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某橋梁下部結(jié)構(gòu)擴大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)維修加固措施惡辿下尊E某橋梁下部結(jié)構(gòu)擴大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)維修加固措施1工程概述該橋梁總長583m,上部結(jié)構(gòu)采用30m標準跨徑預(yù)應(yīng)力T梁和16m鋼筋混凝土空心板。上部結(jié)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)簡支、橋面連續(xù)。0號-7號墩臺范圍橋梁為主橋,跨越主河道,跨徑組成為(330+430)m的T梁組成,其余跨均為16m鋼筋混凝土空心板引橋。0號主橋臺采用擴大基礎(chǔ)肋板式橋臺,1號-2號橋墩采用擴大基礎(chǔ)雙柱墩,其余主橋墩采用雙柱式墩柱嵌巖樁,主橋墩柱直徑均為1.5m,引橋橋臺采用三柱式樁柱橋臺,引橋橋墩均采用雙柱式樁柱橋墩,引橋墩柱直徑均為1.2m。20號-6號墩臺基礎(chǔ)病害該橋于1997年建成通車,由于河道大量采砂,河床下降嚴重,0號-6號墩臺范圍為跨越主河床跨,目前橋位處河床地面相比橋梁竣工時高程平均下降3m左右,最深處達4m。其中尤以1號墩、2號墩的擴大基礎(chǔ)病害嚴重。下面逐一敘述分析0號-6號墩臺基礎(chǔ)病害。2.10號橋臺基礎(chǔ)病害0號臺為肋板式橋臺,檢查發(fā)現(xiàn)橋臺已無護坡防護橋臺,橋臺覆土被大量沖刷,擴大基礎(chǔ)外露,基礎(chǔ)局部脫空,地層巖基面基本裸露。分析護坡破壞原因有二點:一是多年洪水沖刷護坡?lián)p毀所致;二是橋臺處公路排水溝排出雨水常年沖刷橋墩臺護坡,導(dǎo)致傾斜巖基外露。護坡?lián)p壞降低了橋臺穩(wěn)定性,加快基礎(chǔ)底部巖基穩(wěn)定性和強度。2.21號-2號橋墩基礎(chǔ)病害1號-2號墩下部結(jié)構(gòu)為擴大基礎(chǔ)雙柱式橋墩,檢查發(fā)現(xiàn)柱側(cè)存在施工時留下的沉井未拆除,沉井底部比擴基底部高程稍高。1號橋墩擴大基礎(chǔ)底部有懸空現(xiàn)象,底部持力層呈倒梯形。1號墩靠近岸側(cè)基礎(chǔ)下部落在基巖上,靠近河心側(cè)基礎(chǔ)下部沒有完全落在基巖上,基礎(chǔ)下部局部為砂土。2號橋墩基礎(chǔ)處于河水中,但水上河心側(cè)沉井出現(xiàn)明顯的傾斜,該處側(cè)墻混凝土出現(xiàn)較寬開裂現(xiàn)象。目前1號墩和2號墩立柱還未出現(xiàn)明顯傾斜現(xiàn)象。分析基礎(chǔ)沖刷原因:一是河道采砂嚴重,導(dǎo)致河床沖刷下降所致;另一原因為公路排水溝流水直接沖擊1號墩柱基礎(chǔ)附近土層,導(dǎo)致1號墩基礎(chǔ)底部沖刷尤為嚴重。擴大基礎(chǔ)底部呈倒梯形原因:施工期間沉井下沉?xí)r岸側(cè)先接觸基巖,而另一側(cè)沉井基巖線較深,此時沉井改側(cè)未達到基巖,僅在砂土層,而沉井岸側(cè)受巖基阻礙已不能下沉,于是施工單位便在沉井中澆筑擴大基礎(chǔ),造成部分基礎(chǔ)沒有落在基巖上,由于擴大基礎(chǔ)上部尺寸比下部尺寸尺寸大,基礎(chǔ)下部土體被沖刷掏空后,基礎(chǔ)底部就呈現(xiàn)場看到的倒梯形形狀。沉井出現(xiàn)傾斜開裂可能原因:在洪水沖刷下,河床不斷降低,造成沉井下部支承土體被掏空,造成沉井側(cè)翻,不均勻沉降受力,局部出現(xiàn)開裂,并不斷傾斜。從沉井傾斜、基礎(chǔ)脫空、地質(zhì)鉆探結(jié)果分析,擴大基礎(chǔ)和沉井底部未完全接觸傾斜基巖面。