龙津溪桥基础冲刷加固工程实例

龙津溪桥基础冲刷加固工程实例

卜志雄

厦门轨道交通集团有限公司福建厦门361000

摘要：龙津溪桥桥墩为圆端形实体桥墩、木桩基础基础埋深不足，危及行车安全。通过检测分析发现造成桥墩基础不稳定的主要原因是该桥基础为浅基础受河床冲刷严重，针对病害情况采用增补桩基法，整治后解决了该桥的病害，提高了桥墩的稳定性和抗冲刷能力，对桥梁同类病害的整治有一定的借鉴作用。

关键词：冲刷；加固；施工

1工程概况

龙津溪大桥位于福建省漳州市长泰县境，处于长泰站～漳州东站区间，中心里程为鹰厦线K633+052，桥梁全长213.46m，于1957年运营通车，1993年全线电气化改造完成。该桥跨布置为：2-16m钢筋混凝土π形梁+5-24m上板钢梁+2-16m钢筋混凝土π形梁，单线铁路桥，平面位于直线上，桥上纵坡为平坡。该桥桥台为T型桥台、扩大基础；桥墩为圆端形实体桥墩、木桩基础。

查既有龙津溪大桥设计图可知，设计墩台基础顶面均位于原河床以下，2#-7#桥墩基顶覆土为0-0.5m，8#桥墩基顶覆土为1.7m。

原设计水位资料为（均已换算为假设高程）：九龙江百年倒灌洪水位77.75m；历史最高倒灌水位为76.55m；最低水位为71.41m。现场实测梁底高程为77.9-78.1m。龙津溪桥全貌图1。

2病害调查

该桥由铁道兵于1956年建造，桥下河流为九龙江支流，受九龙江倒灌。本桥1、8号墩木桩入土深度最小为6.5米，2～7号墩为7.5米，锥体护坡单层铺砌，个别墩采用柴排笼石加固护基。1959～1962年间厦门端上游护岸曾部分坍塌，1960年洪水达梁底，冲毁吊栏。1965年加固厦门端上游导流堤坡脚及鹰潭端上游坝身。1971年桥面大修，1976年增设另一侧人行道，2～4号墩抛片石护基共计120立米，被当年洪水冲坏。1987年桥面大修，上盖板部分铆钉被更换，更换10个钢梁活动支座。1991年钢梁桥面换铺Ｋ型分开式扣件。1994年更换P50同类型护轨，同年对3#、4#护锥及导流堤大修加固。2003年明桥面大修，对钢梁内外腹板、下翼缘涂装。2006年对混凝土梁体修补，封闭裂纹，涂胶（国产）保护层，L形挡碴板。2006年线路大修，将正线钢轨及护轨更换为P60型钢轨，挡砟板更换为钢质。

2011年3月由于水位下降，导致6#墩承台下方木桩基础露出水面约20cm。

3病害原因分析

3.1河床冲刷

龙津溪铁路桥桥位处河床的冲刷主要包括三部分：第一、人为采砂引起的河槽冲刷；第二、桥下水流因挤束后产生桥下的一般冲刷；第三、墩台周围因水流结构变化而引起的局部冲刷。受河床冲刷影响，在河床断面形成高差较大的不规则陡坎，使得上下游水位落差较大，水流速度增加，造成对桥墩及其基础的冲刷加剧。部分木桩露出水面，处于干湿交替状态，极易腐烂，运营性能不足。

3.2地质条件不良

既有桥墩及承台设计为140级素混凝土结构（约为C12混凝土），承台底部仅在木桩顶布置一层直径16mm的钢筋网。原设计木桩桩长为10m和11m，勘探资料显示：1#至8#桥墩既有木桩并未嵌入弱风化花岗岩层。

4加固设计及处理方案

采用增补桩基法对龙津溪大桥2#-6#桥墩木桩基础进行加固：在既有承台周围补充C30钢筋混凝土桩基（每墩8根φ1.0米钻孔桩，长度10～17米，桩嵌入褐黄色弱风化花岗岩层，加宽既有承台，将其与既有桥墩连接为一体。加固设计立面图2。

4.1加固设计

采用增补桩基法对既有桥墩基础进行加固：在既有承台周围补充桩基，加宽既有承台，将其与既有桥墩连接为一体，新旧混凝土植筋锚固进行连接，并于既有墩身凿出深0.25m，高0.88m三角凹槽，承台采用微膨胀混凝土，已增强新旧混凝土的连接。桩基设计按木桩全部失去作用的情况下，新补充桩基能够独立承担桥梁荷载考虑。

