狀況調(diào)查報(bào)告、地質(zhì)勘察資料、樁基檢測(cè)資料和竣工資料等內(nèi)容，按照第一節(jié)所述原則及方法對(duì)本橋樁基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果及檢測(cè)報(bào)告對(duì)所出現(xiàn)病害進(jìn)行分析，并提出較合理的處理方案。

在未采取加固措施前，要加強(qiáng)對(duì)橋墩基礎(chǔ)的沉降監(jiān)測(cè)，若發(fā)現(xiàn)有明顯沉降的基礎(chǔ)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加固處理。

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