【摘要】溫州地區(qū)軟土層厚，土體內(nèi)摩擦角小、粘聚力低，在臺(tái)后高填土作用及車(chē)輛荷載作用下極易發(fā)生沉降和地基變形。溫州地區(qū)多座橋梁橋臺(tái)存在的病害均為橋臺(tái)軟弱土體結(jié)構(gòu)破壞、流失導(dǎo)致失穩(wěn)造成。本文通過(guò)對(duì)兩座橋梁的典型橋臺(tái)病害進(jìn)行分析，探討了此類(lèi)病害成因的處理對(duì)策。
　　【關(guān)鍵詞】橋臺(tái)病害 軟土地基 病害成因 處理對(duì)策
　　Abstract: In this paper, analyzes the two typical bridges Bridge Abutment, to explore the causes of such diseases deal with countermeasures.
　　Key words: bridge abutment; soft ground; disease causes; deal with countermeasures
　　中圖分類(lèi)號(hào) : TU471.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
　　0 引言
　　軟土天然含水量大，天然孔隙比把，抗剪切強(qiáng)度低，壓縮率高，滲透系數(shù)小，在荷載作用下地基承載力低、地基變形大、不均勻沉降大、且變形穩(wěn)定歷時(shí)長(zhǎng)。溫州地區(qū)為海濱平原，靠甌江南岸，軟土層厚。本文以橋臺(tái)病害較為嚴(yán)重的兩座橋梁為例，探討此類(lèi)病害的成因及處理對(duì)策。
　　1 橋臺(tái)病害
　　1.1 橋梁一
　　某橋梁1坐落市區(qū)次干道上，設(shè)計(jì)荷載汽-20，橋長(zhǎng)39m，總寬32m，上部結(jié)構(gòu)為3×13m普通混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)為組合式橋臺(tái)(即樁柱式橋墩和懸臂式鋼筋砼擋墻或重力式擋土墻組合成)，原設(shè)計(jì)橋臺(tái)采用護(hù)坡，后橋臺(tái)前墻、耳墻改為采用懸臂式鋼筋砼，擋墻底部采用石丁樁基礎(chǔ)(25cm×25cm×250cm×53根)，樁柱式墩，Φ110鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)35m。
　　地質(zhì)報(bào)告顯示淤泥層厚17.5~22.9m，淤泥質(zhì)粘土層厚8.6~13.5m，下部砂礫層未穿透。
　　橋臺(tái)主要病害如下：
　　1)梁體端部伸出蓋梁：從圖2可以明顯看出，經(jīng)測(cè)量伸出量達(dá)30cm。
　　2)支座實(shí)效：伸入木棒如圖3已能探查到實(shí)效的支座。
　　3)臺(tái)后填土突然沉降。曾在道路維修后的一個(gè)月內(nèi)臺(tái)后產(chǎn)生了3cm左右的沉陷，如圖4。
　　4)橋臺(tái)立柱錯(cuò)位：本橋由3幅組成，從圖5中可以看出在邊幅和中幅間已出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象。
　　5)立柱前傾：如圖6。采用垂球粗略測(cè)量立柱的傾斜度在2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)0.5%范圍。
　　在對(duì)橋臺(tái)設(shè)置了圖7所示的簡(jiǎn)易觀測(cè)裝置，對(duì)其進(jìn)行3個(gè)月的連續(xù)觀測(cè)，并用溫度計(jì)測(cè)量觀測(cè)時(shí)橋下溫度。從表中讀出絕對(duì)位移，再考慮溫度影響后，計(jì)算出每月相對(duì)位移1.5~1.2mm。
　　1.2 橋梁二
　　橋梁二橋臺(tái)為樁柱式排架結(jié)構(gòu)加臺(tái)后漿砌片石擋墻構(gòu)成的組合式橋臺(tái)，橋臺(tái)蓋梁
　　寬1.1m，寬1m，斜長(zhǎng)52.42m。橋墩、橋臺(tái)樁基采用Ф100cm單排鉆孔灌注樁。立柱Ф100cm，系梁高0.9m，寬0.7m。橋臺(tái)樁底標(biāo)高-36m，樁柱總長(zhǎng)41.3m，臺(tái)后30m范圍內(nèi)采用Ф50cm水泥攪拌樁作為高填土基礎(chǔ)，攪拌樁樁長(zhǎng)為8m。與橋梁一的主要區(qū)別在于該橋橋臺(tái)有靠背，樁基間有系梁聯(lián)系，地質(zhì)情況類(lèi)似。橋臺(tái)主要病害如下：
