摘要：為了保證十漫高速公路全線今后的正常使用、安全運(yùn)行，高速行駛，對(duì)沿線的標(biāo)段所遇到的難題我們均經(jīng)過(guò)專業(yè)人員的科學(xué)調(diào)查和分析，研究出可靠的施工方法，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)，滿足設(shè)計(jì)要求。針對(duì)鄖縣境內(nèi)的漢江特大橋橋墩軟土地基的情況，采用了加筋橋臺(tái)技術(shù)，使橋臺(tái)與兩側(cè)路堤同步下沉，并且可以收斂沉降速率，從而消除了常見(jiàn)的路橋結(jié)合處“錯(cuò)臺(tái)”及“跳車”現(xiàn)象，為道路的安全高速行駛奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：橋墩 軟土地基 收斂 沉降速率 加筋橋臺(tái) 錯(cuò)臺(tái) 跳車

Abstract:To ensure the full range of future Shiman Highway normal use, safe operation, high speed along the tenders on the problems encountered by professionals .We have to undergo a scientific investigation and analysis of reliable construction method developed to achieve high standards meet the design requirements. The Han River of Yun County for bridge pier soft case, with a reinforced bridge abutment technology to bridge abutment and the embankment on both sides simultaneously sinking and sedimentation rate can be convergence, thus eliminating the common junction of Roads and Bridges "faulting of slab ends "and" bump "phenomenon, as a high-speed road safety basis.

Keywords: bridge pier soft ground foundation convergent sedimentation rate

reinforced Abutment faulting of slab ends bump

1 前言 隨著高等級(jí)公路建設(shè)的迅速發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)成績(jī)，投入營(yíng)運(yùn)高等級(jí)公路越來(lái)越多，但從使用情況上看，橋頭跳車現(xiàn)象成為普遍問(wèn)題，尤其在一些軟土地基地方更為嚴(yán)重。有些橋梁剛剛投入使用就出現(xiàn)嚴(yán)重橋頭跳車現(xiàn)象，高差達(dá)5~8厘米，使橋頭接縫，在路面遭到破壞，影響了行車的舒適與安全。因此，在追求施工進(jìn)度的前提下，我們要采取有效的措施使問(wèn)題得到最佳的解決，讓今后行駛順暢，無(wú)所患之憂。

2 工程概況

十漫高速公路起于十堰市許家棚，經(jīng)十堰市茅箭、張灣、鄖縣、鄖西四縣（區(qū)），止于鄂陜交界處的漫川關(guān)，全長(zhǎng)106.41公里。其中隧道28條，共計(jì)13570米，橋梁115座，共計(jì)69971.7米。漢江特大橋梁位于鄖縣境內(nèi)，柳陂鎮(zhèn)漢江某地段，全長(zhǎng)901米，單跨達(dá)150米。雙幅雙向，限速80公里/小時(shí)。汽孔位于高路堤中部，路面高度約5.95米，加筋橋臺(tái)擋墻高度為4.55m，汽孔通道凈寬10m，通道長(zhǎng)度為30m。

4 工程地質(zhì)條件調(diào)查

十漫高速鄖縣漢江橋段在橋墩施工前，江邊一片蘆葦田，黏土路堤下軟土厚度不一樣，地基的強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性存取很大隱患。為了查理清場(chǎng)地軟土的空間分部情況，并為合理選擇處治方法提供地質(zhì)資料，工程采用GY—50型鉆機(jī)和YQI型觸探—十字板試驗(yàn)兩用儀，共完成了2個(gè)探坑、6個(gè)鉆孔和24個(gè)單橋靜力觸探孔，配合十字板試驗(yàn)和取樣室內(nèi)試驗(yàn)，查明了場(chǎng)地地質(zhì)條件，獲得了各層的物理、力學(xué)指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，軟土分布在中簽右線東側(cè)，由北向南延伸。表層為褐黃色“硬殼層”，各層土的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1-1。

表1-1

層號(hào)

土名

層底深度

（m）

土層厚度

(m)

重度

(kN/m3)

壓縮模量

Es(MPa)

