高速公路桥梁软土地基桥墩变位处治方法研究张进强 （石家庄市公路桥梁建设集团五处，河北 石家庄 050021） 摘要：分析了高速公路桥梁软土地基桥墩变位处理方式，如应力释放法和强制恢复法，从观测要点、变位测量、设置砂垫层、砂桩、袋装砂井等方面研究软土地基桥墩变位处理的具体施工要求，阐述了如何才能做好高速公路桥梁软土地基桥墩变位处理工作。 关键词：高速公路；桥梁软土地基；桥墩变位 0 引言桥墩是桥梁构造物进行支撑的行动荷载，同时也是保证桥梁正常使用的正常构件。一旦在桥梁周围堆积，直接对地质条件产生影响，如果出现严重的沉降或者不良现象，会导致软土地基状态受到影响，桩基础由于软土地基横向力作用出现位移，会出现摩擦力局部削弱的现象。如果承载力比较低，直接破坏原有的基础受力条件，会导致应力基础沉降。 1 高速公路桥梁软土地基桥墩变位处理方式根据现有施工条件可知，在具体施工过程中，需要提前对结构性能进行分析和比较，为了避免出现地基不稳定的现象，需要制定合理的施工方案，满足要求。以下将对高速公路桥梁软土地基桥墩变位处理方式进行分析。 1.1 应力释放法 应力结构本身比较特殊，要提前对受力结构进行评价，以释放孔为基础，掌握设定具体要求。结构受力一侧设置释放孔，具体要求如下：直径大约为0.5m，孔的高度要超过滑动面的高度，大约为10～15m，间距为1m。在桥墩附近设置3个释放孔，使其接近桥墩，保证应力能得到释放。此外应力释放孔采用SPL-300水文钻机进行施工。在后续施工过程中，为了避免出现塌陷的现象，操作结束后进行回填[1]。 1.2 强制恢复法 根据应力结构的具体要求，采用应力释放法进行桩基恢复后，如果不能达到理想的要求，则考虑在桥墩左侧进行预埋，利用钢丝绳拉力对桥墩施加拉力，将其强制进行回位。在施工控制过程中，为了避免出现超回位的现象，可以使其达到最大拉力值，在施工阶段进行观测，及时停止施加拉力。 2 软土地基桥墩变位处理的具体施工要求针对软土地基桥墩变位处理的具体要求，在施工过程中必须提前对预应力指标进行掌握，按照控制流程要求进行。在处理过程中，要掌握应力释放指标具体要求，做好变位处理工作。在初期应用阶段，设置观测点，对桥墩水平和竖向位置进行调整和观察，掌握桥墩水平的实际情况。观测过程中，准确进行测量后，能达到理想的处理要求。 2.1 观测要点 在桥墩一侧做好应力释放孔施工后，需要在4-7号墩和应力释放孔保持一致。设立测斜管，由于原地面和堆积阶段可能会出现变化，无法准确掌握原地面高度，在观测阶段，要提前进行距离测定，结合墩顶和测斜管口距离，推算出具体数值，结合管口处的倾斜度要求进行观测。根据计算可知，为了保证最大拉应力不会出现开裂现象，需要提前对墩位进行调整和控制。近些年来我国测斜导管的应用取得了重要的作用，具体包括：铝合金和PVC塑料两种，以应用性能作为基础，如果性能不稳定，要做好精准度测量工作。本次研究中采用铝合金进行测量，选用的铝合金导管大约为外径86mm左右[2]。 2.2 变位测量 变位测量本身起到突出的作用，以全站仪检测形式作为基础，在观测过程中要对预应力进行评估，掌握桥墩水平和竖向位移具体情况，提前对资料进行对比，掌握预应力释放的具体效果。 2.3 设置砂垫层 砂垫层在软土地基处理中起到重要的作用，需要在软土面上增加一个排水面，在填土过程中对荷载量进行评估。为了保证软土地基排水固结的稳定性，渗出的水需要从纱垫层中排出。砂垫层的材料采用洁净的粗砂，含泥量不能超过3%，需要将杂物清除。只有这样才能保证其具有比较高的透水性。在施工阶段要掌握纱垫层的厚度，通常情况下将其设定为30cm，保证其具备排水功能，如果设置的过厚或者过薄，直接增加施工难度。