第三節(jié)橋梁下部結構加固改造演示文稿

第三節(jié)橋梁下部結構加固改造演示文稿當前1頁，總共41頁。（優(yōu)選）第三節(jié)橋梁下部結構加固改造當前2頁，總共41頁。一、加固前提橋梁下部構造的承載能力及能否正常使用，不僅與墩臺本身的完好程度有關，而且往往涉及到基底土質與水文等諸多因素。在針對具體的橋梁下部構造實施加固改造前，首先應在對現(xiàn)場檢測資料分析與判斷的基礎上，確定下部構造是否具有加固改造的價值，然后從加固技術和施工工藝上分析能否實現(xiàn)加固改造目的。只有在具備加固改造價值，同時又能實施加固改造施工的下部構造，才能認為具有加固改造的前提。否則，根據(jù)墩臺與基礎在整個橋梁結構中的重要性，無論是從技術與安全上，還是經濟上，都應考慮拆除橋梁，重建新橋方案。當前3頁，總共41頁。二、應注意的問題加固時應注意墩、臺與基礎的開裂、移動或轉動。若發(fā)現(xiàn)應仔細分析其產生原因及影響。對于跨河橋梁，應檢查基礎的沖刷或淘刷或河床的加深，并分析其對橋梁穩(wěn)定性的可能影響，同時要考慮基礎的埋置深度是否滿足要求。對于橋梁，應考慮久經壓實的橋梁地基土允許承載力的提高，以及樁底和周邊土支承力及摩擦力的提高系數(shù)。應分別對墩、臺及基礎各部位進行強度、穩(wěn)定性及裂縫寬度驗算，并同時將已發(fā)現(xiàn)的病害考慮進去，然后評定其使用功能及承載力。當前4頁，總共41頁。四、加固方法公路橋梁下部結構常用的加固方法如表9-2，具體內容見隨后各節(jié)。當前5頁，總共41頁。①基礎加固對策②橋墩加固技術③橋臺加固技術擴大基礎加固對策鋼筋混凝土套箍加固對策臺后加孔減載加固對策增補樁基加固對策水泥灌漿加固對策臺后增設拉桿、撐墻或擋土墻加固對策水泥灌漿加固對策化學灌漿加固對策鋼筋混凝土套箍加固對策加樁（柱）加固對策鋼筋混凝土圍帶或鋼箍加固對策當前6頁，總共41頁。第二節(jié)擴大基礎加固方法擴大基礎加固對策，即橋梁基礎擴大底面積的加固方對策。此對策適用于基礎承載力不足，或基礎埋置太淺而墩臺又是圬工實體式基礎的情況。擴大基礎底面積應由地基強度驗算確定。當?shù)鼗鶑姸葷M足要求而病害僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過大時，采用擴大基礎底面積的大小，主要根據(jù)地基變形計算來加以選定。在剛性實體式基礎周圍加石砌圬工或混凝土，以擴大基礎的承載面積，如圖9-1所示。當前7頁，總共41頁。當前8頁，總共41頁。擴大基礎加固時可按下列程序進行：1）在必須加寬的范圍內打板樁圍堰，若墩臺基礎土壤不好時，應作必要加固；2）挖出堰內土壤，直挖至必要的深度(注意開挖時墩臺的安全)。3）在堰內把水抽干后，鋪砌石塊(漿砌)，或作混凝土基礎。當前9頁，總共41頁。4）按照設計要求，在原墩臺側面鉆孔井置入錨固鋼筋，以使新老結構更好聯(lián)結。5）立模，澆筑混凝土并養(yǎng)生至設計強度新老基礎要注意結合牢固。當前10頁，總共41頁。對于拱橋，可在橋臺兩側加設鋼筋混凝土實體耳墻，并將耳墻與原橋臺用鋼銷聯(lián)結起來，從而達到增大橋臺基礎面積，提高橋臺承載力的目的。加固后耳墻與原橋臺聯(lián)結在一起，因此，既增加了豎向承壓面積，又由于耳墻的自重而增加了抗水平推力的摩阻力，如圖9-2所示。當拱橋拱腳前有一定的填土時，可在臺前加建新的擴大基礎，并將改建為變截面的拱肋支承到新基礎上。新老基礎之間用鋼銷進行聯(lián)結，有條件時在臺前新基礎下設法增加短樁，以提高承載力，如圖9-3所示。當前11頁，總共41頁。當前12頁，總共41頁。第三節(jié)樁基礎加固方法在樁式基礎的周圍補加鉆孔樁或打入預制樁或靜壓加樁，并擴大原承臺，以此提高基礎承載力、增加基礎穩(wěn)定性。如圖9-4所示。當前13頁，總共41頁。當前14頁，總共41頁。對樁或基礎可增設基礎（鉆孔樁或打人樁），擴大原承臺，使墩臺部分荷載傳至新樁基。當前15頁，總共41頁。對單排架樁式橋墩采用打樁（或灌注樁）加固，若原有樁距較大（4～5倍樁徑），可在樁間插樁。若原有樁距較小且通航凈跨允許縮小時，可在原排架兩側增加樁數(shù)，成為三排式的墩樁。當在樁間加樁時，需鑿除原蓋梁并澆筑新蓋梁，將新舊樁頂連結成一體。此時，要注意驗算蓋梁在加樁頂部能否承受與原來方向相反的彎距，如不能承受，則必須加固原有蓋梁或重新澆筑蓋梁。加固原有蓋梁時，可在蓋梁頂部增設鋼筋。當前16頁，總共41頁。當橋臺垂直承載力不足時，一般可在臺前增加一排樁并澆筑蓋梁，以分擔上部結構傳來的壓力。打樁(或鉆孔灌注)時可利用原有橋面做腳手架，在橋面上開洞插樁。增澆的蓋梁可單獨受力，也可與舊樁聯(lián)系起來，使新舊蓋梁、新樁與舊樁共同受力。當前17頁，總共41頁。對拱橋橋墩的加樁，由于受橋下凈空影響也可采用靜壓加樁方法進行加固。當前18頁，總共41頁。對于多跨拱橋，為預防因其中某一跨遭到破壞使整體失去平衡而引起其他拱跨的連鎖破壞，可根據(jù)情況，對每隔若干拱跨中的一個支墩采取加固措施。其方法是在支墩兩側加斜向支撐；或加大該墩截面，使得一跨遭到破壞時，只影響若干拱跨而不致全部毀壞。當前19頁，總共41頁。增補樁基加固墩臺基礎的優(yōu)點是不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè)，且加固效果顯著。缺點是需搭設打樁架(或鉆孔架)和開鑿橋面，對橋頭原有架空線路及陸上、水上交通均有一定的影響。當前20頁，總共41頁。第四節(jié)人工地基加固方法當基礎下面的天然地基松軟，不能承受很大荷載，或上層土壤雖好，但深層土質不良引起基礎沉降過大時，可對人工地基進行加固，以改善提高基礎的承載能力。人工地基加固方法很多，最常用的有兩種：當前21頁，總共41頁。1）砂樁加固（物理方法）。當軟弱地基層較厚時，可用砂樁法改善地基的承載能力。施工時，將鋼管或木樁打入基礎周圍的軟弱土層中，然后將樁或管撥出，在形成的洞內灌入干燥的粗砂、礫砂，然后搗實，形成砂樁，達到提高地基土的密實度。在含水飽和的砂土或粘砂土中，由于易坍孔，灌砂困難，可采用砂漿袋套管法與振沖法來加固地基。