②

褐色粉質(zhì)粘土

2.9

2.9

18.4

4.6

鋼塑土工格柵以高強(qiáng)鋼絲（或其他纖維），經(jīng)特殊處理，與聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP），并添加其他助劑，通過(guò)擠出使之成為復(fù)合型高強(qiáng)抗拉條帶，且表面有粗糙壓紋，則為高強(qiáng)加筋土工帶。由此單帶，經(jīng)縱、橫按一定間距編制或夾合排列，采用特殊強(qiáng)化粘接的熔焊技術(shù)（超聲波焊接技術(shù)）焊接其交接點(diǎn)而成型。應(yīng)用領(lǐng)域： 公路、鐵路、橋臺(tái)、引道、碼頭、水壩、渣場(chǎng)等的軟土地基加固、擋墻和路面抗裂工程等領(lǐng)域。

③

灰色粘土

6.4

3.5

17.5

3.4

④

14.4

8

17.2

2.7

⑤

25.4

11

18.0

4.6

⑥

27.9

2.5

19.8

6.5

⑦

—

—

19.0

8.4

5 設(shè)計(jì)計(jì)算

5.1加筋土橋臺(tái)幾何參數(shù)（圖1-1）。

加筋體高度：H=5.95m

墊梁后邊緣與墻面板距離：bm=50+75+63=163cm

墊梁后加筋體上填土高度： Hˊ=1.28m

橋臺(tái)高度：H〞=H-Hˊ-0.12=4.55m

5.2 加筋帶布置

加筋帶的布置一般與面板形式相適應(yīng)，該工程彩正六邊形面板，每塊面板設(shè)四個(gè)拉環(huán)，拉環(huán)水平間距Sx=0.2598m，垂直間距Sy=0.3m，這也就是拉筋結(jié)點(diǎn)的水平和垂直間距。

5.3永久垂直荷載

永久垂直荷載包括欄桿及橋面鋪裝、空心板梁和墊梁三部分，各部分的重量為：

空心板梁：907kN(作用單側(cè)橋臺(tái))

墊梁：203kN

橋面鋪裝及欄桿：321kN（作用單側(cè)橋臺(tái)）

上述三項(xiàng)荷載均通過(guò)墊梁底面?zhèn)鬟f到加筋體橋臺(tái)。墊梁底面尺寸：長(zhǎng)×寬=13m×1.25m,將這些荷載轉(zhuǎn)出化為重度γ=15kN/m3的等代荷載的土，則等代土的厚度為：

5.4 車輛荷載

該道路工程設(shè)計(jì)車輛荷載為：汽—20掛100。按照規(guī)范方法采用下式計(jì)算車輛荷載等代土的厚度：

根據(jù)《公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ015—91第2.3.2條，橋臺(tái)上荷載的布置長(zhǎng)度B取橋臺(tái)橫向全寬。由于在計(jì)算永久垂直荷載時(shí)只計(jì)算單向車行道，所以B取加筋橋臺(tái)寬度的一半，B=15m；又根據(jù)規(guī)范內(nèi)部穩(wěn)定性分析中，整體式橋臺(tái)取墊梁寬度，則L0=1.25m。

根據(jù)《加規(guī)》第2.3.1條有關(guān)規(guī)定，汽車—20級(jí)作用時(shí)，按重車的縱向排列和橫向分布寬度L0內(nèi)最多容納汽—20級(jí)重車后軸雙輪作用在L0范圍內(nèi)，一輛重車后軸重量為240kN,在荷載分布長(zhǎng)度范圍內(nèi)可并排3輛重車，因此總的車輛荷載為3×240=720kN,即，取等代土的重度為kN/,則車輛荷載等代土的高度為：

5.5 橋臺(tái)所受的水平荷載

橋臺(tái)所受的水平荷載主要是汽車制動(dòng)力，按《通規(guī)》第2.3.9條取車輛荷載分布范圍內(nèi)總量的30%，則水平荷載為720×30%=216kN。

5.6 筋帶所受拉力計(jì)算

根據(jù)《公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.3.3條有關(guān)規(guī)定，一般情況下整體式橋臺(tái)筋拉力按下式計(jì)算：

式中為墊梁寬度內(nèi)剩余荷載作用下，深度zi處的垂直應(yīng)力

（kPa);