　　1)0#、5#橋臺(tái)排架整體向臺(tái)后傾斜，立柱最大傾斜角度為3.720，對(duì)應(yīng)系梁地面樁柱連接位置已嚴(yán)重?cái)嗔选⑶昂箦e(cuò)位2~3cm，開(kāi)裂最大位置寬度16cm，最大深度76cm。
　　2)橋臺(tái)系梁及系梁以上排架立柱明顯開(kāi)裂，裂縫最大寬度2mm。
　　3)橋臺(tái)蓋梁河心側(cè)面及底面分布有多條貫通或非貫通的斜向、豎向及橫向裂縫，部分裂縫還伴隨滲水跡，側(cè)面最大裂縫長(zhǎng)度1.36m，最大寬度1mm，底面最大長(zhǎng)度為1.21m，最大寬度0.7mm。
　　4)橋臺(tái)背墻斷裂錯(cuò)位，擋墻開(kāi)裂，片石錯(cuò)位。
　　2 病害成因分析
　　依據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ024-85)對(duì)上述兩座橋梁進(jìn)行受力分析，對(duì)樁柱內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算并驗(yàn)算單樁豎向承載力、樁柱位移、裂縫、最大彎矩正截面強(qiáng)度(入土深度0m處)進(jìn)行檢算，上述項(xiàng)目均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。且對(duì)橋梁一(橋梁二由于橋臺(tái)立柱已斷裂沒(méi)檢算的必要)懸臂式臺(tái)后擋土墻的強(qiáng)度、抗滑穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，同樣滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
　　從地質(zhì)報(bào)告中可看出，橋臺(tái)樁基主要部分均在承載力低壓縮量大的軟弱土層中。在未產(chǎn)生位移的情況下，橋臺(tái)兩側(cè)由于填土高度不同立柱兩側(cè)靜止土壓力存在壓力差，淤泥及淤泥質(zhì)粘土層土體逐漸向河心滑移，臺(tái)后土壓力逐漸減小，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)土壓力，而臺(tái)前樁基周?chē)馏w受基礎(chǔ)變形影響產(chǎn)生被動(dòng)土壓力，從而使樁基受力達(dá)到平衡狀態(tài)。
　　樁側(cè)摩擦力的發(fā)揮取決于樁土間的相對(duì)位移，若樁土之間不存在相對(duì)位移，則樁側(cè)摩擦力為零。樁體與樁間土的強(qiáng)度與剛度存在差異，在橋后土壓力的作用下，土側(cè)壓力在產(chǎn)生重新分配，樁體范圍內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，但樁間土仍保持著天然土的馬鞍形分布。隨著地基變形的發(fā)展，樁間土的應(yīng)力逐漸向樁上集中，樁土應(yīng)力比也隨之增大，荷載超過(guò)某一極限值后，由于剛度原因，樁首先進(jìn)入塑性狀態(tài)，樁體變形加大，樁上應(yīng)力逐漸向樁間土轉(zhuǎn)移，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)土體抗剪強(qiáng)度后，土體逐漸向河道內(nèi)滑移，從而加劇樁向河道傾斜，造成路面沉降及橋臺(tái)后仰。隨著變形發(fā)展，臺(tái)后土壓力通過(guò)橋臺(tái)基礎(chǔ)直接作用于立柱，造成立柱前傾。橋臺(tái)未設(shè)置靠背，造成梁體伸出樁帽，導(dǎo)致支座失效。
　　在橋梁二出現(xiàn)病害后等待處置期間，為防止意外情況的發(fā)生，對(duì)臺(tái)后土體進(jìn)行為期一年的觀測(cè)，觀測(cè)點(diǎn)布置在臺(tái)后5m位置，具體布置如下：
　　表1 深沉土體位移觀測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)

深度 (m)	北位移（mm）
	1號(hào)孔	2號(hào)孔	3號(hào)孔	4號(hào)孔	5號(hào)孔	合計(jì)
0.5	-25.89	-7.75	0.14	-9.09	-42.18	-84.27
1	-25.17	-6.72	-4.05	-6.6	-42.89	-84.43
1.5	-26.64	-11.27	-3.75	-2.32	-37.67	-80.15
2	-37.25	-13.55	-4.86	3.71	-32.77	-82.72
