公路旧桥加固2

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1、公路旧桥加固公路旧桥加固 2 2 墩台基础加固方法墩台基础加固方法 2 1 扩大基础加固法 2 2 增补桩基加固法 2 2 高压旋喷注浆加固法 2 4 顶推法调整拱桥拱脚水平位移 加固法 被严重冲刷的基础 2 1 2 1 扩大基础加固法扩大基础加固法 2 1 1 特点及适用条件 桥梁基础扩大底面积的加固方法 称为扩大基础加 固法 此法适应于基础承载力不足或埋置太浅 而墩台 又是砖石或混凝土刚性实体时的情况 当构造物基础具有较大的不均匀沉降 并且地基土 质比较坚实时 可以采用扩大基础法进行加固 在刚性实体式基础周围加石砌圬工或混凝土 以扩 大基础的承载面积 如图2 1所示 P78 2 1 2 附

2、加影响 需要对基础所在位置进行开挖 开挖需要采取得 力措施 确保墩台基础的稳定 2 1 2 力学特点 新老基础结合在一起 共同受力 2 1 4 设计计算 扩大基础底面积应由地基强度验算确定 在计算时 根据 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG 062 2007 规定 经过多年压实未受破坏的旧地基 其地基 承载力按原有承载力的1 5倍进行计算 在扩大基础面积 后 应能使墩台基底的单位压力减小到地基所能承受的 允许应力范围之内 当地基强度满足要求 而缺陷仅仅表现为不均匀沉 降变形过大时 采用扩大基础底面积的加固 主要由地 基变形计算来加以选定 2 1 5 施工工序 墩台扩大基础加固的施工顺序如下 1

3、 在加宽的范围内打板桩围堰 如墩台基础土壤不 好时 应作必要的加固 2 对围堰内土壤 挖至必要的深度 注意墩台的安 全 2 在堰内把水抽干 4 按设计要求 在原墩台侧面凿孔并置入锚固钢 筋 5 立模 浇筑混凝土并养护至设计强度 2 1 6 构造要求 扩大墩台基础加固主要注意新老基础应结合牢固 以 防止发生裂缝 并且能使加固后的扩大基础与原结构共同 受力 其具体措施如下 1 将旧墩基础混凝土侧面凿毛 然后再注入新加部 分的混凝土 2 若原墩台身为浆砌片石砌体 则可将原墩身对应 于新加部分的一面拆除表层的一部分石块 然后再砌新砌 体 使新旧砌体犬牙交错 互相咬合 2 有条件可制作一个强劲的钢筋混凝

4、土箍把新旧两 部分统一箍紧 在其新旧结合处附近局部加设加强钢筋 以保证该处不会产生缝裂 2 1 6 构造要求 续 4 对于拱桥 可在桥台两侧加设钢筋混凝土实体耳 墙 并将耳墙与原桥台用钢销联结起来 从而达到增大 桥台基础面积 提高桥台承载力的目的 加固后耳墙与 原桥台联结在一起 因此 既增加了竖向承压面积 又 由于耳墙的自重而增加了抗水平推力的摩阻力 见图2 2所示 P79 2 1 6 构造要求 续 当拱桥拱脚有一定的填土时 可在台前加建新的扩大 基础 并将改建为变截面的拱肋支承到新基础上 新老基 础之间用钢销进行联结 有条件时在台前新基础下设法增 加短桩 以提高承载力 如图2 2所示 P80

5、 2 1 7 质量控制与加固工程质量检验评定方法 1 1 工序质量控制 工序质量控制 严格按照施工工序及构造措施要求施工 加固施工的 质量控制按 公路桥梁加固施工技术规范 JTG T J22 2008 要求进行 重点控制旧基础混凝土凿毛和新旧混凝 土结合的施工 2 2 加固工程质量检验评定方法 加固工程质量检验评定方法 基本要求 所用材料的种类 型号 规格 数量和质量应符合有 关规范及设计要求 按设计要求的程序进行施工 实测项目 实测项目参照 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 2 2004 相关规定进行检验评定 2 1 8 评述 扩大基础加固法 施工比较简单 缺点是它必须使 新老基础连

6、成一体共同承受上部荷载 故其加固费用较 高 而且加固效果也不易控制 扩大基础加固法示例 扩大基础加固法示例 2 2 2 2 增补桩基加固法增补桩基加固法 2 2 1 2 2 1 特点及适用条件特点及适用条件 当地基承载力不够 为提高地基承载力 在桩式基础 的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩 扩大原承台 并将承台与桩顶连接在一起 以此提高基础承载力 增加 基础稳定性 这种方法叫增补桩基加固法 见图2 4 P81 这种加固方法的优点是不需要抽水筑坝等水下施工作 业 且加固效果显著 其缺点是需搭设桩架和开凿桥面 对桥头原有架空线路及陆上 水上交通均有一定影响 增补桩基的加固方法适用于以下情形 增