為墊梁重力及其上永久荷載支座反力在地震作用下深度Zi處的地震應(yīng)力（kPa)；

Ki加筋體內(nèi)深度Zi處土壓力系數(shù)。

按上式計(jì)算不同深度筋帶的拉力，見(jiàn)表1-2

筋帶拉力（Ti）和筋帶長(zhǎng)度（L） 表1-2

頂面以下深度Zi

(m)

筋帶接力Ti

(kN)

筋帶長(zhǎng)度L

(m)

0.15

4.7

8.62

0.45

4.6

7.20

0.75

4.5

6.24

1.05

4.5

5.55

1.35

4.3

5.03

1.65

4..2

4.63

1.95

4.1

4.30

2.25

4.1

4.04

2.55

4.0

3.82

2.85

4.0

3.64

3.15

3.9

3.48

3.45

3.9

3.36

3.75

3.9

3.26

4.05

3.9

3.17

4.35

3.9

3.09

5.7 筋帶長(zhǎng)度計(jì)算

根據(jù)《公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.3.5條規(guī)定，整體式橋臺(tái)筋帶的錨固長(zhǎng)度按下式計(jì)算：

按照荷載組合I設(shè)計(jì)，筋帶 抗拔安全系數(shù)Kf取2.0，筋帶與填料的似摩擦系數(shù)取2.0，墊梁寬度內(nèi)剩余荷載在穩(wěn)定區(qū)的分布長(zhǎng)度取0.5Zi筋帶寬度bi為19mm，加筋體上填土高度為=1.28m,則上式簡(jiǎn)化為：

按上式計(jì)算的筋帶長(zhǎng)度見(jiàn)表1-2。

6 施工技術(shù)

6.1 基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，基槽平面尺寸一般大于基礎(chǔ)外緣0.3m。在地基上澆筑或放置預(yù)制基礎(chǔ)，基礎(chǔ)一定要做得平整，使面板能夠直立。須嚴(yán)格控制基礎(chǔ)頂面標(biāo)高，基礎(chǔ)砌筑時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留沉降縫。

6.2 面板安裝

6.2.1 第一層面板安裝

1）放線。第一層面板安裝是控制全墻基線是否符合設(shè)計(jì)關(guān)鍵，用經(jīng)緯儀和水平儀測(cè)量。

2）允許偏移量。安裝時(shí)用低強(qiáng)度砂漿砌筑調(diào)平，同層相鄰面板水平誤差不大于10mm，軸線偏差每20m不大于10mm，這樣可以保證墻面水平縫得到一致的基本要求。

3）面板安裝可用機(jī)械吊裝就位，安裝時(shí)單塊面板傾斜度一般可內(nèi)傾1/100-1/200，作為填料壓實(shí)時(shí)板外傾的預(yù)留度。

6.2.1 以后各層面板安裝

1）沿面板縱向每5m，間距設(shè)標(biāo)樁，每層安裝時(shí)用垂球掛線，再用經(jīng)緯儀核對(duì)。每三層面板安裝完畢均應(yīng)測(cè)量標(biāo)高和軸線，其允許偏差與第一層相同。

2）為防止相鄰面板錯(cuò)位，第一層用斜撐固定，以后各層用夾木螺栓固定。

6.3鋪設(shè)筋帶

1）鋼帶與面板拉環(huán)的連接和鋼帶的接長(zhǎng)，可用插銷連結(jié)、焊接或螺栓連結(jié)。

2）鋼筋混凝土帶與面板拉環(huán)的連接以及每節(jié)鋼筋混凝土帶之間的連接，可采用焊接、扣環(huán)或螺栓連接。

3）聚丙烯土工帶與面板的連接，一般可將土工帶的一端從面板預(yù)埋拉環(huán)或預(yù)留孔中穿過(guò)，折回與另一端對(duì)齊。

4）在拐角處和曲線部位，各類筋帶的方向都應(yīng)與墻面垂直，當(dāng)設(shè)有強(qiáng)筋時(shí)，加強(qiáng)筋可與面板斜交。

6.4 填料的采集、攤鋪和壓實(shí)

6.4.1 填料的采集

填料采集后，應(yīng)按交通部現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》的要求作標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，加筋土填料可用人工采集或機(jī)械采集，采集時(shí)應(yīng)清除表面植土、草皮及雜土。