每个桥墩于既有承台四周增补8根直径1.0m钻孔桩，桩身距既有承台边缘0.5m。因桥址处地质存在较厚中砂层，为液化土，按《铁路工程抗震设计规范》要求：位于常年有水河流的可液化土层或软土地基上的的桥梁墩台，应采用桩和沉井等基础，且桩尖及沉井底埋入稳定土层内不应小于2m。

钻孔桩施工时设置钢护筒，钢护筒需穿过中砂层。

水中桥墩施工采用编织袋围堰防护基坑，围堰内侧边缘距新建承台2.5m，编制袋围堰顶宽2m，外侧边坡1:1，内侧边坡1:0.5，施工围堰时将既有桥墩周围片石挖除，以便桩基施工。建议围堰顶面高程71.0m。

加固桥墩位于龙津溪河道两侧，考虑设置临时施工栈桥跨越龙津溪作为施工便道，栈桥桥面宽4.0m，上部采用工字钢分配梁及贝雷片，下部采用钢管桩，管桩采用沙袋填充。栈桥距既有铁路中心线距离不宜小于15.0m。另外考虑从0号桥台外侧既有道路接500m长碎石便道至桥下，便道宽4.0m。

4.2桩基施工实施方案

⑴本次桩基施工时，施工桩应沿墩身对称布置，且每次施工桩的数量为2根桩。每两根桩的桩孔施工完毕后，应尽快浇筑桩身，且桩身混凝土强度达到设计强度后，方可进行下一对桩孔的施工。

⑵全部桩身施工完毕后，应待所有桩基强度达到设计值时，再浇注承台。在整个施工过程中应严密监控相应墩身的应力、位移。如发现墩身监控指标超过计算值，应立即采取措施。

4.3锚固钢筋植入实施方案

新建承台与既有承台及桥墩之间采用锚筋连接，锚筋采用直径28mmHRB335螺纹钢筋，每根长1.5m，锚固深度为0.75m，钻孔直径35mm。植筋胶须采用满足《混凝土结构加固设计规范》要求的A级胶，锚杆施工须严格按照《混凝土结构加固设计规范》进行，结合面既有墩身及承台凿出深25cm的槽口。加强套箍与既有桥墩采用直径20mmHRB335锚筋连接，锚固深度为0.50m，钻孔直径25mm，结合面既有墩身凿毛处理，钢筋位置发生冲突时可根据现场情况酌情进行调整。

4.4新旧混凝土结合施工实施方案

⑴浇筑新混凝土之前，必须将旧混凝土表面进行凿毛处理，凿毛处理完毕后，对混凝土表面进行彻底的清理，保证清洁，不沾灰土，表面坚固、密实和平整。

⑵新旧混凝土结合胶应均匀的涂刷在混凝土表面，涂刷层厚度不得大于1mm。涂刷工作应迅速，涂刷完毕后，应根据产品的使用说明，在结合胶的适用期内，立即浇筑混凝土。

⑶新旧混凝土结合胶应采用改性环氧类界面胶，或经独立检验机构确认的具有同等功效的其他品种界面胶。

5加固效果

2014年，桥梁加固后运营1年由工务检测所进行了横向振动测试，，测试了第2、4～8孔梁体跨中处、1#～7#墩墩顶横向振幅及频率，经分析评价，结论如下：（1）在现有运营列车速度及载重等级条件下，该桥钢梁除第7孔在上行货车过桥时振幅超限外，所测其第4、5、6孔所测横向振幅均满足规范要求，横向刚度较好。（2）所测钢筋混凝土梁梁体横向振幅满足规范要求，横向刚度性能较好。（3）在现有运营列车速度及载重等级条件下，该桥1#～7#墩横向振幅均满足规范要求，横向刚度较好，且与加固前相比振幅大为减小，加固效果显著。加固后的桥梁全貌图3。

6结束语

龙津溪桥经过整治后，能满足运营要求，说明增补桩基法对既有桥墩基础进行加固技术提高了桥墩的稳定性和抗冲刷能力，对浅基础桥梁病害整治方法是可行的，对桥梁同类病害的整治有一定的借鉴作用。