淺談橋墩墩柱偏位的糾偏處治

周 晉

（四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院 610041）

1 工程概況

本工程項目為遂寧至廣安高速公路，紅土地互通E匝道大橋立交內，為跨越主線及B匝道而設置，本橋共7聯：

上部結構采用現澆連續箱梁；下部結構采用柱式臺、肋板臺，橋墩采用柱式墩，墩臺采用樁基礎。本橋平面分別位于直線，R=100m、Ls=70的左偏緩和曲線及圓曲線以及R=125m、Ls=90的左偏緩和曲線及圓曲線和R=400m、Ls=184.884的右偏緩和曲線上；縱斷面位于i1=3.752%、i2=4%、R=1800m的豎曲線上；墩臺徑向布置。

2016年12月施工完畢，其中15號墩位于B匝道填方路基邊坡上，14號墩位于土路肩合流鼻內； B匝道路基中心填方高度約7～8米，邊緣填方高度14米，部分位于老路基（時間約20年），B匝道新路基基底采用碎石樁處理。16號墩位于填方路基外側。14號至15號墩跨徑22米，15至16號跨徑25米。

2017年2月發現位于填方斜坡上的15號墩出現位移；隨后發現路面開裂，裂縫起于土路肩鼻端向前延伸23米，裂縫寬約3～5毫米，已經采用瀝青封閉。

2 偏位原因分析

2.1 偏位成因分析

E匝道大橋15號橋墩是第四、五聯之間的交界墩，采用雙柱墩，第四、五聯上部構造為(24.181+25+18.9+22)+4x25現澆連續梁，橋墩位于B匝道邊坡上，由于施工時工期緊張，施工路基填方和E匝道橋梁共計不到一年時間，在新舊路基界面產生較大土壓力；在坡腳因填方造成排水不暢淤水成塘，浸泡路基坡腳，填方產生蠕動，導致橋墩受到側向土壓力，15號橋墩向E匝道大樁號方向發生了偏位，橋墩豎直度超出了規范要求，需要進行加固處置。

2.2 偏位模型分析

用空間梁單元建立墩柱抗推受力模型，根據現場實測的路面裂縫位置推斷填方邊坡滑移面并計算土推力，滑移面以下的樁土側向水平作用采用土彈簧（m法）模擬，橋墩在填土推力發生了彎曲（受拉面未見明顯受拉裂縫），將墩頂受力變形位移計算結果與現場實測數據進行比對并修正土體m值取值。經過計算可以判斷：樁基承載能力能夠承受外力作用，樁身被破壞的可能性不大，應屬于在單向推力作用下橋墩發生了偏位，樁基底部依然保持在原設計坐標。

3 處置方案

3.1 路基邊坡處置

為了避免橋墩繼續受到水平方向的土壓力，先對填方邊坡進行穩定性處理。

方案一：鋼管樁+反壓

為了防止坡體進一步變形滑移， BK0+578～BK0+609段在坡腳處設置三排鋼管樁，排距1m，間距2m，鋼管樁采用φ140mm，長度18m。再在路基外側拋石擠淤，形成穩定基礎后，施工反壓體，反壓8～10米高，寬10～15米三角帶并抵住對岸基巖。

方案二：反壓措施

BK0+578～BK0+609路段右側魚塘直接拋石擠淤，填筑砂礫墊層，分層填筑路基；為控制變形繼續發展，反壓8～10米高，寬10～15米三角帶并抵住對岸基巖。經過比較采用方案二，反壓處治完成后進一步對橋梁處治。

該處治工程具體施工順序如下：分流鼻排水及坡面防水措施按照現場商定方案執行。

1、拋石擠淤

抽干坡腳水搪中的水，拋大石擠淤重型壓路機碾壓形成硬殼，再填筑 1米的砂礫石墊層，然后分層開始反壓，至反壓設計標高。

2、反壓

反壓填筑按照路基填筑要求進行，反壓填方高度約9.5m，反壓寬根據地形漸變。

3、施工過程中保持對設定了23個觀測點，按照JTG D30-2015《公路路基設計規范》路基監測內容和項目監測，對路堤變形及橋墩涵洞的監測,發現穩定及時通知相關單位。

3.2 開挖邊坡釋放荷載

受到B匝道填方邊坡滑動的土壓力15號橋墩向大樁號方向發生偏位，為了消除橋墩受到的土壓力，在橋墩小樁號側的邊坡上進行開挖，并對開挖后的邊坡進行混凝土澆筑及采用注漿錨桿的方式對坡面進行防護，使橋墩在不再受到側向土壓力的作用時，自身發生一定量的回彈。

3.3 頂推糾偏

結合現場施工情況，針對15號墩柱豎直度超限進行糾偏處治，具體處理方案如下：

1、橋墩小樁號側填方邊坡繼續下挖6米，清理樁基表面，檢查樁基現狀，如無開裂等異常狀況，再進行下一步處理。

2、搭架并頂升15號墩兩側梁體。

3、設反力架牽拉15號橋墩墩柱糾偏復位。

4、對樁基進行包裹加強。

5、檢查支座梁體，落梁。

6、邊坡按水平臺階回填恢復。

施工組織設計

1、對15號橋墩相鄰兩聯上部梁體設置觀測點，測量標高及平面位置 。

2、封閉B匝道通行，在橋墩位置繼續下挖，采用人工開挖的方式，下挖時需要一邊下挖一邊護壁，開挖1至2米然后護壁，待護壁穩定后，再繼續下挖，盡量避免對邊坡的影響，開挖后檢查樁基是否存在裂痕，如無開裂可以進行下一步的操作。

3、搭架并頂升15號墩兩側梁體，頂升0.5梁體厘米（梁體和蓋梁脫空即可），嚴禁在15號墩蓋梁上做頂升。

4、梁體頂升后，先觀測橋墩復位情況，根據復位情況計算出所需的牽拉力，然后在14號墩方向設置反力架，對15號橋墩進行牽拉（向14號墩方向），使墩柱復位。單個墩柱所需牽拉力預計為70kN。建議分級加載，每級按10%遞增，牽拉過程中嚴格監控墩柱和蓋梁變形，若出現異常應立即停止施工。

5、橋墩復位后，對樁基進行包裹處置，采用外包混凝土15cm并植筋與原樁基進行連接的方式，檢測支座是否能夠繼續使用，將支座復位（或更換支座），并讓梁體落架。

6、邊坡回填，橋墩兩側同時按水平臺階均勻回填，并采用有效措施分層回填夯實。

7、以上工序完成后，應該對上部梁體進行測量，對橋墩豎直度及位移進行檢測，如滿足規范要求則糾偏完成。

4 結語

糾偏和加固處置的目的是使橋墩的變形控制在規范允許的范圍內，且保證處置后的橋墩仍然滿足設計承載力要求。通過對糾偏和加固后的15號橋墩進行全面檢測，其變形滿足規范要求，且未發現裂紋，樁基和墩柱都滿足設計要求，達到了預期的效果。

本工程實施的墩柱糾偏方法是可行的，對一般的橋墩樁基偏位處置具有一定的適用性，在類似的橋墩糾偏處置中可以考慮借鑒本次處置的經驗。

其實本工程的橋墩偏位原本是可以避免的，設計中應盡量避免在填方邊坡上設置橋墩，如果必須在填方邊坡上設置橋墩，應在橋墩位置處設置填方平臺，并且待填方邊坡沉降穩定之后，再施工橋墩樁基，使橋墩避免承受因填方邊坡固結過程中帶來的側向土壓力，避免橋墩發生偏位。