7、补桩基的加固方法适用于以下情形 1 当桥梁采用桩基础改造拓宽方法 通过增加桩的数 量 扩大承台面积 提高基础承载力 2 桥梁墩台基底下有软弱层 墩台发生沉陷 而桩的 深度不足 2 由于风蚀 水蚀或冲刷等原因使桩基外露或发生倾 斜时 2 2 2 附加影响 1 增加的桩基会引起河床过水断面面积的减少 从 而使水流速度加大 这将会加剧对原有桩基的冲刷 2 通航净跨由于增加桩基而缩小 2 在桩间加桩时 较小的桩基中距 对桩基的承载 力有一定影响 4 基础的整体性由于新旧桩基及承台的联结将有所 降低 2 2 2 力学特点 桥梁荷载通过桩基础传递给地基 垂直荷载一般将由 桩底土层抵抗力和桩侧与土产生的摩阻

8、力来支承 水平荷 载一般由桩和桩侧土的水平抗力来支承 增补桩基加固中 常采用摩擦桩和柱桩两种桩基形式 摩擦桩主要依靠桩侧土的摩阻力支承垂直荷载 桩底 土层抵抗力也支承部分垂直荷载 摩擦桩在设计范围内总 是桩周摩阻力首先发挥作用 而这时桩尖阻力仅占很小一 部分 柱桩一般专指桩底直接支承在基岩上的桩 桩的沉降 微小 桩侧摩阻力可忽略不计 全部垂直荷载由桩底岩层 抵抗力承受 2 2 4 设计计算 1 1 单桩容许承载力的确定 单桩容许承载力的确定 采用增补桩基加固法加固旧桥 上部荷载和扩大的承 台 或盖梁 自重将有相当一部分由补桩传递到持力层 使原本承载力不足的基础能够满足要求 正确地确定单桩 的容

9、许承载力非常重要 这也是合理确定补桩数量和补桩 长度必要的依据 单桩容许承载力的确定已经有比较成熟的计算公式 可以直接采用 对于摩擦桩单桩轴向容许承载力的确定可 采用下式计算 P82 2 1 打入桩单桩轴向容许承载力的计算式为 2 4 2 2 桩的沉降计算 桩的沉降计算 在竖直荷载N作用下 桩顶的沉降S由三部分组成 即桩身混凝土的压缩 桩底岩土的变形和沉渣的压缩组 成 即 2 5 2 2 群桩的承载力 群桩的承载力 在计算时 可把单桩承载力折算成群桩的承载力 用Converse Labarre公式作近似计算 4 4 加桩沉降控制 加桩沉降控制 不同桩型下的沉降计算荷载分配 两种以上的桩型 如图

10、2 5所示P85 由于单桩承担的 荷载与该桩的材料性能 桩身的规格尺寸及桩的入土情 况等因素有关 这些因素综合反映在单桩设计承载力上 按单桩设计承载力来分配沉降计算荷载是较合理的 群桩沉降量的计算 按简单叠加法原理即可计算群桩在各自计算荷载作 用下引起的作用于土层上的竖向附加应力 2 2 5 构造要求 1 1 桩的构造 布置和中距 桩的构造 布置和中距 钻孔桩设计直径 钻头直径 不宜小于80cm 混凝土强度等级 对于钻孔桩不低于C15 水下混凝 土不应低于C20 对于打入桩不低于C25 钢筋混凝土沉桩的桩身配筋应按通长配筋 桩的两端 或接桩区箍筋或螺旋筋的间距需加密 加桩与原桩可采用对称布置

11、采用摩擦桩时 钻孔灌注桩中距不得小于成孔直径的 2 5倍 打入桩在桩尖处的中距不得小于桩径的2 4倍 采用柱桩时 桩基中距不宜小于桩径 或边长 的 2 0 2 5倍 满足边桩外侧与承台边缘的距离要求 2 2 混凝土承台的新旧连接 混凝土承台的新旧连接 加桩时 可以扩大原来承台尺寸或在原有承台上再加 一层新承台 把上部传来的荷载通过新承台传递到新桩 为使上部荷载由墩身很好地传递给新建承台 可在新 建承台与既有承台接触范围内 将原承台凿成锯齿状剪力 键 设置钎钉 见图2 6所示 P88 也可采用植筋法连接新老承台 使新旧混凝土形成有 机整体 以达到扩大原承台尺寸的目的 2 2 6 质量控制与加固工

