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對橋梁墩臺樁基礎設計施工的幾點(diǎn)建議

新聞時(shí)間:2020-07-20 文章來(lái)源: 文章作者:ztcjjt
多數橋梁墩(臺)基礎采用樁基礎,針對基礎的設計方法和施工要求,結合近年來(lái)在實(shí)踐中的一些經(jīng)驗,對橋梁墩臺樁基礎提出幾點(diǎn)建議。
  1、盡量壓縮樁基數目
  盡量壓縮樁基數目,減小承臺,直到樁基與墩柱直接連通,一柱通天,取消承臺。目前國內灌注樁基的設計和施工技術(shù)都大大地發(fā)展了,直徑3.5m以上的實(shí)心或空心樁,長(cháng)100m以上的深樁,都屬常見(jiàn),那種細而短的群樁基礎應當逐步被淘汰。
  灌注樁有許多優(yōu)點(diǎn),而其一個(gè)主要的缺點(diǎn)就是施工過(guò)程出現塌孔、斷樁等事故的幾率大,處理困難,樁數越多,事故出現的可能性越多。一般中等跨徑的橋梁,更無(wú)必要采用很多樁組成的群樁基礎。原來(lái)是3排樁的有條件時(shí)應改為2排, 2排的應改為單排,寧可加大樁徑和樁長(cháng),也要減少樁數,最后作到一個(gè)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。
  當做成一樁一柱式無(wú)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(lái)設計,以取得更大的技術(shù)經(jīng)濟效益。
  2、樁柱結合時(shí)利用樁頂護筒擴大樁徑的優(yōu)點(diǎn)
  灌注樁施工時(shí)為了防止地表土坍塌,都必須安設護筒,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(guò)程受到鉆頭傷害,長(cháng)度視土質(zhì),一般4--8m,甚至更長(cháng)。因此,形成的樁身,當設計直徑為100cm時(shí),頂段4--8m為130--140cm,設計直徑為150cm時(shí),頂段直徑達180--190cm,形成一個(gè)相當寬闊的圓形平臺,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計樁徑。例如,當樁徑100cm,護筒直徑130cm時(shí),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(shí),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、擴大基礎加固法
  指擴大橋梁基礎底面積的方法。適用于基礎承載力不足、或埋置太淺,而墩臺又是圬工或混凝土剛性實(shí)體式基礎時(shí)的情況。擴大基礎底面積應由地基強度驗算確定。當地基強度滿(mǎn)足要求而缺陷僅僅表現為不均勻沉降變形過(guò)大時(shí),采用擴大基礎底面積的加固,主要由地基變形計算來(lái)加以選定。在剛性實(shí)體式基礎周?chē)邮鲔毓せ蚧炷?,以擴大基礎的承載面積。順序如下:(1)常在必須加寬的范圍內先打板樁圍堰,如墩臺基底地基土不好時(shí),應作必要的加固;(2)挖去堰內土體,只挖至必要的深度;(3)在堰內把水抽干后,鋪砌石塊(漿砌),或作混凝土基礎;(4)新舊基礎要注意牢固結合,施工時(shí),可加設連系鋼筋或插以鋼銷(xiāo),以使加固擴大基礎和舊基礎牢固地結合成一整體。
  4、增補樁基加固法
  在樁式基礎的周?chē)a加鉆孔樁或打人鋼筋混凝土預制樁并擴大原承臺,以此提高基礎承載力、增加基礎穩定性。這種加固法稱(chēng)為增補樁基加固法。新加鉆孔樁真增補樁基加固墩付基礎增補打人樁;增加鉆孔灌注樁增補樁基法加固墩臺基礎的優(yōu)點(diǎn)是不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè),且加固效果顯著(zhù)。加固原有蓋梁時(shí),可在蓋梁頂部增設鋼筋。當橋臺垂直承載力不足時(shí),一般可在臺前增加一排樁并澆筑蓋梁,以分擔上部結構傳來(lái)的壓力。打樁時(shí)可利用原有橋面作腳手架,在橋臺上開(kāi)洞插樁。增澆的蓋梁可單獨受力,也可聯(lián)結在一起,使舊蓋梁、舊樁及新樁一起受力。
  5、條件允許時(shí)盡量推廣挖孔樁
  我國自上世紀六十年代鉆孔灌注樁創(chuàng )始以來(lái),技術(shù)不斷改進(jìn),樁的規模也越來(lái)越大,使用范圍也越來(lái)越廣,到現在幾乎達到無(wú)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備和物資,鉆孔和灌注過(guò)程極易發(fā)生事故,因此國內一些工地在地質(zhì)條件甚好的橋位又開(kāi)發(fā)了挖孔樁的工藝,用人工在井內挖孔,挖出土方盛入吊桶內用簡(jiǎn)易吊裝設備如卷?yè)P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(guò)15.7m3,即使一個(gè)工人在井下挖土,兩天就可挖完,因而施工十分簡(jiǎn)易快速,而且不須鉆孔機械等特殊設備,造價(jià)更較低廉。挖孔樁還有如下優(yōu)點(diǎn):
