高速公路桥梁桩基冲刷加固处理分析

王安岳

(贵州省交通建设咨询监理有限公司， 贵州 贵阳 550001)

高速公路桥梁桩基冲刷加固处理分析

王安岳

(贵州省交通建设咨询监理有限公司， 贵州 贵阳 550001)

近些年由于河道采砂等原因而导致了河床的不断下降，使桩基外露，这对高速公路的运营安全造成了非常大的威胁，所以对桥梁基础以及河床实施加固出来具有非常重要的现实意义。本文结合某工程的实例，首先对桥梁目前的状况进行了陈述，继而探讨了桩基承载力的计算，然后分析了桩基加固以及河道治理的对策，最后总结了施工过程的关键点，以期为我国高速公路桥梁桩基的加固处理工作提供良好的思路。

高速公路桥梁 桩基加固 冲刷

1 工程现状

该高速跨河大桥在2003年建成后投入使用。其上部的结构主要是一个31-30米的预应力混凝土的T梁，而下部结构主要呈现为双柱形式的桥墩，具有四根摩擦桩形式的基础，每一根的桩长都是十五米，桩径一点二米。设计的洪水频率是1/300，所设计的流量是7900立方米每秒，洪水位三十六米，一般冲刷为3.25米，局部冲刷是6.18米。桥梁所处位置河床宽阔，河流底部基本上都是中砂和细沙。因为河道采砂的情况太过严重，而导致河槽形状出现了变化，桥墩的撞击也受到了非常大的冲刷，桩基呈现出外露的情况，有些位置呈现出了混凝土的破损，露出钢筋，对道路桥梁的正常运营形成了严重的阻碍。该次拟定将 22-27号桥墩实施加固处理。各个桥墩的桩顶高程是三十米左右，而桩底高程是十五米左右。

2 桩基的承载力运算

为了解桩基所具备的承载力能否对相关规范当中的各种要求加以满足，我们选择处在最不利地点的二十五号桥墩，结合公路桥涵地基设计的相关规范，结合当地的地质资料，我们分成三种工况对桩基的承载力实施计算。对上部结构的计算是利用到了桥梁通的软件，得到桥墩墩柱的柱顶反力，继而得出单桩基所能够承载的载荷，针对桩基础的承载力实施计算最为主要的步骤分成：第一，对原设计图纸当中的单桩承载力加以计算。第二，对现在单桩承载力加以计算，其中冲刷为四点五米，而桩基础的顶部处在地面上方的位置为二点五米。第三，我们假设在目前的情况之下，再冲砂五米，然后对承载力加以计算（这个时候桩基础的顶部将会露出地面七点五米）。计算过程要结合地质勘测后所获得的资料，实施单桩承担载荷以及桥墩桩基的承载力计算。①柱顶反力。结合所应用软件得出的柱顶反力具体的数值，然后对工程量加以计算，那么在公路一级的荷载作用之下的柱顶最大的载荷是4418kN。②单桩荷载。结合桥梁的设计图纸，墩柱利用到了C25强度的混凝土有22.5立方米，而承台C20强度的混凝土有64立方米，桥柱以及承台整体的重量是 2162.5kN。四根桩基础所承担的总荷载是 10992kN，所以一根桩基础所承担的荷载是2748kN。③原设计的单桩承载力。结合原设计图纸，二十五号桥墩处在地质状况最差的位置，持力层最深原桩顶的高程是 30.543，而桩底的高程是 15.543，原来的柱长是十五米，桩径是一点二米。经过计算可知，单桩所需要承担的荷载是4242.7kN，超过了2748kN。④目前的单桩承载力。结合施工现场的实际状况，在这个工况之下，在目前最为不利的位置上，桩顶的高程大概是二十八米，计算这个桥墩目前的桩基础所承担的承载力是3943kN，比2748kN要大，也就是说单桩在竖直方向上的承载力要比桩基础所承担的荷载大，所以说桩基础是安全的。⑤我们假设在桩基础的顶部再冲刷三米，也就是桩顶高程是二十五米的情况之下，单桩的竖向承载力所计算的数值是3102kN，也比2747kN要大。结合以上的计算，当桩基础的顶部超过地面七点五米的工况之下，桩基的承载力还是能够对相应的承载力需求加以满足，这也就证明了在之前的设计当中设计师考虑到了比较深的局部冲刷。

