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摘 要:临汛大堤市政桥梁承台,在进行深基坑设计时,应当结合工况,注重深基坑设计合理性,以此规避围堰结构变形风险。在此之上,本文主要以广东省某市政桥梁项目为研究对象,简要分析了设计准备事宜,并从深基坑围堰设计、支护设计、参数设计、节点设计等方面,论述其设计要点,由此保障深基坑施工质量。
关键词:临汛大堤;市政项目;桥梁承台;深基坑设计
0 前言
临汛大堤市政桥梁承台,因其临近堤岸。为了保证在其施工设计环节拥有较高的安全性,理应从深基坑设计阶段予以重视,进而为其后续施工提供可行性方案,确保桥梁承台能够形成高强度对抗堤坝能力,以便提高施工效率,经由深基坑设计,确保建成后的围堰结构能够在汛期发挥出真正效用。
1 临汛大堤市政桥梁承台深基坑设计准备
1.1 工程概况
本文主要以广东省某市政桥梁项目为例,其施工现场设有防汛堤,基坑开挖深度为9 m,为深基坑施工内容。其中深基坑支护作业面土层分布由上至下分别为3.15 m的耕田土、6.8 m的粉质黄土、3.1 m的粉土、粉砂、10.7 m的粉质黏土等,地下水位15 m埋深,其深基坑支护等级属于二级安全等级。本项目中具体以矩形承台为主,按照长14.6 m,宽9.4 m,4 m厚度的规格进行设计,采用钻孔灌注桩,每两个承台间以1.93 m为间距。
1.2 地质勘测
在橋梁承台建设初期,应亲到现场,由地勘人员、技术人员对现场地质条件应予以勘测,以此收集水文条件、土层分布规律等信息,作为深基坑设计依据。同时,还应结合深基坑开挖深度,分析是否在施工期间会造成周边河堤出现异动。由于临汛大堤市政桥梁项目建设中,易形成基坑坍塌问题。对此,应加强地质勘测,并做好深基坑支护工作,保证工程项目的顺利竣工。另外,为了杜绝施工事故,加剧返工压力,还应在深基坑施工前,制定科学的深基坑开挖方案,参照工况合理实施深基坑设计,继而提升施工质量,促使桥墩在承台支撑下,均衡分配荷载力[1]。
2 临汛大堤市政桥梁承台深基坑设计要点
2.1 深基坑围堰设计
桥梁承台是承载墩身压力的重要结构,在临汛大堤市政桥梁项目中,应当围绕深基坑围绕结构进行合理设计。在本项目中主要以钢板桩作为桩基础,其承台顶选用钢筋混凝土材料,其厚度为2.5 m。在钢板桩结构中,还需要搭配钢护筒,增加其稳固度。同时,还需要运用围堰檩条将钢护筒焊接起来,以此形成组合受力结构。由于临汛大堤市政桥梁承台施工中,常在深基坑开挖作业期间遭受堤坝压力,致使桩基础受力较大,从而面临变形风险。据此,应加强桩基础设计,选用组合式结构,保证桩基础与钢板桩受力均匀。此外,在围堰设计中还应当分析边坡的稳定性,一旦边坡稳定性不达标,则应当采取加固方案,严控基坑坍塌风险。一般而言,在验证边坡稳定性时,常见的方法较多。在本项目中以直线破裂面法为主。按照下列计算公式判断边坡安全系数是否>1.15。
其中T指的是滑体重量W形成的下滑力,T1则为堤坝土抗剪强度抗滑力。a、ψ分别指的是倾角、抗剪度,L则为围堰结构设计长度。其中T/T1的比值则为边坡安全系数。经过相关计算后发现本项目直接进行深基坑开挖确实具有一定风险。因此,专门在项目开挖前对周边堤坝实施了加固处理,并先完成抗滑桩施工任务,之后再进行深基坑开挖。
2.2 深基坑支护设计
