聊城市沙镇扈庄区中软土地基上桥涵安全的影响与对策.docVIP

聊城市沙镇扈庄灌区中软土地基上桥涵安全的影响与对策 - 工程设计 摘　要：笔者所在的聊城市东昌府区沙镇扈庄灌区地处全国大型灌区位山灌区三干渠的上游，控制面积12.8万亩，灌区内有各种桥涵500余处。我根据多年施工经验和现场调查，分析软土地基上桥台发生病害的原因，提出了桥台设计、施工中应注意的问题和预防措施。 　　关键词：软基上的桥台；病害分析；预防措施 　 一、前言 　　软土地基主要是指天然含水量较高、压缩性大、抗剪强度低的细粒土，或由空隙率大的有机质泥炭松砂组成的土层。在外荷载作用下能产生较大的变形，软土还具有流塑性，即在相当小的剪力作用下也能产生缓慢的水平位移。在软土地基上建桥时，经常出现的问题有：一是软土地基压密下沉对基础的影响，二是填土引起的软土地基的塑性流动对基础的影响，根据以往施工实践和桥梁调查分析，在软土地基上建造的许多桥梁中，病害发生在桥台上的较多，如：桥台下沉、桥台前倾、U型桥台前墙与侧墙撕裂分离、一字型桥台分段竖向开裂、桥台桩基前移或环状裂缝、桥头错台跳车、桥头高路堤滑坡等等，有的桥台通车几年后就不能使用，需要花上很多时间和经费处理，给正常使用和养护带来极为不利的影响，这些问题经过调查和分析，主要原因是在桥台设计方面考虑不周和施工方法不妥造成的。本文就桥台病害分析、预防措施及做好桥台设计与施工分述如下： 二、软土地基上桥台的病害分析 　　软土地基上桥台的病害，一般分为两种：桥台下沉和桥台前移。这两种病害有时单独出现，也有同时发生和相继发生。而桥台的下沉有均匀下沉和不均匀下沉两种：桥台的前移还伴随着桥台整体倾斜或撕裂的情况，这都影响到桥梁的使用性能和行车安全，给养护管理带来许多困难。 　　1　桥台的下沉现象 　　桥台的下沉是由于地基压密下沉而引起的。在桥台和上部构造荷载的作用下，引起土层的再固结，基底被压密下沉，导致桥台下沉。 　　桥台的下沉通常是地基中有一层或几层压缩性大的软土，当桥台基础为浅基础时，例：桥台台身和基础采取浆砌片石砌体或片石砼，而施工时对地基做换填处理，或打入钢筋混凝土桩等，因自身重量较大，并在上部荷载作用下，久而久之，桥台也出现下沉，如桥台下沉是均匀下沉，而下沉量不大时，则是引起桥面产生裂纹和行车不舒适，不会导致桥梁的破坏，如下沉量过大，就会影响桥梁的使用，引起桥梁破坏，甚至成为危桥。如桥台不均匀下沉，通常会引起桥台基础和台身的竖向开裂，其原因主要是桥台基础为石砌基础或砼基础，且基础长宽比偏大，基础底面的土体应力成马鞍形分布，中间大，两侧小，从而引起中间下沉大，两侧下沉小，加上基础砌体的抗变形能力低，基础中间容易被拉裂，这种裂缝直接反射到台身上，引起台身开裂。桥台基础为深基础时，例：桩基础桥台也发生下沉，在庄户公路上有一座70年代初建造的公路简支T型桥梁，当时设计的荷载偏低，桩基按摩擦桩设计，为16m长40Cm×40Cm打入钢筋混凝土方桩，由于交通量和荷载增大，近几年桥台逐年下沉，到1997年已下沉了30多厘米，影响交通安全，后将桥台加固和台帽加高才恢复桥梁的正常使用。 　　2　桥台前移现象 　　修建在软土地基上的桥台，若台背填土过高，地基强度不足，就会引起地基失稳出现塑性滑动，产生作用于桥台的水平力，使桥台产生水平位移和(或)倾斜。由于地基失稳滑动，U型桥台整体滑动或前墙前移和侧墙在连接处产生撕裂分离，一字型桥台墙身前移产生分段开裂，钻孔桩基桥台，桩基上部偏移，有的在桩基上部桥台前缘河心方向水平开裂，裂缝深有半个桩基，裂缝间距约20-50cm之间。因为桩身上部在地表下0-3m范围受到较大水平力所产生的挠曲而开裂。 　　由于桥台前移而引起的桥梁上部构造破坏，一般有以下几种情况： 　　(1)支座和墩台支承面破坏； 　　(2)伸缩缝装置破坏和接缝宽度不够，使伸缩机能受阻； 　　(3)当移动量过大时梁端与台背紧贴，严重时导致背墙破坏或梁端局部压碎。 　　例如：建于1975的大常大桥，为4孔16mT型梁桥，因桥台建于软土地基上，基础为打入钢筋混凝土方桩，随着交通量和荷载的增大，近几年检查该桥梁两岸桥台均存在下沉，并存在由南向北小幅度倾斜。南台背墙挤靠T型梁端部，两者无空隙，且背墙被剪断破损。北台背墙离开T型梁端部空隙超出6-8cm，上部构造T型梁摆动，支座向一个方向倾斜，伸缩机能破坏，通过较大吨位车辆时，台背路面上有强烈冲击感，墙面有挫动等情况，已成为危桥，于2004年进行了加固处理，才使大常大桥恢复了正常使用性能，保证了行车安全。 　　调查发现，当桥台台身为实体式桥台时，产生前移的情况较多，而桩柱式、框架式和肋板式等埋置式桥台产生前移的情况相对较少。采用桩基础时，当顺桥方向桩的排数越多，移动的程度越小，因为桩的排数多，阻止软土顺桥向的流动刚度大。 　　三、桥台病害的预防措施 　　1　要防止