 ?。?)井壁和井底情況清楚可見(jiàn),有利于驗證原設計條件和地質(zhì)情況;
 ?。?)和鉆孔樁相比,無(wú)泥漿護壁,基底亦無(wú)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(wèn)題;
 ?。?)基底可適當向外擴大,以提高樁基支承力。
  6、多孔長(cháng)橋避免柱多如林之弊
  建國初期,我國開(kāi)始修建大量公路橋梁,那時(shí)首要的考慮因素是造價(jià)經(jīng)濟和施工快速,美觀(guān)尚不能提到議事日程上,但已經(jīng)有不少專(zhuān)家提出了必需注意防止“長(cháng)橋短孔、墩密如篦”問(wèn)題。直到上世紀八十年代,樁柱式墩流行起來(lái)之后,還出現了不但“長(cháng)橋短孔、墩密如篦”,還由于一個(gè)橋墩變?yōu)閹赘?,同時(shí)出現了“柱密如林”的橋梁設計,不能不說(shuō)是十分遺憾的事。實(shí)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(xiàn)橋,要求軌頂以上凈高8.4m,致使立交設計線(xiàn)距地面高達14m左右??缇€(xiàn)工程總長(cháng)1372.37m,其中兩端路堤長(cháng)838.88m,橋頭路堤高達9.5m。其余為橋,長(cháng)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,為預應力簡(jiǎn)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。全橋寬26m,分為東西兩半幅。橋墩除兩座跨線(xiàn)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(cháng)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(guò)往見(jiàn)者無(wú)不提意見(jiàn),群眾形容為“燈光都透不過(guò)去”,這是一個(gè)十分值得記取的教訓。改進(jìn)的方法是不難的,墩高9.5--14m,每半幅采用一個(gè)Y形墩,即可將原來(lái)180根墩柱減到60根,減去2/3。如再將跨徑增大到常見(jiàn)的20m左右, 20孔即可,墩柱只需40根,為原來(lái)地2/9,即大可改觀(guān)了,今后各地修建長(cháng)大橋梁,需要注意這個(gè)全橋布局的景觀(guān)問(wèn)題。
  7、橋梁墩臺基礎施工中的注意事項
  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;拌合混凝土時(shí)加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;熱天澆筑混凝土時(shí)減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱。
 ?。?)規定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝士表面發(fā)生急劇的溫度。施工中長(cháng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施。改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養護,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,應特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的,因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發(fā)生為主,其他裂縫為輔。
  7.2施工工藝的改善
 ?。?)墩臺身混凝土與基礎同期澆注情況下,基礎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時(shí)比較相似,其收縮接近同步,無(wú)論環(huán)境溫度等如何變化,墩臺身均不出現拉應力。所以,在施工步驟上應予重視,盡可能減少基礎與墩臺施工的時(shí)間間隔。
 ?。?)加強橋梁墩臺身的基礎以上一定范圍內的箍筋布置,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(kāi)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溫度,加強脫模前的養護??刂苹炷僚浔戎械乃嘤昧?,如果水灰比較大,養護的濕度不足,混凝土的收縮就大。 

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