在深基坑设计中还需要针对深基坑支护结构给出可靠的设计方案,由此提升承台稳定性,避免深基坑施工环节出现危险事故。首先,需对临汛大堤桥梁项目施工现场周边环境进行密切监测,这主要是为了避免深基坑开挖作业中受到破坏。随着信息化监测技术的进步,在支护设计中还可采用信息化监测手段,优化设计效果。其中监测指标包含深基坑施工现场的沉降量、倾斜度、钢板桩变形量、土压力变形量等,之后做好记录。尤其对于地下水位,也应全面监测,包括堤坝裂缝以及位移情况,最终确保在全方位监测中,维护深基坑施工安全。
此外,还可运用专业的深基坑设计软件。以DeepEX软件为例,它能够针对围堰结构、支护结构进行细化设计。而且对于钢板桩排桩方式以及锚杆支护设计,都具有丰富的组合案例,可为深基坑设计提供宝贵的经验。在该软件中还具备图形交互功能,可出具多样深基坑支护方案,还可采用极限平衡分析法,对工况加以分析,由此为深基坑设计带来可靠保障。
2.3 深基坑参数设计
在深基坑设计中还需要针对相关参数进行合理设计。由于桥梁承台处于临汛大堤环境里,需要承载堤坝土压力。因此,还应先行明确土压力情况,之后采取相应的手段用于抵抗土压力,避免影响深基坑施工进度。其中关于土压力的计算,可参照下列公式得出具体数值:
H、α、γ分别代表的是围堰结构与堤坝土接触高度、库伦压力系数、土地重度。
待知晓土压力后,还应结合工况土层的力学参数,规范深基坑设计方案。如粉砂土中的粘聚力为0.1 kPa,内摩擦角为32°,重度为19 kN/m?,弹性模量为42 MPa。而黏土中的粘聚力为16 kPa,内摩擦角为8°,重度17.8 kN/m?,弹性模量12 MPa。设计人员可根据土层力学参数,判断深基坑设计中的桩基础、钢板桩是否能够支撑土层压力,最终保证桥梁承台具备较强的承载力,且适当减小深基坑施工风险[2]。
2.4 深基坑节点设计
在深基坑设计过程中,还需对围堰檩条与支撑结构进行节点设计,确保围堰檩条具备突出支撑力。设计人员应明确深基坑开挖中钢板桩构件节点处实际受力结果,之后才能判断桥梁承台结构各部分是否符合安全施工规范。
比如在该项目中钢板桩节点处,经过荷载分析,在深基坑开挖作业中达到第三层钢支撑结构1 m时,钢板桩组合应力141 MPa,直到深基坑开挖至坑底,其组合应力为72 MPa。之后进入到拆除阶段,拆除后,第三层支撑围檩钢板桩组合应力为259 MPa。在对整个承台顶撑结构、钢板桩结构受力情况分析后,需运用应力位移软件得出承台构件强度,待强度分析结果符合临汛大堤桥梁承台承载要求后准予施工。
3 应用技术分析
在临汛大堤市政桥梁承台项目中,应用深基坑设计技术时,还可从支护与护坡技术的实践应用内容上为出发点,通过对应用步骤的规范化操作,促使本项目深基坑设计成果符合预期要求。其中支护技术以锚杆支护为主,通过测量锚杆点位,运用锚杆机对其进行钻孔,之后到达钻进位置后,拿出钻杆,对锚索加以检查。而在护坡技术中,可借助螺旋钻杆进行钻进操作,然后采用灌浆手段,将钢筋笼置于孔洞中,直到制成护坡桩,保障技术应用质量。
4 结论
综上所述,在临汛大堤周边设计桥梁承台,因其深基坑开挖作业期间,易形成基坑坍塌,故而应在施工前加强设计,确保围堰结构具有良好的稳定性。对此,应从围堰设计、支护设计、参数设计、节点设计等方面着手,既能缩短施工时间,又能提升施工安全性,满足临汛大堤市政项目设计要求。
参考文献:
[1]樊甘露,唐世娇.临汛大堤市政桥梁承台深基坑设计与施工技术[J].建筑技术开发,2020,47(21):43-45.
