山區公路橋臺特殊構造

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1項目概況

清連高速特大橋位于原清連一級路右幅路基上方，左幅仍為填土路基，橋梁終點段向外側偏離。上部采用5×30＋3×（5×25）＋4×25＋3×（4×30）＋3×35m預應力T梁，共九聯，結構先簡支后連續，橋梁全長為1094．5m，橋寬10．95m。該橋位于LS＝150m的右偏緩和曲線、直線段及半徑R＝2500m的右偏圓曲線內。第39孔跨越省道S114及省道旁埋設的通信光纜。橋址區大的地貌為碳酸鹽巖溶蝕丘陵地貌，微地貌為丘陵斜坡地貌和松散巖類溝谷地貌，特殊性巖土為紅黏土，石炭系的灰巖中巖溶現象發育，老清連一級公路邊坡局部存在坡面溜砂及危巖體。特大橋39號橋臺基礎原設計采用擴大基礎，尺寸為5．75m（寬）×13．75m（長），位于原清連公路右側邊坡上，橋臺外側毗鄰既有清連公路，北側毗鄰S114線。如圖1、圖2所示。

2存在問題

1）邊坡開挖至橋臺基礎底面高程后，橋臺基礎邊緣距離邊坡坡頂最近處不足2m，兩側臨空。根據現場踏勘及地質鉆探資料，39號橋臺基礎底面以下7～9m為強風化灰巖，節理、裂隙較發育。已開挖到位的基礎底面局部巖層夾雜粘土，巖面不均勻，強度差異較大。若在這樣的巖層上直接施工橋臺擴大基礎，橋梁荷載會直接作用于39號橋臺所處的邊坡上，對邊坡的穩定不利，會留下安全隱患。

2）39號橋臺所處邊坡在原清連一級公路和S114施工時已進行刷坡施工，對山坡進行了擾動，巖層已受人為因素影響，邊坡坡率陡于1∶0．5，坡面較破碎，局部坡面風化較嚴重，個別孤石存在松動現象。隨著沙沖高架橋39號橋臺及橋臺處路塹邊坡的大量爆破施工，對邊坡造成反復擾動，致使坡體產生松動隱患，不利于邊坡及橋臺穩定。

3）39號橋臺所處邊坡下面有兩條道路及一座中橋，且在清連高速公路施工期間，其中一條道路S114仍舊在運營，因為交通疏解的原因，S114上運行的車輛越來越多，所以39號橋臺處的邊坡安全非常重要。開挖后的橋臺基礎底面巖層具體情況如圖3所示。

3處理方案

針對開挖后巖層的不利情況，需考慮對橋臺進行特殊設計，使橋臺處山體巖層盡量地少承受橋梁傳遞的荷載，以利于橋臺處山體巖層穩定，同時須考慮對橋臺處的邊坡進行邊坡防護，以保證此處結構安全穩定。具體方案如下：

1）沙沖高架橋39號橋臺基礎處理鑒于上述情況，為確保橋梁結構安全，在充分考慮各種不利因素情況下，決定在原設計擴大基礎底面增加3根樁基礎，樁底高程至S114線路面高程以下5．0m，樁徑為1．5m，將橋梁恒載及行車荷載通過樁基礎傳遞至深層巖體，避免原設計擴大基礎底面不均勻巖層直接受力可能出現的安全、質量隱患。擴大基礎參照橋梁承臺設計增設鋼筋，并與樁基礎鋼筋相連，樁基頂設置鋼筋網，整體受力。由于橋臺基礎邊緣距離邊坡開挖線很近，樁基施工時需采取相應措施減少對現有坡面的震動，避免坡體的再次擾動。

2）邊坡處理方案39號橋臺北側下邊坡（S114線路塹邊坡）及外側下邊坡（原清連公路路塹邊坡）采用錨桿框架進行防護處理；兩側邊坡交匯處弧形坡面極不平整，大量孤、危石外露，施做錨桿框架防護前，需清理孤、危石，將巖石突起部分削除，澆筑錨桿框架時連同低洼處一并用混凝土澆筑，使框架緊貼巖面。39號橋臺基礎左側設計高程以下的邊坡坡面及正下方北側邊坡坡面采用系統錨索墩及隨機錨桿進行防護。錨索間距按4×4．0m，隨機錨桿可結合坡面實際情況進行布設。

4結論

a．粵北地區多為碳酸鹽巖溶蝕丘陵地貌，微地貌為丘陵斜坡地貌和松散巖類溝谷地貌，特殊性巖土為紅黏土，石炭系的灰巖中巖溶現象發育。在此種地質條件下設計橋臺需考慮巖層的變化及溶洞的發育，確保結構安全。在碳酸鹽巖溶蝕山體（特別是風化嚴重，兩側臨空的山體）上建橋臺要根據巖層的實際情況，采取措施，保證橋梁荷載安全有效地傳遞，同時需做好橋臺處山體、邊坡的防護，以利于結構的安全穩定及長久使用。b．該文中的特大橋已于2010年底建成通車，通車運營近一年半年時間，39號橋臺整體情況良好，未發現橋臺有裂縫及其他病害，橋臺邊坡穩定，說明文中對39號橋臺進行的特殊設計是合理的，可行的。