橋臺(tái)基礎(chǔ)加固處理設(shè)計(jì)論文
橋臺(tái)基礎(chǔ)加固處理設(shè)計(jì)
一、引言
重慶某工程立交二號(hào)主線橋?yàn)橐蛔蟆⒂曳蛛x式橋梁。橋梁上部結(jié)構(gòu)為1孔30m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，橋臺(tái)為U型橋臺(tái)配擴(kuò)大基礎(chǔ)形式。原地勘資料提供地層巖性為中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖。后由于該部位放炮開(kāi)挖且開(kāi)挖后暴露時(shí)間長(zhǎng)，加上雨水沖刷浸泡，導(dǎo)致巖體風(fēng)化加速，后經(jīng)勘察單位現(xiàn)場(chǎng)重新勘驗(yàn)，將該處巖層風(fēng)化類型定為強(qiáng)風(fēng)化。
該主線橋下設(shè)有下穿匝道，左幅和右幅橋橋臺(tái)位置下穿匝道路塹邊坡原設(shè)計(jì)按照1：1坡率進(jìn)行放坡。現(xiàn)由于橋臺(tái)地基巖層風(fēng)化程度由中風(fēng)化變?yōu)閺?qiáng)風(fēng)化、且橋臺(tái)離道路邊緣線距離較近，路塹開(kāi)挖穩(wěn)定性不能保證，嚴(yán)重威脅橋梁運(yùn)營(yíng)安全。
二、工程地質(zhì)條件
工程治理區(qū)位于立交二號(hào)橋主線橋左幅橋K0+876～K0+911.5和右幅橋K0+870 ～K0+908下方橋臺(tái)位置以下路塹邊坡。
地層出露以侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖為主，呈紫褐色～紫紅色，主要礦物成分為粘土礦物，泥質(zhì)膠結(jié)。抗剪強(qiáng)度參數(shù)見(jiàn)表1。
地下水類型為第四系松散層孔隙水和碎屑巖類孔隙裂隙水，補(bǔ)給源為大氣降水，地表水不發(fā)育。由于巖層為砂質(zhì)泥巖，屬相對(duì)隔水層，富水性弱，無(wú)地表徑流和地下水滲出。
三、加固處理設(shè)計(jì)
（一）加固方案的選用
從提供支護(hù)力與切坡先后順序的角度將加固方法分為主動(dòng)加固和被動(dòng)加固兩大類。
常用的被動(dòng)加固有抗滑樁，抗滑樁具有布樁靈活、挖方少、工作面多及對(duì)周圍土體擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于邊坡治理工程中。但由于人工擴(kuò)孔抗滑樁在巖質(zhì)地層中開(kāi)挖需進(jìn)行放炮施工，針對(duì)本項(xiàng)目易導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)失穩(wěn)。
主動(dòng)加固是指在切坡前，根據(jù)初步計(jì)算分析或工程類比，確定坡體有潛在滑動(dòng)趨勢(shì)，在切坡前或產(chǎn)生變形前的切坡過(guò)程中對(duì)邊坡加固。
路塹邊坡的`加固，一般要求進(jìn)行主動(dòng)加固防護(hù)，這類方法主要有預(yù)應(yīng)力錨索和預(yù)應(yīng)力錨桿等。
（二）剩余下滑力的確定
強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)破壞計(jì)算方法主要有三種：①穩(wěn)定性受單一節(jié)理面（如巖層產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙）控制的，采用簡(jiǎn)單平面穩(wěn)定性計(jì)算；②穩(wěn)定性受多個(gè)節(jié)理面控制的，采用三維楔形體穩(wěn)定性計(jì)算；③碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算采用簡(jiǎn)化Bishop法。
1、簡(jiǎn)單平面穩(wěn)定性計(jì)算
節(jié)理產(chǎn)狀需轉(zhuǎn)成視傾角后參與計(jì)算。計(jì)算公式為tanβ=tanαcosω，其中β為視傾角，α為真傾角，ω為剖面方向（即視傾向）與傾向之夾角，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2、表3。
2、三維楔形體穩(wěn)定性計(jì)算
三維楔形體穩(wěn)定性計(jì)算前，需判斷節(jié)理組合能否在邊坡上形成楔形體，即需要進(jìn)行赤平投影分析。
3、簡(jiǎn)化Bishop法計(jì)算穩(wěn)定性
前面兩種計(jì)算方法適用于堅(jiān)硬～較堅(jiān)硬層狀、裂隙結(jié)構(gòu)巖體邊坡，對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖適用性較差，宜采用簡(jiǎn)化Bishop法計(jì)算其穩(wěn)定性。
1、錨固力的確定
為了避免群錨效應(yīng)，錨索布置間距不小于2.5m。考慮到加固坡面高度較矮，本處錨索按一排布置。左幅橋樁號(hào)K0+907.8橋臺(tái)路塹邊坡，錨索一排布置，水平間距2.5m；右幅橋樁號(hào)K0+875.2橋臺(tái)路塹邊坡，錨索一排布置，錨索間距3m。
2、錨固長(zhǎng)度的確定
錨索錨固長(zhǎng)度應(yīng)對(duì)錨桿體與注漿體的粘結(jié)長(zhǎng)度和注漿體與地層間的粘結(jié)長(zhǎng)度分別計(jì)算，取兩者中的大值作為錨索錨固段長(zhǎng)度。
《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》CECS22：2005中7.6節(jié)規(guī)定：錨桿自由段長(zhǎng)度應(yīng)穿過(guò)潛在滑裂面不少于1.5m，并不應(yīng)小于5.0m，本工程自由端長(zhǎng)度取5.0m。經(jīng)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。
3、鋼軌樁設(shè)計(jì)
鋼軌抗滑樁是埋于滑體巖層中的抗滑樁，鋼軌與圍巖通過(guò)混凝土牢固結(jié)合成一體，在滑動(dòng)面上下受彎曲產(chǎn)生抗力。
經(jīng)計(jì)算得到鋼軌樁埋入深度至少為6.43m，開(kāi)挖高度2.695m，考慮到橋臺(tái)基礎(chǔ)不裸露出來(lái)，基礎(chǔ)底面以上鋼軌樁長(zhǎng)度至少1m，最終確定鋼軌長(zhǎng)度11m。
四、結(jié)束語(yǔ)
本項(xiàng)目橋臺(tái)基礎(chǔ)經(jīng)上述加固處理后，橋臺(tái)質(zhì)量及其下匝道邊坡工程安全質(zhì)量得到了很好的保證。項(xiàng)目現(xiàn)已通車運(yùn)行，該橋臺(tái)基礎(chǔ)工程質(zhì)量狀況良好尚未出現(xiàn)任何的工程病害，取得了良好的工程及社會(huì)效益。
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