[2]孟江苓.基于承载力控制的软土深基坑支护结构自动监测系统设计[J].自动化与仪器仪表,2021(3):83-86.
关键词:临汛大堤;市政项目;桥梁承台;深基坑设计
0 前言
临汛大堤市政桥梁承台,因其临近堤岸。为了保证在其施工设计环节拥有较高的安全性,理应从深基坑设计阶段予以重视,进而为其后续施工提供可行性方案,确保桥梁承台能够形成高强度对抗堤坝能力,以便提高施工效率,经由深基坑设计,确保建成后的围堰结构能够在汛期发挥出真正效用。
1 临汛大堤市政桥梁承台深基坑设计准备
1.1 工程概况
本文主要以广东省某市政桥梁项目为例,其施工现场设有防汛堤,基坑开挖深度为9 m,为深基坑施工内容。其中深基坑支护作业面土层分布由上至下分别为3.15 m的耕田土、6.8 m的粉质黄土、3.1 m的粉土、粉砂、10.7 m的粉质黏土等,地下水位15 m埋深,其深基坑支护等级属于二级安全等级。本项目中具体以矩形承台为主,按照长14.6 m,宽9.4 m,4 m厚度的规格进行设计,采用钻孔灌注桩,每两个承台间以1.93 m为间距。
1.2 地质勘测
在橋梁承台建设初期,应亲到现场,由地勘人员、技术人员对现场地质条件应予以勘测,以此收集水文条件、土层分布规律等信息,作为深基坑设计依据。同时,还应结合深基坑开挖深度,分析是否在施工期间会造成周边河堤出现异动。由于临汛大堤市政桥梁项目建设中,易形成基坑坍塌问题。对此,应加强地质勘测,并做好深基坑支护工作,保证工程项目的顺利竣工。另外,为了杜绝施工事故,加剧返工压力,还应在深基坑施工前,制定科学的深基坑开挖方案,参照工况合理实施深基坑设计,继而提升施工质量,促使桥墩在承台支撑下,均衡分配荷载力[1]。
2 临汛大堤市政桥梁承台深基坑设计要点
2.1 深基坑围堰设计
桥梁承台是承载墩身压力的重要结构,在临汛大堤市政桥梁项目中,应当围绕深基坑围绕结构进行合理设计。在本项目中主要以钢板桩作为桩基础,其承台顶选用钢筋混凝土材料,其厚度为2.5 m。在钢板桩结构中,还需要搭配钢护筒,增加其稳固度。同时,还需要运用围堰檩条将钢护筒焊接起来,以此形成组合受力结构。由于临汛大堤市政桥梁承台施工中,常在深基坑开挖作业期间遭受堤坝压力,致使桩基础受力较大,从而面临变形风险。据此,应加强桩基础设计,选用组合式结构,保证桩基础与钢板桩受力均匀。此外,在围堰设计中还应当分析边坡的稳定性,一旦边坡稳定性不达标,则应当采取加固方案,严控基坑坍塌风险。一般而言,在验证边坡稳定性时,常见的方法较多。在本项目中以直线破裂面法为主。按照下列计算公式判断边坡安全系数是否>1.15。
其中T指的是滑体重量W形成的下滑力,T1则为堤坝土抗剪强度抗滑力。a、ψ分别指的是倾角、抗剪度,L则为围堰结构设计长度。其中T/T1的比值则为边坡安全系数。经过相关计算后发现本项目直接进行深基坑开挖确实具有一定风险。因此,专门在项目开挖前对周边堤坝实施了加固处理,并先完成抗滑桩施工任务,之后再进行深基坑开挖。
2.2 深基坑支护设计
在深基坑设计中还需要针对深基坑支护结构给出可靠的设计方案,由此提升承台稳定性,避免深基坑施工环节出现危险事故。首先,需对临汛大堤桥梁项目施工现场周边环境进行密切监测,这主要是为了避免深基坑开挖作业中受到破坏。随着信息化监测技术的进步,在支护设计中还可采用信息化监测手段,优化设计效果。其中监测指标包含深基坑施工现场的沉降量、倾斜度、钢板桩变形量、土压力变形量等,之后做好记录。尤其对于地下水位,也应全面监测,包括堤坝裂缝以及位移情况,最终确保在全方位监测中,维护深基坑施工安全。
