江邊肖1號橋9＃橋墩加固方案
一、 工程簡介
1. 江邊肖1號橋總體設(shè)計(jì)
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(jì)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(jì)規(guī)范采用交通部《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ021-89）、《公路鋼筋砼及預(yù)應(yīng)力砼橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ022-85）、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ024-85）。
橋梁設(shè)計(jì)荷載采用汽車－超20，驗(yàn)算荷載為掛車－120；計(jì)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(jī)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(qiáng)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(jì)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(bào)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(yàn)算
1. 根據(jù)檢測報(bào)告實(shí)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(yàn)算。（如有不均勻沉降）
2. 根據(jù)檢測報(bào)告實(shí)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(yàn)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(yàn)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(jì)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(jì)法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)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(jì)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(diǎn)：對老樁的影響小，對橋梁使用的干擾??；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(shí)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)境影響小；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(bǔ)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(jì)強(qiáng)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(jì)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(jī)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(fèi)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(diǎn)，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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