3 桩基加固以及河道治理的对策

结合上文所陈述的计算结果，我们对三个方案进行了探讨。第一，对桥位处的河道断面加以整体的铺砌，对桥墩的上游六十米和下游四十米的范围之内的河道利用三十厘米厚度的片石混凝土进行铺砌。第二，在桥墩的承台周围设置桩长是15.5米的防冲刷柱，深入到强风化岩当中。第三，针对23-27号桥墩间的河槽进行石笼抛石回填的方式进行处理，回填的范围是桥梁的中心线的上下游各自二十五米，还要对出现露筋情况的桩基实施植筋以及混凝土涂抹等处理。

结合上文对于桩基础在承载力方面进行的计算，证明了原来的设计对局部较大冲刷已经进行了考虑，桥梁基础处于安全的状态，对之前所提及的三种方案进行比较之后，方案三更加合适，这是由于这个方案所需要的投入比较少，而且工期也比较短，对本文所提及问题处理的效果也会更好。目前，只在 23-27号这五个桥墩当中呈现出了损坏的情况，其它的河道位置河槽铺砌还是显得比较完整的。要是其它的河道呈现出相似的损坏，应该在后期实施同样的维护，这样在每一次所呈现的资金投入就显得比较小了。

4 施工过程的关键点

在施工过程当中的关键点可以总结为：①在桥梁的上游加筑围堰对水流加以拦截，让水流能够从其它的桥孔处流过，把围堰当中的水抽干，然后观察那些外露的桩基础有没有呈现出露筋的情况，要是发现了的话就应该在桩基础的四周对基坑开始，对松散的那部分混凝土凿除，直到露出比较干净、密实的混凝土为止。继而针对裸露在外面的钢筋加以除锈处理，涂抹上环氧树脂实施防护。而对于外露的桩基混凝土则要利用具有较高压力的水枪对其加以清理，从而确保新涂抹的混凝土能够跟原有桥墩结合的更牢靠。对已经凿好的桩基上面进行植筋处理，桩基础四边的位置要植入 16的钢筋，其植入的具体深度要大于十五厘米，在将钢筋植入之后它的拔出力应该大于 39.6kN。在基坑的最底部要浇筑上混凝土垫层，继而供给出作业面。在植筋完成之后，在桩基础的四周布设箍筋，继而支护筒模板进行混凝土浇筑，避免桩基础附近钢筋出现再次腐蚀的情况。②格宾网石笼所利用的是直径为三毫米的干死，其抗拉强度大于三百八十兆帕，同时其具有较高的镀锌量，具有耐腐蚀的良好特征。网格尺寸是8*10厘米左右，而内部装填的石块粒径是20-30厘米，且石块的整体大小较为均匀。石笼高度是一米，宽一米，长两米。所需要投入的成本较低，应用的石料是就地取材，并不需要加以凿设排水孔之类的处理。利用格宾网石笼针对石块加以添加，对桥墩间的河槽加以回填，在回填之后的高度会跟原有的铺装的高度要保持一样，比原来的河床高出不超过半米。③利用碎石和砂等对格宾网的石笼间隙加以填充，石笼的表面则采用强度为C25的混凝土加以处理。④装填重点在于：在施工的过程当中因为石笼已在制造过程当中折叠为了网笼，所以在施工作业现场只需要进行组装，然后将石块放进去。对格宾网石笼加以安装的过程是较为简便的，先要将其裁剪成为网笼，继而进行压缩和捆扎。在具体施工的时候要把网箱侧面以及隔板支起，对格宾网石笼的四个角进行绑扎，继而困扎七个边，应该利用捆扎丝进行具体的捆扎工作。继而装上石块，跟相邻的石笼之间相互连接。石块必须要由人工的方式进行填充。

5 结束语

为了确保高速公路能够安全、稳定的运行，继而为人们高质量的出行提供保障，对原有的高速公路桥梁加以桩基冲刷加固的相关处理具有非常重要的意义。这就需要相关从业人员进行不断的探索，对国外的一些先进技术和理念加以良好的借鉴，与我国的实际施工状况进行融合，继而穿件出一套符合我国施工状况的桥梁桩基加固体系，为人们的安全出行提供良好的保障，给我国国民经济的高速增长提供出远远不断的动力。

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1007-6344（2017）09-0036-01