12、程质量检验评定方法 2 2 6 1 2 2 6 1 工序质量控制工序质量控制 严格按照施工工序及构造措施要求来保证施工质量 加固施工的质量控制按 公路桥梁加固施工技术规范 JTG T J22 2008 要求进行 重点控制桩基础和承台的施 工 2 2 6 2 2 2 6 2 加固工程质量检验评定方法加固工程质量检验评定方法 1 基本要求 所用材料的种类 型号 规格 数量和质量应符合有 关规范及设计要求 按设计要求的程序进行施工 2 实测项目 实测项目参照 公路工程质量检验评定标准 JTG F80 2 2004 相关规定进行检验评定 2 2 7 评述 采用增补桩基加固法提高基础承载力及增加基础稳定

13、 性是比较可靠的方法 但在施工过程中 往往涉及到水中 施工 使得桩基础 新旧承台连接施工难度加大 施工期 交通需部分中断 增补桩基加固示例 1 增补桩基加固示例 2 增补桩基加固示例 2 桩基加固示例 2 2 2 2 高压旋喷注浆加固法高压旋喷注浆加固法 2 2 1 2 2 1 特点及适用条件特点及适用条件 高压旋喷注浆 就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管 钻入土层的预定位置 旋转并以一定的速度提升 同时将 浆液或水以高压的形式从喷嘴里射出 冲击破坏土体 高 压流切割并搅碎土层 使其成颗粒状分散 一部分被浆液 和水带出钻孔 另一部分则与浆液搅拌混合 随着浆液的 凝固 组成具有一定强度和抗渗能力的

14、固结体 从而对地 基进行加固的一种加固方法 旋喷注浆法加固墩台基础的情况见图2 7所示 P89 旋喷注浆加固法的特点如下 旋喷注浆加固法的特点如下 1 使用范围较广 2 施工简便 2 浆液集中 4 固结体形状可控制 5 确保固结体强度 6 有较好的耐久性 7 使用材料来源广 价格低廉 8 设备简单 管理方便 9 生产安全 10 无公害 2 2 2 附加影响 旋喷注浆过程中对土体产生扰动 对既有基础的沉降 有一定的影响 2 2 2 材料要求 旋喷注浆加固使用的浆液应是真溶液而不是悬浊液 浆液年度低 流动性好 能进入细小裂缝 浆液凝胶时间 可以在一定范围内随意调节 浆液的稳定性好 对环境无 污染

15、材料来源丰富 价格低廉 配制方便 操作容易 浆液应具备以下特征 浆液应具备以下特征 1 有良好的可喷性 施工中水灰比一般采用1 1 2 1就能保证较好的喷射 效果 2 有足够的稳定性 浆液的稳定性可用浆液的析水率来评定 2 2 2 材料要求 续 2 气泡少 不能用起泡剂 必须用非加气型外加剂 4 调剂浆液的胶凝时间可调 5 有良好的力学性能 要求具有一定的力学强度 6 浆液不污染环境 无毒 无臭 7 结石率高 固化后的固结体有一定的粘结性 能牢固地与岩石 砂粒 粘土等粘结 2 2 4 力学特点 1 固结体和原土层共同受力 2 固结体的形变模量较土层大很多倍 2 固结体和土体的受力在时间上不同步

16、 一般是土体 已达到或接近其极限强度后 固结体才进入工作状态 2 2 5 设计计算 旧桥墩台基础用旋喷法加固的设计计算按下述方法进 行 1 1 加固危及正常使用的墩台基础设计计算 加固危及正常使用的墩台基础设计计算 加固前墩台基础承载能力的估算 加固前进行调查分析 根据病害发生 发展程度 推 算现有地基的承载能力 用地质钻探的方法确定基岩或硬层的深度 决定旋喷 固结体的性质 在现场选取各层土样 按加固需要和现场可能达到的 水泥 水 土之比进行配方试验 决定固结体的材料强 度 计算加固所必须的固结体的总面积A桩 P92 2 22 1 1 加固危及正常使用的墩台基础设计计算 续 加固危及正常使用的墩台基础设计计算 续 加固总面积桩求得以后 可用试桩或经验公式法确 定旋喷固结体的有效直径D 从而计算出旋喷桩根数 进行孔位布置 2 2 加固未发生病害而为提高荷载等级的墩台基础的 加固未发生病害而为提高荷载等级的墩台基础的 设计计算设计计算 对原有墩台基础的承载力估算 定出桥梁将来使用时所需支承的最大荷重 标出现在加固前地基所承受的荷重 假定加固后结构新增加的荷重由全部固结体所承受 加强所需桩柱