土層沖刷后,造成沉井傾斜,擴基懸空,造成擴大基礎(chǔ)有效傳力面積減少,穩(wěn)定性降低。2.33號-6號橋墩基礎(chǔ)病害3號-6號墩為樁柱式橋墩,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)3號-6號墩基礎(chǔ)沖刷嚴重。該處地面沖刷平均深度達4m。原設(shè)計樁基嵌巖2m,經(jīng)計算樁基各項力學(xué)指標安全系數(shù)較小[2][3][4],特別是樁側(cè)土壓應(yīng)力已超標。3實施維修加固策略根據(jù)0號-6號墩結(jié)構(gòu)、病害以及鉆探資料,結(jié)合專家組意見,對各墩臺進行不同方法的維修加固處理。對0號臺基礎(chǔ)主要進行矩形擋土墻防護,并設(shè)置排水溝引流。對1號-2號墩基礎(chǔ)主要進行封閉方體箱形嵌巖護墻防護,對墻內(nèi)土體進行壓漿,為減小施工對基礎(chǔ)擾動,保留原沉井,對2#墩傾斜沉井基礎(chǔ)以上部分進行切除。對3號-6號墩樁基礎(chǔ)采取兩種方案:一是利用橢圓形封閉箱形嵌巖護墻防護樁基免于沖刷,二是新增加承臺和鉆孔樁基分擔原有基礎(chǔ)荷載。0號橋臺基礎(chǔ)維修加固措施0號臺主要采取護坡防護,為排水溝預(yù)留空間兼造價考慮,在外露橋臺基礎(chǔ)水平距離外緣1.5m處做C30混凝土擋土墻,擋土墻截面為矩形(主要考慮基巖面不平,矩形狀易于施工),平面繞橋臺成矩形進行布置,護坡基礎(chǔ)嵌巖深度不小于2m。后在擋土墻上做混凝土護坡,坡度為1:1。同時對公路排水溝進行整治,防止流水侵蝕護坡,在護坡邊做排水溝。1號-2號橋墩基礎(chǔ)加固措施1號墩2號墩主要采取防護兼加固策略,利用新嵌入基巖護墻對擴大基礎(chǔ)進行防護。步驟是:簽于擴基底部已出現(xiàn)脫空,施工前首先采用采用片石混凝土壓實基礎(chǔ)脫空部分,用鋼板樁圍堰對擴大基礎(chǔ)進行施工期間臨時支護。然后對基礎(chǔ)與板樁圍堰所圍砂土進行雙液壓漿[1],灌實基礎(chǔ)下緣土體。做好基礎(chǔ)施工期間支護后,在護墻外側(cè)區(qū)域做護墻施工砂袋圍堰,護墻基巖面清理好后指定位置采用12.7cm地質(zhì)鉆機鉆孔基巖2m,嵌入鋼管混凝土灌注樁[5],同時保證護墻根部嵌巖0.2m,立模綁扎護墻鋼筋、澆筑混凝土后,澆注混凝土,使護墻與鋼管混凝土樁成為整體?;靥罨A(chǔ)周圍覆土后完成擴大基礎(chǔ)維修處理。3.33號-6號橋墩基礎(chǔ)加固措施原橋樁基設(shè)計嵌巖深度2m,基礎(chǔ)承載能力滿足規(guī)范。但由于沖刷較為嚴重,安全系數(shù)較低。為保證橋梁持續(xù)正常使用對樁基進行維修加固處理,加固措施有兩條:(1)利用新增樁基進行加固沿3號-6號墩系梁上緣位置向下增設(shè)2.4m高承臺,新增承臺與樁基、系梁接觸面植筋。為增加立柱向承臺傳遞荷載途徑,在承臺上緣沿原柱周新增1.5m高圓柱,在界面處植筋。由于新增高樁承臺對河道泄洪能力影響較大,因此承臺尺寸設(shè)計盡量小型化、線條平順化。承臺下新設(shè)計四根樁基支撐承臺,新增設(shè)樁基嵌巖4m,樁徑1.2m。新增樁基以及與原有樁基中距不小于樁徑2倍[4]。該方案可以較大程度提高下部基礎(chǔ)承載能力,但需要對原有樁柱進行較多量的植筋,對原結(jié)構(gòu)有一定損傷,造價較高,樁基施工需要操作空間較大,施工不方便。(2)新增護墻防沖刷由于樁基承載能力有一定安全度,可在樁四周直接做施工用砂袋圍堰,在指定位置采用12.7cm地質(zhì)鉆機鉆孔入基巖2m,嵌入鋼管混凝土樁,同時保證護墻根部嵌巖0.2m,
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