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江邊肖1號橋9#橋墩加固方案
2012-12-04 來源:百度文庫
一、 工程簡介

  1. 江邊肖1號橋總體設(shè)計

  江邊肖1號橋?qū)偻两ǖ?合同段,橋梁中心樁號K63+752.0,橋梁墩臺中心線與路線設(shè)計線的右偏角為50o,全橋上部結(jié)構(gòu)為10×16m后張預(yù)應(yīng)力砼1m板寬的簡支空心板,橋面連續(xù);下部為鉆孔灌注樁基礎(chǔ),柱式墩臺;橋梁建筑寬度為28.0m。

  江邊肖1號橋設(shè)計規(guī)范采用交通部《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTJ021-89)、《公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTJ022-85)、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTJ024-85)。

  橋梁設(shè)計荷載采用汽車-超20,驗算荷載為掛車-120;計算行車速度采用120km/h;地震基本烈度六度。

  左幅9#橋墩溫州方向側(cè)橋下有中心樁號為K63+808的6.0×2.7m的機通道路一條,福州方向側(cè)有填土高度約為4m的橋頭錐坡一個。本橋墩墩身為3?100cm圓柱,基礎(chǔ)為3?120cm鉆孔灌注樁,樁中心間距為620cm,蓋梁斜長×寬×厚=1762×130×110cm。

  2. 江邊肖1號橋工程地質(zhì)概況

  本橋地貌類型屬沖海積平原區(qū),地勢平緩開闊,地面標(biāo)高2.5 ~4.5 m。表部主要為海積的軟塑狀粘土,厚度一般1.0~2.0m,下伏為工程地質(zhì)極差的淤泥軟土層,厚度從29.0~35.0m不等,中部為淤泥質(zhì)粘土,厚度從10.0~16.0m不等,下部為工程地質(zhì)較好的沖積、沖洪積粘性土和卵石層等。橋位所屬路段屬軟土路段,該軟土為高含水量(W=60~80%)、高孔隙比、低強度、固結(jié)緩慢;極限填土高度一般為2m左右,沉降大、穩(wěn)定性差。

  江邊肖1號橋橋墩單樁容許承載力為3730kN,并要求樁尖應(yīng)穿透粘土夾層,落入卵石層上。其中9#橋墩樁基樁長設(shè)計為53.3m,進(jìn)入卵石層深度約為7.5m。樁基地質(zhì)鉆孔記錄及分析;詳見現(xiàn)場樁基施工記錄報告。

  二、 裂縫狀況及檢測成果

  1. 江邊肖1號橋左幅9#橋墩蓋梁裂縫產(chǎn)生時間及裂縫穩(wěn)定性

  2. 現(xiàn)場裂縫描述

  左幅9#橋墩外側(cè)柱頂蓋梁上緣裂縫根數(shù)、長度及裂縫寬度描述。中間柱頂蓋梁上緣裂縫根數(shù)、長度及裂縫寬度描述。

  3. 現(xiàn)場橋梁檢測數(shù)據(jù)、蓋梁裂縫成因分析與結(jié)論

  橋墩樁基完整性檢測、樁底沉淀土厚度確認(rèn)、橫向橋墩3個樁基沉降量檢測。

  三、 橋墩蓋梁驗算

  1. 根據(jù)檢測報告實測的樁基沉降量,進(jìn)行蓋梁承載能力極限狀態(tài)抗彎及抗剪驗算。(如有不均勻沉降)

  2. 根據(jù)檢測報告實測的樁基沉降量,蓋梁正常使用極限狀態(tài)鋼筋應(yīng)力及裂縫寬度驗算。(如有不均勻沉降)

  3. 軟弱地基,10號橋臺臺后填土對9號橋墩樁基的影響。(有可能)

  4. 蓋梁驗算結(jié)論。

  四、 橋墩蓋梁加固方案

  1. 方案一:根據(jù)樁基檢測結(jié)論,若沉降已穩(wěn)定,樁基承載力滿足設(shè)計要求,對蓋梁裂縫建議灌注環(huán)氧樹脂進(jìn)行裂縫封閉處理,并可在蓋梁側(cè)面貼碳纖維(鋼板)加固。碳纖維加固通過配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼于構(gòu)件表面,使碳纖維片材承受拉力,并與混凝土變形協(xié)調(diào),共同受力;并采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計算和正常使用極限狀態(tài)驗算。在構(gòu)件達(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)前,碳纖維片材與混凝土之間不發(fā)生粘結(jié)剝離破壞;在構(gòu)件達(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)時,碳纖維片材的拉應(yīng)變按截面應(yīng)變保持平面的假定確定。當(dāng)考慮二次受力影響時,應(yīng)根據(jù)加固時的荷載狀況,按截面應(yīng)變保持平面的假定計算加固前受拉區(qū)邊緣混凝土的初始應(yīng)變。

