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對橋梁墩臺樁基礎(chǔ)設(shè)計施工的幾點建議

新聞時間:2020-07-20 文章來源: 文章作者:ztcjjt
多數(shù)橋梁墩(臺)基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ),針對基礎(chǔ)的設(shè)計方法和施工要求,結(jié)合近年來在實踐中的一些經(jīng)驗,對橋梁墩臺樁基礎(chǔ)提出幾點建議。
  1、盡量壓縮樁基數(shù)目
  盡量壓縮樁基數(shù)目,減小承臺,直到樁基與墩柱直接連通,一柱通天,取消承臺。目前國內(nèi)灌注樁基的設(shè)計和施工技術(shù)都大大地發(fā)展了,直徑3.5m以上的實心或空心樁,長100m以上的深樁,都屬常見,那種細而短的群樁基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)逐步被淘汰。
  灌注樁有許多優(yōu)點,而其一個主要的缺點就是施工過程出現(xiàn)塌孔、斷樁等事故的幾率大,處理困難,樁數(shù)越多,事故出現(xiàn)的可能性越多。一般中等跨徑的橋梁,更無必要采用很多樁組成的群樁基礎(chǔ)。原來是3排樁的有條件時應(yīng)改為2排, 2排的應(yīng)改為單排,寧可加大樁徑和樁長,也要減少樁數(shù),最后作到一個墩柱一根樁,取消承臺,不但經(jīng)濟,而且施工快速、事故率大大降低。
  當(dāng)做成一樁一柱式無承臺的橋墩之后,就形成了一種輕型而又新穎的排架樁式墩,可以利用柔性墩臺橋梁的理論來設(shè)計,以取得更大的技術(shù)經(jīng)濟效益。
  2、樁柱結(jié)合時利用樁頂護筒擴大樁徑的優(yōu)點
  灌注樁施工時為了防止地表土坍塌,都必須安設(shè)護筒,其直徑一般須大出樁徑(15--20)cm錯誤!未找到引用源。2,以免施工過程受到鉆頭傷害,長度視土質(zhì),一般4--8m,甚至更長。因此,形成的樁身,當(dāng)設(shè)計直徑為100cm時,頂段4--8m為130--140cm,設(shè)計直徑為150cm時,頂段直徑達180--190cm,形成一個相當(dāng)寬闊的圓形平臺,對上接圓形、矩形或其他形狀的墩柱都十分有利,墩柱的寬度甚至可大于下面的設(shè)計樁徑。例如,當(dāng)樁徑100cm,護筒直徑130cm時,上面可接矩形薄壁50錯誤!未找到引用源。120cm;而樁徑150cm,護筒直徑180cm時,上面可接矩形薄壁70錯誤!未找到引用源。165.8cm,這對選擇和布置墩柱的型式皆十分有利,對橋臺的輕型化也十分有利。
  3、擴大基礎(chǔ)加固法
  指擴大橋梁基礎(chǔ)底面積的方法。適用于基礎(chǔ)承載力不足、或埋置太淺,而墩臺又是圬工或混凝土剛性實體式基礎(chǔ)時的情況。擴大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強度驗算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑姸葷M足要求而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過大時,采用擴大基礎(chǔ)底面積的加固,主要由地基變形計算來加以選定。在剛性實體式基礎(chǔ)周圍加石砌圬工或混凝土,以擴大基礎(chǔ)的承載面積。順序如下:(1)常在必須加寬的范圍內(nèi)先打板樁圍堰,如墩臺基底地基土不好時,應(yīng)作必要的加固;(2)挖去堰內(nèi)土體,只挖至必要的深度;(3)在堰內(nèi)把水抽干后,鋪砌石塊(漿砌),或作混凝土基礎(chǔ);(4)新舊基礎(chǔ)要注意牢固結(jié)合,施工時,可加設(shè)連系鋼筋或插以鋼銷,以使加固擴大基礎(chǔ)和舊基礎(chǔ)牢固地結(jié)合成一整體。
  4、增補樁基加固法
  在樁式基礎(chǔ)的周圍補加鉆孔樁或打人鋼筋混凝土預(yù)制樁并擴大原承臺,以此提高基礎(chǔ)承載力、增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性。這種加固法稱為增補樁基加固法。新加鉆孔樁真增補樁基加固墩付基礎(chǔ)增補打人樁;增加鉆孔灌注樁增補樁基法加固墩臺基礎(chǔ)的優(yōu)點是不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè),且加固效果顯著。加固原有蓋梁時,可在蓋梁頂部增設(shè)鋼筋。當(dāng)橋臺垂直承載力不足時,一般可在臺前增加一排樁并澆筑蓋梁,以分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的壓力。打樁時可利用原有橋面作腳手架,在橋臺上開洞插樁。增澆的蓋梁可單獨受力,也可聯(lián)結(jié)在一起,使舊蓋梁、舊樁及新樁一起受力。