砂垫层施工过程中为了保证其整体能力，要考虑机械施工问题，由于表面承载能力比较低，如果仅设置排水功能，会导致无法施工，因此砂垫层厚度设置为50cm[3]。 2.4 砂桩 软土地基设置后，能改善地基排水条件，为了缩短排水途径，地基承受能力增加荷载后，排水固结逐渐提升，地基强度随之提升。对软土地基砂桩进行改善后，能满足排水条件的具体要求。材料选择大于0.5mm的砂含量，通常情况下，含泥量不超过3%，渗透系数不小于5×10-3cm/s，在地面整平处理过程中对位置进行检查，其次要对标准高度进行审核，做好压实工作，适当进行钻机移位，保证施工要求。 2.5 袋装砂井 砂应采用中粗砂，含泥量不超过3%，对系数进行合理设定和掌握。选择袋装材料以聚丙烯和聚乙烯等为主，提前对抗拉强度进行掌握，按照规范要求进行设定。通常情况下，抗拉强度超过14kN/m，如果延伸率＜25%，则要对渗透系数进行调整。 打桩前装好砂袋，采用垂直吊起法进行，当前应用广泛的震动装置以装砂斗为主，能避免人工繁琐的施工。施工阶段要装满砂，绑好砂井袋和装砂斗的出砂口，开动震动装置。在打桩振动过程中，开动振动装置，提升装砂斗，在振动下灌入砂袋中。打桩过程中要观察桩管垂直高度，不能使其超过1.5%，检查后将桩管直接压入地下20cm。桩管沉入到设计高度后，在管口上部吊起砂袋，砂袋沉入时应以人工加以辅助。同时往管内冲水，一为抵消地基负压力，减少或防止砂袋回带。二是为协助砂袋下管顺利，不至于扭结、扭裂。软基处理方式比较特殊，可以归纳为两类，为了改变建筑物结构，要最大程度维持极限平衡需要的强度值，提升稳定系数。根据土工施工流程的比例要求，要改良地基，提升地基承载力。软土地基的处理方式有很多，通常情况下要突出设计要求，以路堤处理为基础，提前对路基稳定性进行掌握，提升预应力。 3 如何做好高速公路桥梁软土地基桥墩变位处理工作根据高速公路施工流程的具体要求，在实践过程中要对变位处理流程进行了解，如果存在应用不合理或者处理难度增加的现象，要按照处理流程要求进行。 3.1 掌握测量结果 根据具体施工要求，在后续施工处理过程中需要掌握变位原因，根据处理流程要求对其进行评估和分析。由于地层条件比较好，位移小，整个曲线成凹凸型，在地下管道设置阶段需要掌握释放孔范围，提前掌握数据。 3.2 数据结果分析 从观测曲线可见，位移均朝向应力释放孔一侧，观测结果可以清楚说明应力释放孔起到了应力释放作用。同时在变位处理阶段要采用全站仪对桥墩水平位移及竖向位移测量数据进行分析，全站仪精度较低，无法发现桩体微小变形。土体在解除应力后单位时间内弹性恢复量较小，黏性变形时间长。 4 结语在外力作用的影响下，如果桥墩发生位移，直接影响桥梁的正常运行，考虑到处置方案以及应用指标的具体要求，必须按照处理流程要求进行，避免出现异常情况。释放孔处理后，对桥墩位移进行定期检查，持续不断了解水平位移和竖向位移趋势，做好工程设计工作。观测就是为了达到上述目的而采取的措施，其将为路堤填筑期间的稳定性、卸载时间及工后沉降的预测等提供可靠依据。只有做好软土地基处治及观测工作，才能确保工程质量。 参考文献： [1] 耿建宇. 公路路基拓宽改建力学行为及典型工程对策研究[D]. 成都：西南交通大学，2013. [2] 徐娇. 高速公路软土地基的危害及其处治方法[J]. 科技创新导报，2012，5（15）：107. [3] 胡仁生. 高速公路桥梁软土地基桥墩变位处治方法与应用[J]. 公路交通科技（应用技术版），2012，12（2）：204-205. （编辑：钱宇宁） 中图分类号：U445.4 文献标识码：B 收稿日期：2017-05-20 |
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