  2. 方案二:錨桿靜壓樁加固施工方案

  錨固靜壓樁作為一種沉樁方法,是利用樁基礎(chǔ)承臺及上部結(jié)構(gòu)傳遞來的重量作為壓樁反力,通過預(yù)埋的錨桿、反力架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備,將樁段從壓樁孔處壓入地基中,然后將樁與承臺連接成整體,使新樁基與原樁基礎(chǔ)共同承擔(dān)荷載,提高原樁基礎(chǔ)的承載力。錨桿靜壓樁施工的優(yōu)點:對老樁的影響小,對橋梁使用的干擾小;傳遞荷載過程和受力性能非常明確,可直接測得每根樁的實際壓樁力和樁入土深度,對施工質(zhì)量有可靠保證;施工過程中無震動、無噪聲、無污染,對周圍環(huán)境影響??;施工設(shè)備輕便、簡單、移動靈活,操作方便,可在較小空間內(nèi)進(jìn)行壓樁作業(yè)。

  因本橋橋下地質(zhì)條件限制,且不能封閉交通,對該橋基礎(chǔ)進(jìn)行鉆孔或打樁補樁困難。結(jié)合本橋?qū)嶋H情況,決定對該橋基礎(chǔ)進(jìn)行靜壓混凝土樁方案進(jìn)行加固維修以提高該橋基礎(chǔ)承載力和整體性。該方案屬主動加固,利用靜壓反力系統(tǒng)能使新增樁基直接分擔(dān)原有樁基承受的荷載,提高橋梁安全系數(shù);加固不影響橋梁的交通行車。靜壓混凝土樁加固內(nèi)容包括:新增承臺、靜壓混凝土樁。

  新承臺采用啞鈴式承臺,高為150cm,縱橋向布置承臺,將樁柱接頭處鑿毛并植筋,使設(shè)置新承臺與原墩身連接,然后澆微膨脹混凝土C30(預(yù)留壓樁孔)。承臺兩側(cè)各布設(shè)4根采取分段壓入的鋼筋混凝土樁。待壓樁結(jié)束后封樁:焊接鋼板、鋼棒、主筋,利用千斤頂通過鋼棒對樁基施加預(yù)加力,澆注C30微膨脹混凝土,待壓樁孔混凝土達(dá)到設(shè)計強度后,拆除千斤頂,承臺表面割掉多余的鋼棒,對鋼棒截面作防腐處理。

  3. 方案三:根據(jù)樁基檢測結(jié)論,若沉降仍未穩(wěn)定,樁基承載力不滿足設(shè)計要求,則采用加樁加固方案。

  根據(jù)檢測結(jié)果,確定不合格樁基礎(chǔ),對相應(yīng)樁基礎(chǔ)進(jìn)行加樁處理。每加固1根樁基需采用2根?100cm扁擔(dān)樁。該方案要求封閉左幅通行,同時需移掉橋梁上部結(jié)構(gòu)為鉆機提供施工空間,施工工期長,交通影響大。(若采用打入預(yù)應(yīng)力砼管樁,可減少橋墩下部結(jié)構(gòu)施工時間,但打入樁對周邊的樁基的影響需綜合考慮。)

  五、 加固費用估算

  1. 方案一:

  貼碳纖維方案:環(huán)氧樹脂裂縫封閉總長度30m×單價260元/m=7800元;碳纖維總面積38 m2×2層×單價800元/m2 =60800元;合計7800元+60800元=¥6.86萬元。

 ?。ㄙN鋼板方案:環(huán)氧樹脂裂縫封閉總長度30m×單價260元/m=7800元;鋼板總面積28 m2×單價1600元/m2 =444800元;合計7800元+44800元=¥5.26萬元。)

  2. 方案二:

  鋼筋砼鉆孔灌注樁加樁方案:扁擔(dān)樁2根?100cm。承臺鋼筋砼16.6 m3×單價700元/m3=11620元;樁基鋼筋砼85m3×單價980元/m3=83300元;合計11620元+83300元=¥9.492萬元。

 ?。A(yù)應(yīng)力砼管樁加樁方案:扁擔(dān)樁8根?40cm。承臺鋼筋砼21.6 m3×單價700元/m3=15120元;預(yù)應(yīng)力砼管樁總長400m×單價140元/m=56000元;合計15120元+56000元=¥7.112萬元。)

  六、 問題與建議

  建議建立長期的橋墩沉降觀測點,看加固后是否有樁基的不均勻沉降,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
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