2.5	-44.08	-11.52	-2.58	9.36	-33.37	-79.69
3	-44.82	-7.73	1.63	14.63	-36.94	-70.23
3.5	-37.66	-5.26	5.83	19.82	-40.73	-54.5
4	-25.27	-2.45	9.87	20.77	-43.33	-36.41
4.5	-21.91	-0.65	7.74	15.46	-43.97	-38.83
5	-20.71	-0.95	5.71	9.76	-44.39	-45.58
5.5	-20.59	-1.8	3.98	2.79	-42.74	-52.86
6	-21.34	-1.42	2.02	-4.92	-39.89	-59.55
6.5	-22.25	0.95	-0.29	-14.1	-37.95	-67.14
7	-22.6	5.37	-5.44	-23.73	-36.6	-76
7.5	-22.54	10.27	-11.72	-27.15	-34.54	-78.18
8	-21.32	12.23	-9.73	-23.3	-32.28	-66.4
8.5	-19.71	11.34	-2.58	-18.83	-30.79	-52.07
9	-17.85	9	1.7	-14.41	-28.55	-41.11
9.5	-16.61	4.15	2.38	-11.85	-24.82	-37.25
10	-15.71	-2.09	3.25	-9.6	-20.27	-34.42
10.5	-13.44	-6.67	6.97	-5.96	-14.72	-23.32
11	-9.84	-9.66	9.42	-8.11	-9.98	-17.17
11.5	-9.09	-8.22	6.25	-12.07	-7.86	-19.49
12	-12.12	-2.73	-1.88	-12.34	-10.54	-27.61
12.5	-16.47	2.64	-8.27	-9.27	-14.82	-33.69
13	-19.05	7.12	-9.96	-6.26	-19.33	-34.48
13.5	-20.5	12.07	-7.51	-4.53	-23.09	-30.06
14	-19.79	17.47	-4.11	-4.54	-25.38	-22.35
14.5	-15.06	22.56	3.19	-4.86	-23.16	-2.83
15	-8.37	24.05	8.19	-4.74	-17.48	16.65
15.5	-1.96	20.93	8.5	-4.26	-9.39	29.32
16	0.08	16.25	0.36	-2.7	-3.3	26.69
16.5	1.19	12.55	-4.86	-1.31	0.15	24.22
17	2.16	9.07	-5.67	-0.47
17.5	1.88	5.26	-2.98	0.02
18		2.18
18.5

　　注：負(fù)表示向河心方向移動(dòng)。
　　從上表中可以看出1#、5#孔由于在道路邊緣，周?chē)馏w受到樁基的約束小，位移量較大，3#孔位于道路中心，且土體在向河心滑移過(guò)程中受前排樁基約束，位移量較小，同一深度位移累加值為負(fù)居多也說(shuō)明臺(tái)后土體整體向河心滑移。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)充驗(yàn)證了土體滑移是造成此類(lèi)橋臺(tái)病害的主要原因。
　　3 處理對(duì)策
　　針對(duì)臺(tái)后土壓力的內(nèi)在原因提出以下對(duì)策：
　　方案(1)在臺(tái)前設(shè)置護(hù)坡，設(shè)置平衡臺(tái)后土壓力。缺點(diǎn)：侵占河道，影響泄洪抗災(zāi)能力。優(yōu)點(diǎn)：工程施工影響小，造價(jià)小。
　　方案(2)開(kāi)挖臺(tái)后填土，采用輕質(zhì)材料，如eps填筑。缺點(diǎn)：工程影響較大，造成交通中斷。優(yōu)點(diǎn)：不影響河道。
　　4 結(jié)束語(yǔ)
　　溫州地區(qū)軟土地基分布廣泛，設(shè)計(jì)中類(lèi)似的組合式橋臺(tái)較多，由于設(shè)計(jì)缺陷，類(lèi)似原因造成橋梁病害普遍存在。由于設(shè)計(jì)的缺陷，土壓力不平衡狀態(tài)不能消除，該類(lèi)病害具有普遍性，設(shè)計(jì)單位在今后的設(shè)計(jì)中應(yīng)重視與加強(qiáng)臺(tái)后基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)。
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