陡坡路段桥梁桩基设计

陡坡路段桥梁桩基设计

摘要：以广西靖西至那坡高速公路为例，从山区公路陡坡路段的工程实际情况入手，对桩顶临坡围岩厚度进行了深入探讨，提出了陡坡桥梁桩基系粱高程的确定原则和勘测、设计、施工的注意事项。

关键词：陡坡桥梁桩基

一、概述

广西靖西至那坡高速公路为山区高速，其中大部分桥梁桥位处地面横向高差大的陡坡上，使得桥梁桩基施工难得很大，这就要求设计人员在勘察设计过程中缜密勘察、认真设计，确保桥梁桩基的质量和安全。本人参与了该项目的勘察设计工作，通过大量工程实际，本人认为在勘察设计过程中应注意以下几个方面：

二、准确测量

山区公路陡坡路段多因地形陡峻、植被茂密而导致测量工作艰难，但为了设计和施工的需要，必须对陡坡路段墩台处的纵断面、横断面实施准确测量，绘制准确的纵横断面图，为工程设计和施工提供准确的第一手资料。当前科技水平日新月异，各种先进的光电测距设备、GPS全球定位系统等先进技术和设备为准确测量提供了良好的技术保障，因而在山区公路陡坡路段应全面应用这些先进技术和设备进行测量工作。

三、详细勘探

山区公路陡路段由于钻探机具难于到位，往往勘察工作不足，加之本身地质条件复杂多变，因此工程地质勘察深度和精度往往不能满足要求。针对这种情况，勘察时必须要保证足够的地质钻探量，以探明基本的地质情况，地质人员还应对桥位附近进行认真的地质调查、测绘，对桥位辅以槽坑探等手段，详细查明桥位的工程地质情况。

另外，桩基施工过程中，应详细描述记录各层地质情况，并绘制地质柱状图，若出现地质条件与设计文件不符合时，设计人员应根据实际情况对桩基进行调整。

四、桩顶临坡围岩厚度

对于基础置于较陡的岩体上时，基础前缘与坡面的安全距离（围岩厚度）现行规范没有具体的规定和要求，仅人民交通出版社出版的《公路桥涵设计手册——墩台与基础》对于这类情况作了如下规定：较完整的坚硬岩石0.25～0.50m；一般岩石（如砂岩等）0.60～1.50 m；松软岩石（如千枚岩等）1.0～2.0 m；砂类

砾石及土层1.5～2.5 m 。

确定桩顶临坡围岩厚度，有两个因素需要考虑：

1、构造安全或施工需要

从构造安全或施工需要的角度分析，桩顶临坡围岩厚度一般满足《公路桥涵设计手册———墩台与基础》的相关规定即可。

2、桩基受力需要

按《公路桥涵地基与基础设计规范》(J TJ 024－85) 的规定，钻(挖) 孔灌注摩擦桩的容许承载力：

[]()R p ΑσUl τ21P +=

； 沉桩(摩擦桩)的容许承载力： []()R i i i Αστl U 21P αα+=∑；

支承和嵌岩桩的容许承载力：

[]()a R Uh c A c P 21+=。

从以上三公式可以看出，仅支承桩和嵌岩桩的容许承载力与桩侧土的摩阻力无关，这类桩桩顶临坡围岩厚度只需满足构造安全和施工要求即可。而对于摩擦桩，通过模型试验研究和野外测定表明：当群桩基础的桩距较小,土质较坚硬时,在荷载作用下，各桩连同桩间土将作为一个整体而下沉，桩底下土层受压缩，破坏时呈“整体破坏”，即桩、土形成整体，如同实体基础那样工作，桩侧阻力的破坏面发生于桩群外围。而当桩距足够大，土质较软时，桩与土之间产生剪切变形，桩群呈“刺入破坏”，侧阻力的破坏面发生于外围桩的外侧面。从陡坡路段的地形条件可知其桩基受力特性应属上述的第二种情况。有关的试验结果表明，当群桩桩距等于或大于6d （d 为桩径），群桩中各桩桩底压力才不致重叠，因此，对于陡坡路段桩基而言，其桩顶临坡围岩厚度应不小于3d （d 为桩径） 。

五、陡坡桩基系梁高程的确定原则

为了加强桩之间的整体性，尤其对于山区公路陡坡路段桩基，有必要设置横系梁，通常为了美观的原因，往往将系梁埋置于地面之下，但对于山区公路陡坡桩基的横系梁，由于其地形陡峻的特殊条件，往往这样设置将导致大量的山体过度开挖、边坡失稳等不利情况，有必要将设置思路作一些调整。桩基系梁高程以山体上侧的桩基桩顶地面高程为系梁底面高程。系梁调整后，需接长至地面以上的桩基，必须用钢模浇筑桩身砼以确保美观。为了使系粱混凝土颜色与墩柱颜色一致，系粱的混凝土标号与墩柱混凝土标号一致。

六、其它注意事项

1、位于陡坡路段且岩石破碎，易产生浅层滑坡的半路半桥路段，应采用先路后桥的施工顺序。

2、对于表层较厚且岩石破碎易坍塌的山体，桩基施工应加强观测，发现异常情况立即处理。

3、对于按摩擦桩设计的桩基，如采用挖孔桩施工，护壁砼必须与桩身砼同标号，并用振动棒捣密实。

4、挖孔桩的废渣，不应堆集在桩基旁的山体上，应及时清除运至安全地点。

5、山体自身不稳定或稳定安全系数不能满足规范要求时，应先对山体采用锚杆等轻型支挡类的结构防护。

6、桩周土质极差时应先在桩周3d（d为桩径）范围内采用帷幕注浆等处理措施,提高桩侧岩土整体性及水平抵抗能力。

七、结束语

山区公路陡坡路段桩基问题具有普通性，但工程设计施工应充分掌握第一手资料（地形、地质、水文等），针对具体情况拿出实用可行的处理方案，本文提出的一些基本思路可供同行参考。