橋臺基礎(chǔ)加固處理設計論文
橋臺基礎(chǔ)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、右分離式橋梁。橋梁上部結(jié)構(gòu)為1孔30m預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁，橋臺為U型橋臺配擴大基礎(chǔ)形式。原地勘資料提供地層巖性為中風化砂質(zhì)泥巖。后由于該部位放炮開挖且開挖后暴露時間長，加上雨水沖刷浸泡，導致巖體風化加速，后經(jīng)勘察單位現(xiàn)場重新勘驗，將該處巖層風化類型定為強風化。
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(xiàn)由于橋臺地基巖層風化程度由中風化變?yōu)閺婏L化、且橋臺離道路邊緣線距離較近，路塹開挖穩(wěn)定性不能保證，嚴重威脅橋梁運營安全。
二、工程地質(zhì)條件
工程治理區(qū)位于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(tǒng)沙溪廟組強風化砂質(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)。抗剪強度參數(shù)見表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后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(yōu)點，被廣泛用于邊坡治理工程中。但由于人工擴孔抗滑樁在巖質(zhì)地層中開挖需進行放炮施工，針對本項目易導致橋臺基礎(chǔ)失穩(wěn)。
主動加固是指在切坡前，根據(jù)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(chǎn)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桿等。
（二）剩余下滑力的確定
強風化巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)破壞計算方法主要有三種：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，采用簡單平面穩(wěn)定性計算；②穩(wěn)定性受多個節(jié)理面控制的，采用三維楔形體穩(wěn)定性計算；③碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性計算采用簡化Bishop法。
1、簡單平面穩(wěn)定性計算
節(jié)理產(chǎn)狀需轉(zhuǎn)成視傾角后參與計算。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(jié)果見表2、表3。
2、三維楔形體穩(wěn)定性計算
三維楔形體穩(wěn)定性計算前，需判斷節(jié)理組合能否在邊坡上形成楔形體，即需要進行赤平投影分析。
3、簡化Bishop法計算穩(wěn)定性
前面兩種計算方法適用于堅硬～較堅硬層狀、裂隙結(jié)構(gòu)巖體邊坡，對于強風化砂質(zhì)泥巖適用性較差，宜采用簡化Bishop法計算其穩(wěn)定性。
1、錨固力的確定
為了避免群錨效應，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K0+907.8橋臺路塹邊坡，錨索一排布置，水平間距2.5m；右幅橋樁號K0+875.2橋臺路塹邊坡，錨索一排布置，錨索間距3m。
2、錨固長度的確定
錨索錨固長度應對錨桿體與注漿體的粘結(jié)長度和注漿體與地層間的粘結(jié)長度分別計算，取兩者中的大值作為錨索錨固段長度。
《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》CECS22：2005中7.6節(jié)規(guī)定：錨桿自由段長度應穿過潛在滑裂面不少于1.5m，并不應小于5.0m，本工程自由端長度取5.0m。經(jīng)整體穩(wěn)定性驗算滿足規(guī)范要求。
3、鋼軌樁設計
鋼軌抗滑樁是埋于滑體巖層中的抗滑樁，鋼軌與圍巖通過混凝土牢固結(jié)合成一體，在滑動面上下受彎曲產(chǎn)生抗力。
經(jīng)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(chǔ)不裸露出來，基礎(chǔ)底面以上鋼軌樁長度至少1m，最終確定鋼軌長度11m。
四、結(jié)束語
本項目橋臺基礎(chǔ)經(jīng)上述加固處理后，橋臺質(zhì)量及其下匝道邊坡工程安全質(zhì)量得到了很好的保證。項目現(xiàn)已通車運行，該橋臺基礎(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效益。
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