[摘要]  本文简要叙述了软土地基桥涵设计的有关注意事项和桥台软基处理方法。

    [关键词]  软基  桥梁  设计 TRANBBS.Com

公路穿越软土地区是经常发生的事情。本文是其在桥梁设计方面所要注意的问题提出一些见解，供广大桥梁工作者参考，并在实际工作中得到应用。因为设计工作中的细小疏溜，往往会给建筑物的正常使用留下隐患，旦发生问题再进行处理，便直接造成经济损失和社会形象的负面影响。

1．软土地区的桥涵常见病害

公路桥涵设计规范中对桥梁的墩台沉降和位移的容许极限值（cm），作了明确的规定。

（1）简支梁桥：

①墩台均匀总沉降值（有包括施工中的沉降）2.0。

②相邻墩台均匀总沉降差值（有包括施工中的沉降）1.0。

③墩台顶面水平位移值0.5。

（）拱桥墩台的沉降和位移的容许值由计算决定。

其中L为相邻墩台间最小跨径长度，以m计；跨径小于25m时仍以25m计算。对于一般桥梁来说，跨径均在30m以下，因而三项的限值分别为11cm、6cm、3cm。软土地基由于在荷载作用下的排水固结，随着空隙水的逐步排出，地基土的体积相应减小和压缩，从而引起沉降，若有偏压荷载，还必将产生倾斜或侧移，其数值远远超过以上数字，所以软土地基如果不进行处理，是绝对满足不了规范对桥涵设计的要求的。墩台的设计除了要计算沉降之外，还应进行桥台与路堤一并沿滑动弧面滑动的深层滑动验算，以求得桥台总体的稳定性。

对于桥墩主要是考虑沉降问题。对于桥台，由于台后填土一般都在5m以上，因而除了沉降之外，还有偏压荷载，使软弱土层产生塑性流变，桥台跟关倾斜或侧移，结果将使桥梁脱离支承，伸缩装置损坏，预留伸缩间隙不足，甚至上部构造顶紧台背，使梁产生压曲。如广东省就有多座公路桥梁，因桥基地层有较厚的软土层，桥台设计为肋式埋置桥台，钻孔灌注桩基础，基桩按磨擦桩或嵌岩桩设计，于施工完成时即发生台帽下肋身断裂，分析其原因是软基处理和预压的时间不够，先期沉降未完成，桥台和上部构造已造建成，由于下面软土层发生流变引起桥台变位，而上部构造为钢筋混凝土空心板或钢筋混凝土简支T形梁，并做成桥面连续。桥台上的橡胶支座产生最大剪切变形，影响边跨他端桥墩上的橡胶支座向相反方向变形。而台肋仅在上、下联接处设置有短钢筋，台身的抗弯刚度和抗剪强度不够，致使薄弱处产生断裂。对一起拱桥来说，一旦其沉降和位移值超过计算控制值，往往使拱脚和拱顶的弯矩值超标，产生裂缝甚至引起桥梁坍塌。而涵洞则发生沉陷或扭曲变形，影响正常的排水功能，甚至报废。

2．软土地区的桥梁勘测

软土地区的桥梁勘测工作，除了按一般地区的方法进行水文和地质的勘测之外，还要特别注意地基土的试验研究工作，一是要注意软弱地层的塑性流变。在野外测量调查时，根据地形地貌特征，如：是否有地下水渗流、沼泽地泥潭等进行判别，特别是对沿海地区围海（河）造地范围，上层为2—5米的人工填土，下层均有不同程度的软弱层埋置，须进行仔细调查，布置地质钻孔，探明各层的深度和厚度，并取样和做实验，判明其是否为软土，有无受震液化可能，含水、压缩性如何，然后再判定其对墩台的稳定性影响，对于软土地区桥涵地其的土质调查：

（1）要判定其是否为软土。所谓软土它是软弱粘性土的简称，是第四纪后期形成的海相、泄湖相、三角洲相、溺谷相和湖沼相的粘性土沉积物或河流冲积物，有的属于新近瘀积物。其中最为软弱的是淤泥和淤泥和淤泥质土。这类土的特点是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。在荷载作用上，软粘土地基承载能力低，地基沉降变形大，不均匀沉降也大，而且沉降稳定历时比较长。在比较深厚的软粘土层上，结构物基础的沉降往往持续数年乃至数十年之久。软粘土地基是工程实践中遇到最多而需要进行人工处理的地基，它广泛地分布在我国东南沿海及内地。软土的主要判定指标如表1。

表  1

    指标

   土名

天暖含水量W（%）

孔隙比e

压缩

系数

al-2

（Mpa^-1）

饱和度Sr

（%）

有机质含量

（%）

渗透

系数

K

（m/s）

快    剪

内磨

察角（度）

粘聚

力C（kpa）

淤泥

＞50

＞1.1

＞0.55

＞96

＞10

＞10^-8

＞5

＞10

粘性土

＞40

＞1.0

＞0.5

＞95

＞10

＞5×10^-8

＞5

＞20

砂性土

＞30

＞0.8

＞0.35

＞93

＞10

＞5×10^-6

＞16

＞12

（2）要判别其是否为可液化土。可液化土的含义为：饱和砂或粒径大于0.05mm的颗粒总重量占40%以上的饱和轻亚粘土，应经试验鉴定其在地震时能否液化。

软弱土层在地震进能否液化，用标准贯入试验进行鉴定。具体判定标准参照《公路工程抗震设计规范》；若为液化土层，须对有关土层的设计参数进行修正。

（3）合理计算土层的沉降量。地基沉降的计算包括两方面内容：一是最终沉降量；二是沉降的时间过程。人们提出了多种计算最终沉降量的方法，但对工程实际应用较多的是分层计算总和法和弹性理论法，以这两种方法为基础进行计算，并参照相关工程的实际经验数值进行修正。

3．软土地区函洞的设计

软土地区涵洞的设计主要注意以下几点：

一是地基必须与路基的软基处理一并考虑，并在涵洞区段内，排水固结处理措施要适当加密，预压排水固结时需设临时管道过水，涵洞正式施工时拆除。砂垫层必须与路基砂垫层连通，以形成通畅的排不通道。二是涵洞孔径可适当加大，给使用功能留有余地。三是构造物要采用整体性强，自重轻，刚度大，基底承载力要求低（如不大于8Mpa）的钢筋混凝土箱形结构。四是涵洞的施工必须地软基处理的先期沉降完成之后进行，施工时要预留沉降量（如10cm）横向按H/50预留上拱（H为填土厚度），以免产生沉降后砂垫层发生不连续而造成排水通路不流畅现象。

4．软土地区桥台的设计和防止桥台侧向移动的措施

软土地我桥台的设计，应考虑以下一些问题：

（1）在桥台设计中加强自身的稳定性，这主要是加强台身及基础的刚度，以增强抗水平推力的能力。

①在设计中采用群桩基础避免采用单排桩，以双排桩或多排桩来共同承担由于引道填土或台前台后不均匀下沉而对基桩产生的弯矩和剪力。

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