福增大橋橋臺臺后軟弱土層病害處理

盧清景

（漳平市交通運輸局，龍巖 364400）

0 引言

道路在跨越江河湖水系時，需要修建橋梁。在路堤與橋梁的連接段， 如果橋臺臺后存在較大厚度的軟弱土層時，將對鄰近橋臺樁基及上部結構產生影響，主要體現在三個方面：（1）橋臺路基填土引起軟弱土層側向變形擠壓樁身，使樁撓曲甚至斷裂；（2）橋臺路基填土引起的地基土固結，造成不均勻沉降；（3）引起橋臺前移，過大的橋臺前移將造成支座、伸縮裝置、背墻或梁局部受壓變形甚至破壞[1]。

本文以實際工程為例， 針對橋臺臺后存在較厚軟弱土層的現象，提出切實可行的工程處理措施。 而且，經過實踐檢驗，該措施取得良好的效果。

1 工程概況

龍巖市漳平X671 城關至桂林黃祠公路起于漳平市菁城街道實驗中學門口，道路橫跨九龍江，平面交叉原省道S203，終于桂林黃祠村，道路全長約10500m。 其中，福增大橋（兼顧市政功能）橋寬28m，六車道，全長278m。

福增大橋8 號橋臺施工開挖進行臺后填土， 現場橋臺承臺以下4.5m 厚粉質粘土層泌水嚴重，原臺后地面耕植土及其下粉質粘土含水量高。 施工時，在163m 標高出現大量地表水，場地變成泥地。

2 工程地質條件

根據現場實際挖探，8 號橋臺臺后地質由上往下分別為4.5m 雜填土層、4.5m 粉質粘土層、0.5m 土夾碎石層、土狀強風化泥質砂巖和中風化泥質砂巖。具體各層地質情況詳見表1 及圖1。

圖1 8 號橋臺地質剖面圖

表1 巖土參數建議值

3 計算分析

滑坡穩定及臺后群樁驗算[2]：利用理正巖土計算6.0，對8 號橋臺臺后填土整體穩定性進行驗算。經計算，最不利狀況下，采用瑞典條分法，總的下滑力= 773.833kN，總的抗滑力= 853.969kN，臺后填土整體穩定系數為1.104，稍大于規范要求的系數1.1。計算的圓弧滑動面位置如下

圖2 活動面位置剖面圖

利用橋梁博士軟件， 對8 號橋臺群樁受力進行驗算[3-4]，如圖3 所示。

圖3 橋梁博士軟件計算界面

經驗算，實配24D25 鋼筋橋臺樁基強度滿足要求，裂縫寬度為0.196mm，小于規范要求的0.2mm。

為加強橋臺臺后填土的整體穩定性安全， 同時減小橋臺樁群樁基受臺后土壓力產生的剪力作用[5-6]，在臺后破裂面位置增設一道橫向的扶壁式擋土墻， 減少土壓力對橋臺的影響，從而提高橋臺的安全性。

扶壁式擋土墻主要特點是墻身斷面較小， 自身質量輕，可以較好地發揮材料的強度性能，能適應承載力較低的地基。一般在較高的填方路段用來穩定路堤。踵板上的土體重力可有效地抵抗傾覆和滑移， 可有效地防止填方邊坡的滑動。

4 病害處理措施

根據現場踏勘情況及計算分析， 同時進行地質拉槽挖探，本文提出病害處理措施如下：

（1）臺后回填深度進行加深處理，處理至粉質粘土下、0.5m 厚土夾卵石層上，材料采用砂夾碎石（砂∶碎石=4∶6），提高滑動面材料力學參數。

（2）清除路基范圍內所有雜填土，挖出的雜填土視情況作為綠化用土。

（3）現場開挖后，雜填土層、粉質粘土層較厚，土狀強風化層埋深5～8m。 粉質粘土層容許承載力為150kPa，泡水后承載力下降，若采用一般重力式擋墻，則承載力達不到設計要求；如開挖至土狀強風化層，則加高重力式擋土墻，基礎承載力隨墻高增加而增加，也對橋臺樁基產生更大的側向擠壓。同時，墻身材料數量增加較快，造價較高。所以采用帶鋼筋混凝土擴展基礎的懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻，減少對地基承載力要求和橋臺樁基的影響，持力層設置為粉質粘土層，可降低3～4m 墻高。

（4）原場地滲水判斷為臨近山體地下水下滲引起，設置盲溝進行排水，加強橋臺臺后路基排水，避免后期橋頭路基出現不均勻沉降。 同時要求路基填筑需待場地水排干、粉質粘土層晾曬風干后進行。

圖4 橋臺臺后處理橫斷面圖

圖5 盲溝平面布置圖

5 結論

常用的減小軟基橋臺側移措施，主要有排水砂樁法、塑料板排水、減輕荷載法（低填土、溜坡方式、箱形橋臺）、基礎體阻力法（增加樁根數、墩臺之間設置支撐）。

本文針對橋臺臺后較厚的軟弱土層， 有針對性地提出兩種處理措施。第一種是進行快速有效排水。在軟弱土層與硬土層分界處，設置盲溝進行排水；臺后換填砂夾碎石（砂∶碎石=4∶6）至承臺以下。 通過加強橋臺臺后路基排水，避免后期橋頭路基不均勻沉降。第二種措施是在臺后破裂面位置增設一道扶壁式擋土墻橫向的擋土墻， 減少土壓力對橋臺的影響，從而提高橋臺的安全性。

福增大橋已于2015 年通車，目前經過處理的8 號橋臺幾乎沒有出現不均勻沉降，且橋臺無任何側向位移。

綜上所述，將排水與扶壁式擋土墻兩者結合，對橋臺臺后軟弱土的病害處理，有很好的成效，可為其他碰到類似地質情況的工程提供有效的思路和方法。