桥台基础加固处理设计论文

2021-06-12 论文

　　桥台基础加固处理设计

　　一、引言

　　重庆某工程立交二号主线桥为一座左、右分离式桥梁。桥梁上部结构为1孔30m预应力混凝土现浇箱梁，桥台为U型桥台配扩大基础形式。原地勘资料提供地层岩性为中风化砂质泥岩。后由于该部位放炮开挖且开挖后暴露时间长，加上雨水冲刷浸泡，导致岩体风化加速，后经勘察单位现场重新勘验，将该处岩层风化类型定为强风化。

　　该主线桥下设有下穿匝道，左幅和右幅桥桥台位置下穿匝道路堑边坡原设计按照1：1坡率进行放坡。现由于桥台地基岩层风化程度由中风化变为强风化、且桥台离道路边缘线距离较近，路堑开挖稳定性不能保证，严重威胁桥梁运营安全。

　　二、工程地质条件

　　工程治理区位于立交二号桥主线桥左幅桥K0+876～K0+911.5和右幅桥K0+870 ～K0+908下方桥台位置以下路堑边坡。

　　地层出露以侏罗系中统沙溪庙组强风化砂质泥岩为主，呈紫褐色～紫红色，主要矿物成分为粘土矿物，泥质胶结。抗剪强度参数见表1。

　　地下水类型为第四系松散层孔隙水和碎屑岩类孔隙裂隙水，补给源为大气降水，地表水不发育。由于岩层为砂质泥岩，属相对隔水层，富水性弱，无地表径流和地下水渗出。

　　三、加固处理设计

　　（一）加固方案的选用

　　从提供支护力与切坡先后顺序的角度将加固方法分为主动加固和被动加固两大类。

　　常用的被动加固有抗滑桩，抗滑桩具有布桩灵活、挖方少、工作面多及对周围土体扰动小等优点，被广泛用于边坡治理工程中。但由于人工扩孔抗滑桩在岩质地层中开挖需进行放炮施工，针对本项目易导致桥台基础失稳。

　　主动加固是指在切坡前，根据初步计算分析或工程类比，确定坡体有潜在滑动趋势，在切坡前或产生变形前的切坡过程中对边坡加固。

　　路堑边坡的加固，一般要求进行主动加固防护，这类方法主要有预应力锚索和预应力锚杆等。

　　（二）剩余下滑力的`确定

　　强风化岩质边坡失稳破坏计算方法主要有三种：①稳定性受单一节理面（如岩层产状、节理裂隙）控制的，采用简单平面稳定性计算；②稳定性受多个节理面控制的，采用三维楔形体稳定性计算；③碎裂结构岩质边坡的稳定性计算采用简化Bishop法。

　　1、简单平面稳定性计算

　　节理产状需转成视倾角后参与计算。计算公式为tanβ=tanαcosω，其中β为视倾角，α为真倾角，ω为剖面方向（即视倾向）与倾向之夹角，计算结果见表2、表3。

　　2、三维楔形体稳定性计算

　　三维楔形体稳定性计算前，需判断节理组合能否在边坡上形成楔形体，即需要进行赤平投影分析。

　　3、简化Bishop法计算稳定性

　　前面两种计算方法适用于坚硬～较坚硬层状、裂隙结构岩体边坡，对于强风化砂质泥岩适用性较差，宜采用简化Bishop法计算其稳定性。

　　1、锚固力的确定

　　为了避免群锚效应，锚索布置间距不小于2.5m。考虑到加固坡面高度较矮，本处锚索按一排布置。左幅桥桩号K0+907.8桥台路堑边坡，锚索一排布置，水平间距2.5m；右幅桥桩号K0+875.2桥台路堑边坡，锚索一排布置，锚索间距3m。

　　2、锚固长度的确定

　　锚索锚固长度应对锚杆体与注浆体的粘结长度和注浆体与地层间的粘结长度分别计算，取两者中的大值作为锚索锚固段长度。

　　《岩土锚杆（索）技术规程》CECS22：2005中7.6节规定：锚杆自由段长度应穿过潜在滑裂面不少于1.5m，并不应小于5.0m，本工程自由端长度取5.0m。经整体稳定性验算满足规范要求。

　　3、钢轨桩设计

　　钢轨抗滑桩是埋于滑体岩层中的抗滑桩，钢轨与围岩通过混凝土牢固结合成一体，在滑动面上下受弯曲产生抗力。

　　经计算得到钢轨桩埋入深度至少为6.43m，开挖高度2.695m，考虑到桥台基础不裸露出来，基础底面以上钢轨桩长度至少1m，最终确定钢轨长度11m。

　　四、结束语

　　本项目桥台基础经上述加固处理后，桥台质量及其下匝道边坡工程安全质量得到了很好的保证。项目现已通车运行，该桥台基础工程质量状况良好尚未出现任何的工程病害，取得了良好的工程及社会效益。

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