橋臺基礎加固處理設計論文

橋臺基礎加固處理設計論文

　　橋臺基礎加固處理設計

　　一、引言

　　重慶某工程立交二號主線橋為一座左、右分離式橋樑。橋樑上部結構為1孔30m預應力混凝土現澆箱梁，橋臺為U型橋臺配擴大基礎形式。原地勘資料提供地層巖性為中風化砂質泥岩。後由於該部位放炮開挖且開挖後暴露時間長，加上雨水沖刷浸泡，導致巖體風化加速，後經勘察單位現場重新勘驗，將該處岩層風化型別定為強風化。

　　該主線橋下設有下穿匝道，左幅和右幅橋橋臺位置下穿匝道路塹邊坡原設計按照1：1坡率進行放坡。現由於橋臺地基岩層風化程度由中風化變為強風化、且橋臺離道路邊緣線距離較近，路塹開挖穩定性不能保證，嚴重威脅橋樑運營安全。

　　二、工程地質條件

　　工程治理區位於立交二號橋主線橋左幅橋K0+876～K0+911.5和右幅橋K0+870 ～K0+908下方橋臺位置以下路塹邊坡。

　　地層出露以侏羅系中統沙溪廟組強風化砂質泥岩為主，呈紫褐色～紫紅色，主要礦物成分為粘土礦物，泥質膠結。抗剪強度引數見表1。

　　地下水型別為第四系鬆散層孔隙水和碎屑岩類孔隙裂隙水，補給源為大氣降水，地表水不發育。由於岩層為砂質泥岩，屬相對隔水層，富水性弱，無地表徑流和地下水滲出。

　　三、加固處理設計

　　（一）加固方案的選用

　　從提供支護力與切坡先後順序的角度將加固方法分為主動加固和被動加固兩大類。

　　常用的被動加固有抗滑樁，抗滑樁具有布樁靈活、挖方少、工作面多及對周圍土體擾動小等優點，被廣泛用於邊坡治理工程中。但由於人工擴孔抗滑樁在巖質地層中開挖需進行放炮施工，針對本專案易導致橋臺基礎失穩。

　　主動加固是指在切坡前，根據初步計算分析或工程類比，確定坡體有潛在滑動趨勢，在切坡前或產生變形前的切坡過程中對邊坡加固。

　　路塹邊坡的`加固，一般要求進行主動加固防護，這類方法主要有預應力錨索和預應力錨杆等。

　　（二）剩餘下滑力的確定

　　強風化巖質邊坡失穩破壞計算方法主要有三種：①穩定性受單一節理面（如岩層產狀、節理裂隙）控制的，採用簡單平面穩定性計算；②穩定性受多個節理面控制的，採用三維楔形體穩定性計算；③碎裂結構巖質邊坡的穩定性計算採用簡化Bishop法。

　　1、簡單平面穩定性計算

　　節理產狀需轉成視傾角後參與計算。計算公式為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，計算結果見表2、表3。

　　2、三維楔形體穩定性計算

　　三維楔形體穩定性計算前，需判斷節理組合能否在邊坡上形成楔形體，即需要進行赤平投影分析。

　　3、簡化Bishop法計算穩定性

　　前面兩種計算方法適用於堅硬～較堅硬層狀、裂隙結構巖體邊坡，對於強風化砂質泥岩適用性較差，宜採用簡化Bishop法計算其穩定性。

　　1、錨固力的確定

　　為了避免群錨效應，錨索佈置間距不小於2.5m。考慮到加固坡面高度較矮，本處錨索按一排佈置。左幅橋樁號K0+907.8橋臺路塹邊坡，錨索一排佈置，水平間距2.5m；右幅橋樁號K0+875.2橋臺路塹邊坡，錨索一排佈置，錨索間距3m。

　　2、錨固長度的確定

　　錨索錨固長度應對錨杆體與注漿體的粘結長度和注漿體與地層間的粘結長度分別計算，取兩者中的大值作為錨索錨固段長度。

　　《岩土錨杆（索）技術規程》CECS22：2005中7.6節規定：錨杆自由段長度應穿過潛在滑裂面不少於1.5m，並不應小於5.0m，本工程自由端長度取5.0m。經整體穩定性驗算滿足規範要求。

　　3、鋼軌樁設計

　　鋼軌抗滑樁是埋於滑體岩層中的抗滑樁，鋼軌與圍巖透過混凝土牢固結合成一體，在滑動面上下受彎曲產生抗力。

　　經計算得到鋼軌樁埋入深度至少為6.43m，開挖高度2.695m，考慮到橋臺基礎不裸露出來，基礎底面以上鋼軌樁長度至少1m，最終確定鋼軌長度11m。

　　四、結束語

　　本專案橋臺基礎經上述加固處理後，橋臺質量及其下匝道邊坡工程安全質量得到了很好的保證。專案現已通車執行，該橋臺基礎工程質量狀況良好尚未出現任何的工程病害，取得了良好的工程及社會效益。