6.4.2 填料的攤鋪和壓實(shí)

1）加筋土填料應(yīng)根據(jù)筋帶豎向間距進(jìn)行分層攤鋪。

2）可用人工或機(jī)械攤鋪，攤鋪百度應(yīng)均勻一致，表面平整。

3）碾壓前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)試驗(yàn)，確定填料分層攤鋪厚度和碾壓遍數(shù)。

4）填料嚴(yán)格分層碾壓。先從筋帶中部開(kāi)始，逐步碾壓至筋帶尾部。

6.5防水和排水

1）加筋土工程施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)先完成場(chǎng)地排水，以保證正常施工。

2）當(dāng)加筋土工程中的反濾層、透水層、隔水層等防水設(shè)施，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求與加筋體施工同步進(jìn)行。

3）當(dāng)加筋土工程區(qū)域內(nèi)出層層間水、裂隙水、涌泉等時(shí)，應(yīng)先修筑排水構(gòu)造物再作加筋土工程。

7 效果檢驗(yàn)

十漫高速公路于竣工通車。通車后一段時(shí)間，高堤普遍產(chǎn)生一定量的工后沉降，漢江特大橋由于采用加筋橋臺(tái)技術(shù)，橋臺(tái)與兩側(cè)路堤接坡同步下沉，從而消除了常見(jiàn)的路橋結(jié)合處差異沉降及“跳車”現(xiàn)象，圖1-2 為竣工通車后 實(shí)測(cè)的沉降量，可以看出橋臺(tái)與接坡路堤的沉降是連續(xù)的。

8 經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)于汽孔等下穿通道，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法采用鋼筋混凝土重力橋臺(tái)，地基一般采用樁基加固，與常規(guī)設(shè)計(jì)方法相比，加筋體結(jié)構(gòu)的工程數(shù)量大為減少：

取消了樁結(jié)構(gòu)工程以及相應(yīng)的工程項(xiàng)目；

橋臺(tái)鋼筋混凝土量子減少70%以上；

橋臺(tái)的圬量也有較大的減少。

加筋體結(jié)構(gòu)增加的工程量主要是：

加筋擋墻工程；

地枕梁及下部石灰土的加固。

按照“86”定額，工程直接費(fèi)加筋橋臺(tái)汽孔約8—9萬(wàn)元，而有樁橋臺(tái)孔道為17—18萬(wàn)元，即每座無(wú)樁加筋汽孔可節(jié)省工程費(fèi)50%，計(jì)費(fèi)率后每座汽孔可節(jié)約工程費(fèi)20萬(wàn)元。

9 結(jié)束語(yǔ)

加筋土技術(shù)已經(jīng)在國(guó)際上越來(lái)越廣泛的補(bǔ)應(yīng)用到工程當(dāng)中。其中加筋擋墻通常運(yùn)用于軟土地基上。加筋土擋墻系由各構(gòu)件相互拼裝而成，具有柔性結(jié)構(gòu)性能，可承受較大的地基變形，且它具有的柔性性能能很好的吸收地震能量，因而具有良好的抗震性能。十漫高速公路鄖縣境內(nèi)漢江特大橋，正是通過(guò)嚴(yán)密的分析和論證，最終采用加筋土擋強(qiáng)技術(shù)。從而避免了“錯(cuò)臺(tái)”，“跳車”現(xiàn)象，還大大減小了車輛震動(dòng)對(duì)橋臺(tái)的損害。從竣工到現(xiàn)在，漢江特大特通行正常，從而也證明了加筋擋墻技術(shù)運(yùn)用的成功。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] JTJ015-91.《公路加筋工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[S]

[2] GB50021-2001.《巖土工程勘察規(guī)范》[S]

[3]JTJ240-97.《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》[S]

[4] GB50009-2001.《公路加筋土施工技術(shù)規(guī)范》[S]

[5] GB50007-2002.《特殊地基；處理及其應(yīng)用》[S]

[6] 上海市政工程研究院，“減少路橋結(jié)合處工后沉降研究”，1995.6

[7] 歐陽(yáng)仲春.《現(xiàn)代土工加筋技術(shù)》；北京人民交通出版社，1991