2）注漿加固（化學方法），這也是本節(jié)的主要內容。.當前22頁，總共41頁。一、加固方法在墩臺基礎之下，于墩臺中心直向或斜向鉆孔或打入管樁，通過孔眼及管孔，用一定壓力把各種漿液（加固劑）灌入土層中，通過漿液凝固，把原來松散的土固結為有一定強度和防滲性能的整體，或把巖石裂縫堵塞起來，從而達到加固地基、提高地基承載力。注漿加固的作用按加固情況的不同主要有：當前23頁，總共41頁。1）填充圬工砌體里面的空隙，使其形成整體，從而提高砌體的強度；2）填充土壤或巖石的空洞和裂縫，若空洞大，應使用水泥砂漿；若為裂縫，應使用水泥漿，從而堵塞土壤或巖石的滲流孔道，提高其承壓能力，減少滲流沖刷可能性；3）填充砂子和礫石的孔隙，提高其承壓能力；4）擠密較軟弱的土層，形成復合地基，使地基承載能力得到提高。當前24頁，總共41頁。注漿法根據(jù)注漿壓力的不同，可分為靜壓注漿和高壓噴射注漿兩大類，即：當前25頁，總共41頁。二、材料要求注漿加固時各種漿液材料的選擇要求是：1）漿液應是真溶液而不是懸濁液，漿液粘度低，流動性好，能進入細小裂縫；2）漿液凝膠時間可在大范圍內隨意調節(jié)，易準確控制，漿液凝膠可在瞬間完成；3）漿液的穩(wěn)定性好，在常溫常壓下，長期存放不改變性質，不發(fā)生任何化學反應；4）漿液無毒無臭，對環(huán)境不污染，對人體無害，屬非易爆物品；當前26頁，總共41頁。5）漿液對注漿設備、管路、混凝土結構物、橡膠制品無腐蝕性，并容易清洗；6）漿液固化時無收縮現(xiàn)象，固化后與巖石、混凝土等有一定粘接性；7）漿液結石體有一定抗壓和抗拉強度，不龜裂，抗?jié)B性能和防沖刷性能好；8）結石體耐老化性能好，能長期耐酸、堿、鹽、生物細菌等腐蝕且不受溫、濕度影響；9）材料來源豐富，價格低廉；漿液配制方便，操作容易。當前27頁，總共41頁。加固墩臺基礎，所采用的方法和注漿材料一般因地質情況不同而異。靜壓注漿和高壓噴射時不同漿液材料的地質適用范圍如表9-3所示注漿法適用土質范圍表9-3當前28頁，總共41頁。類

