眉山东坡区岷江二桥桥梁桩基加固关键技术探究

(四川公路工程咨询监理有限公司，四川 成都 610041)

一、桥梁概况

岷江二桥为国道351线四川洪雅县至仁寿县一级公路上的一座大桥，位于眉山主城区东北郊。桥梁采用左、右分幅设置，右幅桥(老桥)于2002年建成通车，采用汽车超20、挂车—120汽车荷载，主桥上部为45.5m+76m+45.5m连续刚构，引桥起点端为13×30m混凝土简支T梁，止点端为5×30m混凝土简支T梁；下部结构主桥为薄壁墩、承台接群桩基础，引桥采用整幅三柱墩，原桥全长702m、宽24m。

2012年该桥梁开展了拓宽改造，新建左幅复线桥(新桥)，采用公路—Ⅰ级汽车荷载(JTG D62-2004)，左幅桥上部主桥为45.5m+2×76m+45.5m预应力混凝土连续梁，引桥起点端为13×30m混凝土简支T梁，止点端为3×25m混凝土简支T梁，下部结构主桥为实体墩、承台接群桩基础，引桥采用整幅三柱墩，左幅桥全长720m、宽24m，于2014年建成通车。

二、桥梁病害及成因分析

（一）墩柱病害

该桥主桥桥墩完好，个别部位出现磨损、粗骨料显露现象，评定标度为1。引桥桥墩在墩柱下端3m范围内存在局部磨损、粗骨料显露、水渍等现象，评定标度为2。

（二）桩基病害

岷江二桥总体技术状况等级评定为三类。其中右幅引桥下部结构技术状况评分SBCI值为79.5，右幅主桥下部结构技术状况评分SBCI值为73.0，根据《公路桥梁技术状况评定标准》规定，右幅桥下部结构技术状况等级为三类。

表1 左幅桩基病害分析表

表2 右幅桩基病害分析表

（三）病害成因分析

岷江流域经过长期的地质年代，河流动力与河床形成了脆弱的冲淤平衡状态。随着眉山市建设过程中需要大量的砂石材料，岷江流域出现了无序开采现象，采集中粗砂和混凝土用粗骨料导致河床形成大坑、深槽，破坏了河床的糙率，人为增大了河床比降，水流紊乱，冲刷加剧。

表3 受冲刷后原地面线下降高度

岷江二桥原河道位于第4孔～17孔桥下，其中4孔～13孔引桥桥墩桩基均采用三柱式桩柱墩，14孔～17号墩采用实体墩、承台接群桩基础。随着河床冲刷加剧，桥梁左幅第5号～11号墩、14号～16号桥墩，右幅7号～11号、15号～17号桥墩基础冲刷严重，裸露部分桩基保护层遭磨蚀，引桥桥墩桩基冲刷导致墩柱长细比变大、刚度减小，影响其稳定性，同时桩基基础承载力下降，对桥梁自身及公路运营带来安全隐患，必须加固冲刷严重的桥梁桩基。

受基础覆盖层下移影响，桥梁墩柱理论高度增加，左幅桥最大墩柱高度由原13号墩的15.45m，变为10号桥墩的18.3m；右幅桥最大墩柱高度由原16号墩16.21m变为21.82m。

如表1～表4所示，根据数据分析，右幅桥入中风化岩深度普遍低于左幅桥，安全性较差，是该次加固设计的重点。

三、加固方案的选择

（一）加固原则与设计荷载

该桥经过全面的桥梁检测，除桥面铺装、桥梁护栏等附属设施有轻微的局部损坏外，桥梁上部结构较完好，其评定标度均为1，因此本文未详细阐述上部结构的桥梁病害。因上部结构仍只能满足原设计荷载标准，该桥通过桩基加固后能有效延迟桥梁使用寿命，增加桥梁运营安全，但设计荷载仍按原标准采用。

右幅桥：原设计荷载采用汽车超20，挂车—120(JTJ 021-89《公路桥涵设计通用规范》)；

表4 桩基进入基岩深度

左幅桥：原设计荷载采用公路—Ⅰ级(JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》)。

（二）加固方案一

采用条形承台+群桩基础加固引桥桩柱，如图1所示。左、右幅桥分开设置承台，承台下沿墩柱连线方向布设4根桩基，桩基直径φ1.5m，承台宽3.5m×高2.5m，左幅桥承台长度为26.69m，右幅桥承台长度为25.80m。主桥下部结构采用桩基+承台外包原桩基及承台方式，桩基直径采用φ1.8m，均按端承桩设计，要求桩基入中风化岩层深度达到10m。为保证下部增设的桩基承台与既有墩柱有效连接，对承台顶面以上墩柱外包厚30cm、高5mC35钢筋混凝土柱靴。同时，为防止河床再次下切后河道内卵石对桩基的磨蚀，在本次新增桩基的顶部5m～7m范围内设钢套筒，钢套筒采用厚12mm的Q235钢。

图1 方案一桥梁布置图

（三）加固方案二

图2 方案二桥梁布置图

图3 方案三桥梁布置图

采用八边形承台+群桩基础加固引桥桩柱，如图2所示。左、右幅桥分开设置承台，承台下沿墩柱连线左右侧各布设2根桩基，桩基直径φ1.5m，承台宽9m×高3m，左幅桥承台长度为20.25m，右幅桥承台长度为19.0m，承台倒角尺寸为3m×4.25m。主桥下部结构采用桩基+承台外包原桩基及承台方式，桩基直径φ1.8m，均按端承桩设计，要求桩基入中风化岩层深度达到10m。为保证下部增设的桩基承台与既有墩柱有效连接，对承台顶面以上墩柱外包厚30cm、高5mC35钢筋混凝土柱靴。同时，为防止河床再次下切后河道内卵石对桩基的磨蚀，在本次新增桩基的顶部5m～7m范围内设钢套筒，钢套筒采用厚12mm的Q235钢。

（四）加固方案三

采用独个方形承台+四根钢管桩后注水泥浆加固引桥桩柱，如图3所示。左、右幅桥分开设置承台，承台下沿墩柱四周布设4根钢管桩，钢管桩直径φ0.4m，钢管桩四周按0.4m间距布设φ2cm水泥浆孔，承台长2.7m×宽2.7m×高2m。主桥桥墩桩基采用分层砌筑镀高尔凡石笼网进行防冲刷处理，但该方式仅减缓了水流对主墩的继续冲刷。对承台顶面以上墩柱外包厚30cm、高5mC35钢筋混凝土柱靴，有利于加强下部结构整体性。

（五）方案优缺点比选

具体如表4所示。

表4 方案优缺点比较表

四、施工重难点分析

1.由于新增桩基与原桥桩基中心间距最近为2.85m，新增桩基的成孔应采用旋挖钻，尽量减小对原桩的影响，同时施工期间应加强对原桥的监控。

2.在桩基加固施工过程中，应采用半幅施工、半幅通行的交通组织。为保证新加承台能与原桩基形成整体、共同受力，杜绝因通车震动带来的不利影响。在浇筑承台混凝土后，混凝土强度未达到85%以前，应封闭交通。

3.引桥桩基与增设承台、主墩既有承台与外包承台结合面均应凿毛处理，凿毛深度10mm，呈锯齿状。

五、结语

通过深入分析岷江二桥病害，拟定了三种方案加固处理受损桩基。经三个月精心施工，该桥已完成加固处理。在有关主管部门检测验收合格后正常开放交通，社会评价良好。