橋下空間利用技術

鄭 海 張志卻

隨著我省社會經濟和交通運輸事業的快速發展，公路高架大范圍的發展，對橋下利用是個新課題，本文對橋下空間利用可能出現的問題進行簡單論述。

1 工程背景

某高架橋中心樁號為K37+337.0，孔徑:

42-20+13+23-20+12+4-20+12+23-20+13.5+4-20+ 13.5+32-20+12+12-20+12+11-20+14+5-20+13+3-20+ 13+1-20。除跨越道路外，交角均為 90°，橋長 3 328.5m。

橋梁上部第 67，72，96，101，134，147，165，169孔均為先張預應力混凝土簡支空心板，其余均為先簡支后結構連續先張預應力混凝土空心板。下部第 1號～163號墩采用了預應力混凝土蓋梁，第 164號 ～169號墩采用了鋼筋混凝土蓋梁。

上部結構:先簡支后結構連續先張預應力混凝土空心板、先張預應力混凝土簡支空心板;下部結構:柱式墩臺，鉆孔灌注樁基礎。

2 對橋梁下部結構進行計算

主要計算樁基在負摩阻力修正情況的承載力情況。

通過計算，下部樁基在考慮負摩阻力修正的情況下，大部分樁基都未能滿足承載力要求。

3 邊坡穩定計算

現根據橋下利用情況，模擬堆載寬度按 30m路基形式考慮，計算堆載后邊坡穩定性。計算簡圖見圖1。

滑動圓心=(1.000，2.840)m;滑動半徑=5.000m;滑動安全系數=3.372;總的下滑力=2.302 kN;總的抗滑力=243.782 kN;土體部分下滑力=72.302 kN;土體部分抗滑力=243.782 kN。

4 橋下空間開發利用可能存在的問題

高架橋下空間利用，勢必有大面積堆載或新填土現象，由于橋區屬濱海泄湖相淤積平原，上部地層以淤泥質土為主，工程地質條件差，往往會導致以下兩種比較突出的情況:

1)造成相鄰墩臺不均勻沉降。

軟土層厚度大，層厚均大于 20m以上，堆載使樁周土體大量下沉或土層因孔隙水壓力消散而重新固結導致地面下沉，樁側土沉降大于樁的沉降，產生負摩阻力。

樁負摩阻力，就是樁身穿越軟弱土層，支承在較堅硬土層上，當軟弱土層因堆載壓縮發生地面沉降時，樁周圍土體相對樁身產生向下位移，這樣使樁身承受向下作用的摩擦力，軟弱土層的土體通過作用在樁側的向下的摩擦力而懸掛在樁身上，這部分作用于樁身的向下摩擦力，稱其為負摩阻力。

樁負摩阻力相當于在樁頂施加荷載以外，又附加了一部分分布于樁側壁上的面荷載，它可能在上部結構使用期間產生，如果在樁基礎設計時未考慮或未能充分合理地考慮到這種情況，對于端承樁，就有可能造成樁身或樁端地基破壞;對于摩擦樁，上部結構就會加大沉降或產生不均勻沉降。

通過對高架各種類型的下部結構支反力計算，在考慮了負摩阻力后，單樁承載力均有不足現象，這樣場地硬化或堆載容易產生墩臺沉降，建議增設立柱的沉降觀測點，做好防范工作，避免橋墩出現不正常的沉降，造成不可修復的損失。

2)造成樁基礎側向變形，甚至破壞。

大面積堆載對鄰近樁基的影響是一個復雜的樁土共同作用的問題，地面堆載引起地基土側向變形而擠壓樁基，使樁撓曲、水平移動，甚至斷裂。臨近地面堆載的樁承受的側向土壓力與軟土地基的含水量、堆載的距離以及地基穩定安全度的大小有關。寧波軟土含水量越大，橋下堆載的距離與樁基越近，地基的穩定安全度越低，樁所承受的側壓力就越大。其中地基的穩定安全度是主要因素，當穩定安全度小到地基產生滑動時，軟土作用在樁側的土壓力可以達到該軟土的不固結、不排水抗剪強度指標，土體的側向位移量可以大到足夠使樁斷裂，從而使上部結構面臨破壞的危險。由于下部側向位移，會出現以下兩種危害:

a.若前后跨發生等量或等比位移，會造成橋梁在某伸縮縫處錯開，梁端擠靠、破損現象;

b.若前后跨發生不等量位移，造成上部梁體扭曲，擋塊破損，嚴重的導致樁基剪斷。

5 技術建議

通過對高架各種類型的下部結構支反力計算，在考慮了負摩阻力后，單樁承載力均有不足現象，并根據橋下堆載路基邊坡穩定計算結果分析，對橋下利用提出以下建議:

1)在開發利用過程中，對堆載距離和高度進行有效控制，同時建議對樁柱增設水平位移觀測點。2)該區域的地質條件差，軟土的不固結、不排水抗剪強度指標低，表層硬化后，一次性堆載強度不宜超過 3 t/m2。3)沿線暗埋的塘、浜、溝、坑穴等的不良地質較多，對今后橋下堆載的穩定性都有一定的影響，可采用局部挖除、換填處理。4)在堆載沙石等其他類似材料時，應控制堆載總高度，同時進行分層分期慢慢堆載，每次堆載高度不宜超過1.5m，切忌一次性堆放。5)堆載時，應考慮整體沉降的影響。6)在堆載物的5m范圍內，不得有其他淺基礎圍墻等構筑物，避免在堆載后產生傾斜或破壞，影響過往行人的安全。

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