此外,还可运用专业的深基坑设计软件。以DeepEX软件为例,它能够针对围堰结构、支护结构进行细化设计。而且对于钢板桩排桩方式以及锚杆支护设计,都具有丰富的组合案例,可为深基坑设计提供宝贵的经验。在该软件中还具备图形交互功能,可出具多样深基坑支护方案,还可采用极限平衡分析法,对工况加以分析,由此为深基坑设计带来可靠保障。
2.3 深基坑参数设计
在深基坑设计中还需要针对相关参数进行合理设计。由于桥梁承台处于临汛大堤环境里,需要承载堤坝土压力。因此,还应先行明确土压力情况,之后采取相应的手段用于抵抗土压力,避免影响深基坑施工进度。其中关于土压力的计算,可参照下列公式得出具体数值:
H、α、γ分别代表的是围堰结构与堤坝土接触高度、库伦压力系数、土地重度。
待知晓土压力后,还应结合工况土层的力学参数,规范深基坑设计方案。如粉砂土中的粘聚力为0.1 kPa,内摩擦角为32°,重度为19 kN/m?,弹性模量为42 MPa。而黏土中的粘聚力为16 kPa,内摩擦角为8°,重度17.8 kN/m?,弹性模量12 MPa。设计人员可根据土层力学参数,判断深基坑设计中的桩基础、钢板桩是否能够支撑土层压力,最终保证桥梁承台具备较强的承载力,且适当减小深基坑施工风险[2]。
2.4 深基坑节点设计
在深基坑设计过程中,还需对围堰檩条与支撑结构进行节点设计,确保围堰檩条具备突出支撑力。设计人员应明确深基坑开挖中钢板桩构件节点处实际受力结果,之后才能判断桥梁承台结构各部分是否符合安全施工规范。
比如在该项目中钢板桩节点处,经过荷载分析,在深基坑开挖作业中达到第三层钢支撑结构1 m时,钢板桩组合应力141 MPa,直到深基坑开挖至坑底,其组合应力为72 MPa。之后进入到拆除阶段,拆除后,第三层支撑围檩钢板桩组合应力为259 MPa。在对整个承台顶撑结构、钢板桩结构受力情况分析后,需运用应力位移软件得出承台构件强度,待强度分析结果符合临汛大堤桥梁承台承载要求后准予施工。
3 应用技术分析
在临汛大堤市政桥梁承台项目中,应用深基坑设计技术时,还可从支护与护坡技术的实践应用内容上为出发点,通过对应用步骤的规范化操作,促使本项目深基坑设计成果符合预期要求。其中支护技术以锚杆支护为主,通过测量锚杆点位,运用锚杆机对其进行钻孔,之后到达钻进位置后,拿出钻杆,对锚索加以检查。而在护坡技术中,可借助螺旋钻杆进行钻进操作,然后采用灌浆手段,将钢筋笼置于孔洞中,直到制成护坡桩,保障技术应用质量。
4 结论
综上所述,在临汛大堤周边设计桥梁承台,因其深基坑开挖作业期间,易形成基坑坍塌,故而应在施工前加强设计,确保围堰结构具有良好的稳定性。对此,应从围堰设计、支护设计、参数设计、节点设计等方面着手,既能缩短施工时间,又能提升施工安全性,满足临汛大堤市政项目设计要求。
参考文献:
[1]樊甘露,唐世娇.临汛大堤市政桥梁承台深基坑设计与施工技术[J].建筑技术开发,2020,47(21):43-45.
[2]孟江苓.基于承载力控制的软土深基坑支护结构自动监测系统设计[J].自动化与仪器仪表,2021(3):83-86.