別注漿材料卵石碎石粗

粒

組細粒組礫

石砂

粒粉粒粘粒粗中細粗中細靜壓注漿無機類單液水泥漿√√√√√粘土水泥漿√√√√√水玻璃水泥漿√√√√√水玻璃水泥漿-氯化鈣√√√√√√水玻璃類√√√√√√√當前29頁，總共41頁。有機類鉻木素類√√√√√√√√丙烯酰胺類√√√√√√√√脲醛樹脂類√√√√√√√糖醛樹脂類√√√√√√√√聚氨脂類√√√√√√√√高壓旋噴純水泥漿√√√√√√√√噴射定噴純水泥漿√√√√√√√當前30頁，總共41頁。第五節(jié)旋噴注漿加固技術旋噴注漿加固法是一項正在發(fā)展中的地基加固技術，應用時間并不長，但由于用途廣泛，加固地基的質量可靠而且效果好，故目前已逐漸成為我國常用的地基處理方法之一。該法除了在鐵路、礦山、水電、市政工程、工業(yè)與民用建筑和國防等部門的地基加固工程中發(fā)揮了卓有成效的作用外，在公路工程、特別是橋梁基礎加固工程中，得到了一定的實踐應用，獲得了顯著的經濟技術效果。當前31頁，總共41頁。旋噴注漿加固法是利用地質鉆機，將旋噴注漿管置于預計的地基加固深度，借助注漿管的旋轉和提升運動，用一定的壓力從噴嘴中噴射液流，沖擊土體，把土和漿液攪拌成混合體，隨后凝聚固結，形成一種新的有一定強度的人工地基，如圖9-5所示。當前32頁，總共41頁。當前33頁，總共41頁。一、工藝類型旋噴注漿加固法工藝類型有單管旋噴注漿法、二重管旋噴注漿法和三重管旋噴注漿法，詳見表9-6。當前34頁，總共41頁。當前35頁，總共41頁。二、設計要點旋噴注漿加固橋梁墩臺基礎時，與其他加固對策情況相同，原有橋梁的全部重量都是已壓在原有地基上的。地基是在承受著構筑物已有全部重量的情況下進行加固施工的。因此，若被加固的橋梁構筑物沒有受到新的荷載作用，旋噴固結體最初是幾乎不受力的。只是由于時間的推移，原有地層的恒壓力的作用下，土體產生徐變或滑移，使原土體承受的部分壓力轉移到剛性較大的旋噴固結體上。但這種轉移是不大的。因此，只有構筑物新增加荷載時，才為旋噴固結體所承受。用旋噴注漿法加固后的地基，具有下列特點：固結體原土層共同受力；固結體的形變模量較土層大很多倍；固結體和土體的受力在時間上不同步，一般是土體已達到或接近其極限強度以后，固結體才進入工作狀態(tài)。綜合起來，旋噴注漿加固的設計要點有三點：

當前36頁，總共41頁。1）對加固前墩臺基礎的承載能力進行估算。墩臺基礎加固，大體上可分為兩種情況：一種是構筑物正在建造或運用過程中，基礎發(fā)生較大的均勻或不均勻下沉，已危及橋梁結構的正常使用。另一種是目前使用狀態(tài)良好，但考慮到橋梁要通過更大載重的車輛，地基承載力不能滿足進一步發(fā)展的需要。兩種情況對原有地基的極限承載力的估算方法是有所不同的：

當前37頁，總共41頁。（1）對目前已不能滿足使用要求的橋梁構筑物地基承載力能力進行估算。對已發(fā)生病害的墩臺基礎在加固前，除收集有關工程設計所必須的各項資料外，還應對工程的病害歷史和現(xiàn)狀進行調查分析。根據(jù)病害發(fā)生、發(fā)展的程度，推算出現(xiàn)有地基的承載能力。（2）對于目前沒有病害，僅為提高荷載等級而需要加固的地基，地基承載能力有兩種方法確定：一種是按地質鉆探或土工試驗所給出的土體