采用基础置换方法加固沉井基础

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1、采用基础置换方法加固沉井基础单成林（华南理工大学交通学院广州市510640）摘要：针对一座三跨58米双曲拱桥沉井基础被水严重冲刷后的病害，采用桩基础置换原有的沉井基础，组成一个庞大承台的深基础，从而不在担忧冲刷造成的危害，其设计和施工方法有利于加固类似病害的其它桥梁时借鉴。关键词：桥梁工程；基础置换；设计与施工；沉井基础加固1概述广东省增城市人民大桥位于市区的增江河上，是连接该市的东城区和西城区两大闹市区的主要城市公路桥梁，来往车辆和行人较多。该桥于1978年10月建成，设计荷载汽-15级，挂车-80，主桥为3X58

2、米等截而悬链线半悬波双曲拱桥，桥宽净8+2X1.25米，上部结构共6片拱肋，间距1.65米，拱肋为钢筋砼，但腹拱圈及腹拱墩为石砌拱。引桥为跨径不等的多孔石拱桥，全长348米。主桥不部结构为两石砌重力式墩加沉井基础，沉井高9米，基底位于硬亚粘土上，四周有9米深的粗砂和砾砂，整个沉井埋于砂层中。二十几年来，由于下游挖砂，造成两沉井基础被水严重冲刷，靠东城区的基础较为严重，其中沉井一侧原9米深的砂层几乎冲尽,基底持力层已被水冲刷。前些年虽经多次抛石护基，但除了对水流速小一些的西面沉井有一定效果外，对东面的沉井没有效果，石头

3、也被冲走，迎水面的圆端头沉井底面己有约1/3被淘空，虽然尚未发现沉井位移或倾斜，但己严重威胁到大桥的安全，下游几公里处就曾发生过水冲垮桥的事故。此外石砌腹拱圈各孔靠人行道两侧均有大小，数量不等的纵向裂缝，其屮每孔均有两条约10毫米宽的纵向贯通裂缝将整体腹拱圈纵向分裂成独立的三部分，桥面也有较多破损。该大桥在2000年3月进行过静动载试验，结果表明，上部结构除腹拱外，主拱圈工作性能可满足使用要求，均没有发现什么病害。随着冲刷的加深，现已到不得不加固的时候。2加固设计制定加同方案前，对该桥的上、下部结构又进行了详细的现场

4、检査，结合过去的检测资料和管理单位的要求，明确了加固的主要任务是：对两个沉井基础加固，使基底在遭受严重冲刷后，保证沉井不发生位移及倾斜，并且尽量恢复腹拱圈的整体性，为此设计出两种方案：(1)钢板桩围堰排水，在基础底面四周一定范围内设扩大基础，保护基底免受冲刷。(2)在现冇沉井外壁四周增设钢筋砼承台，承台下围绕沉井布置桩基，以便在沉井基底淘空时能托起沉井，将荷载转移至桩基承受。根据现场实测结果，枯水期墩位处水深7.5米，桥1净空高度较低，无法使用打桩机打钢板桩围堰，而且围堰面积大，费用高乂影响通航，不能采用第1方案，只

5、能采用第2方案。设计时，根据水深和地质情况，在原来的圆端形沉井半高处，设置新承台紧箍沉井外壁，承台下设多根钻孔灌注桩支承。承台和桩基尺寸的选定根据以下三个因素决定(1)考虑多年后沉井底面可能会人部被水流淘空，新增桩基的承载力应等于或大于原沉井加上新增基础的承载能力。(2)新增群桩的抗推能力也应等于或大于原沉井的抗推能力。(3)保证原沉井的承载能力及抗推能力能转嫁给新增桩基。根据第1个和第2个因素，结合地质资料，经计算每个沉井四周需布置14根直径为1米的砼桩基，由于墩位处岩层起伏较大，上下游方向的桩长不尽相等，但都深入

6、微风化岩层2米以上，按摩檫桩设计，最短桩长为18米，最长的26米可满足要求，如图1。图1沉井加固设计Fig.lDesignoncaissonfoundationreinforcement根裾第3个因素，结合桩径及施工耍求，经新、旧砼抗剪及锚筋抗剪、抗拔计算，留有适当安全系数，沉井腰部增设宽1.6米，高2.5米的承台箍来托起沉井，与承台接触的沉井外壁经深度密集凿毛，并在井壁上设较密的粗钢筋锚固，保证承载能力的传传递，如图1。此外在承台外侧面配较粗的环绕沉井箍筋，保证承台的整体性。对于腹拱圈纵向裂缝，可采用横向设置钢拉杆

7、施加预应力等措施加固但由于腹拱圈为石砌体，不便采用此法，只有在对裂缝灌水泥浆封闭后，结合桥面铺装改造，将腹拱圈上的原粗砂填料挖出，换成20号砼填平层，以此来加强腹拱圈的横向整体性。3施工主要说明沉井基础的加固施工情况，其施工程序为：临时工程栈桥及钻孔平台搭设钢围堰制安下沉堰内回填抽水首先在沉井四周按要求震动下沉钢管桩，以钢管桩作为支承，搭设栈桥及工作平台，钢围堰靠高压射水、吸泥及振动下沉，清基后通过水下抛石等措施封堵围堰的刃脚。钻孔桩的钢护简通过定位架定位后，采用震动锤下沉至河床，再浇注水下钢围堰封底砼。随后可进行钻

8、孔灌注桩施工，由于桥下净空高度不够，需将普通冲击钻机改造后j能使用，同时净空矮还使得钢护简的下沉及钢筋笼下沉节段较短，接头太多等麻烦。钻孔灌注桩完成后，向围堰A回填屮粗砂至新增承台底面，用振冲器进行密实，然后抽干围堰内的水，割除多余的钢护筒，为承台施工提供必要的条件，如图2。沉井外壁采用风镐配合人工凿毛。锚固钢筋的施工，先用冲击钻钻孔，再插入钢