  5、條件允許時盡量推廣挖孔樁
  我國自上世紀(jì)六十年代鉆孔灌注樁創(chuàng)始以來,技術(shù)不斷改進,樁的規(guī)模也越來越大,使用范圍也越來越廣,到現(xiàn)在幾乎達到無橋不用灌注樁的程度。由于灌注樁須使用鉆孔機械和泥漿等設(shè)備和物資,鉆孔和灌注過程極易發(fā)生事故,因此國內(nèi)一些工地在地質(zhì)條件甚好的橋位又開發(fā)了挖孔樁的工藝,用人工在井內(nèi)挖孔,挖出土方盛入吊桶內(nèi)用簡易吊裝設(shè)備如卷揚機或拉鏈葫蘆吊出。由于樁身體積十分有限,一根直徑1m、深20m的樁,土方體積不過15.7m3,即使一個工人在井下挖土,兩天就可挖完,因而施工十分簡易快速,而且不須鉆孔機械等特殊設(shè)備,造價更較低廉。挖孔樁還有如下優(yōu)點:
  (1)井壁和井底情況清楚可見,有利于驗證原設(shè)計條件和地質(zhì)情況;
 ?。?)和鉆孔樁相比,無泥漿護壁,基底亦無泥漿沉積,更利于保證樁身支承力;
 ?。?)不存在斷樁、塌孔以及掉鉆頭諸問題;
 ?。?)基底可適當(dāng)向外擴大,以提高樁基支承力。
  6、多孔長橋避免柱多如林之弊
  建國初期,我國開始修建大量公路橋梁,那時首要的考慮因素是造價經(jīng)濟和施工快速,美觀尚不能提到議事日程上,但已經(jīng)有不少專家提出了必需注意防止“長橋短孔、墩密如篦”問題。直到上世紀(jì)八十年代,樁柱式墩流行起來之后,還出現(xiàn)了不但“長橋短孔、墩密如篦”,還由于一個橋墩變?yōu)閹赘?,同時出現(xiàn)了“柱密如林”的橋梁設(shè)計,不能不說是十分遺憾的事。實例之一是遼寧省原沈大高速公路莫立交橋。該橋為跨越鐵路計劃中的編組站跨線橋,要求軌頂以上凈高8.4m,致使立交設(shè)計線距地面高達14m左右。跨線工程總長1372.37m,其中兩端路堤長838.88m,橋頭路堤高達9.5m。其余為橋,長533. 49m,共分為35孔,平均每孔只有15.2m。其中,跨鐵路3孔跨徑23.4m+33m+23.4m,跨地方道路2孔23.4 m,為預(yù)應(yīng)力簡支梁,其余30孔均采用空心板梁,最大跨徑13.5m,最小跨徑只有
  8.32m。全橋?qū)?6m,分為東西兩半幅。橋墩除兩座跨線孔由于斜交且位于1000m半徑彎道上,采用單柱墩外,其余皆采用三柱式,一排6根樁。這種“長橋短孔”已經(jīng)形成“墩密如篦”了,再加寬橋、高墩、多柱,更加形成了墩柱密如森林之弊,建成之后,過往見者無不提意見,群眾形容為“燈光都透不過去”,這是一個十分值得記取的教訓(xùn)。改進的方法是不難的,墩高9.5--14m,每半幅采用一個Y形墩,即可將原來180根墩柱減到60根,減去2/3。如再將跨徑增大到常見的20m左右, 20孔即可,墩柱只需40根,為原來地2/9,即大可改觀了,今后各地修建長大橋梁,需要注意這個全橋布局的景觀問題。
  7、橋梁墩臺基礎(chǔ)施工中的注意事項
  7.1控制溫度
 ?。?)采用改善骨料級配,用于硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱。
 ?。?)規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進行表面保溫,以免混凝士表面發(fā)生急劇的溫度。施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施。改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養(yǎng)護,防止表面干縮,特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要,應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主,其他裂縫為輔。
  7.2施工工藝的改善
  (1)墩臺身混凝土與基礎(chǔ)同期澆注情況下,基礎(chǔ)彈性模量與墩臺身彈性模量相同。即采用相同強度等級的混凝土?xí)r比較相似,其收縮接近同步,無論環(huán)境溫度等如何變化,墩臺身均不出現(xiàn)拉應(yīng)力。所以,在施工步驟上應(yīng)予重視,盡可能減少基礎(chǔ)與墩臺施工的時間間隔。
 ?。?)加強橋梁墩臺身的基礎(chǔ)以上一定范圍內(nèi)的箍筋布置,減小箍筋在沿墩臺身高度方向的間距,盡量采用環(huán)形閉口箍筋并與墩臺身主筋焊接成網(wǎng),防止混凝土開裂,減小裂縫寬度。降低材料的入模溫度,控制墩臺身混凝土的澆注和凝結(jié)溫度,加強脫模前的養(yǎng)護??刂苹炷僚浔戎械乃嘤昧浚绻冶容^大,養(yǎng)護的濕度不足,混凝土的收縮就大。 

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