武汉城市桥梁地基处理研究

游姗

摘 要：针对武汉桥梁建设的规模不断扩大，认真分析了武汉地区特有的地质环境，以及在该地质环境下桥梁工程将会面临怎样的地基问题，并提出了解决办法。

关键词：武汉；桥梁建设；地基问题；解决办法

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）12017301

0 引言

武汉是我国中部重要城市，“中部崛起”战略给武汉的经济发展和城市建设带来了巨大的机会。近十年来，武汉市兴建的一大批跨江跨河大桥、高架桥、立交桥和主干道与经济发展交相辉映，其发展的势头还方兴未艾。

然而，随着城市工程建设的迅猛发展，与工程建设密切相关的城市基础工程问题也明显突现出来，直接威胁人民生命财产安全。围绕着城市基础工程问题，我们已经付出了巨大的代价，因此，为了保证武汉市的可持续发展战略，维持武汉“建桥之都”的美誉，必须重视基础工程问题的研究。

1 武汉市主要工程地质特性

武汉地区地处长江中游，江汉平原东部，市内有许多湖泊、河流，是江汉平原与鄂东丘陵山地的交接地带。武汉地区工程地质特征，除有分布在长江、汉江Ⅰ级阶地的第四纪全新世（Q4）沉积的粘性土层外，并且还分布有在长江、汉江Ⅱ、Ⅲ级阶地冲沟地段淤泥与淤泥质的深厚软弱土层，Ⅲ级阶地区存在志留系页岩、泥岩，在地质历史上经受过强烈的挤压作用，形成褶皱，节理裂隙发育，开挖暴露后极易风化、软化，导致基坑事故的发生。

武汉地区广泛分布有厚度不均的新旧人工填土和淤泥及淤泥质土。人工填土层的主要工程特点为组成填土的物质成分杂乱、不均匀、厚度变化大、新近填土欠固结等。淤泥及淤泥质土层的主要工程特点为承载力低、透水能力差、压缩性较大。

随着经济建设的蓬勃发展，有些工程项目必须在地质条件不良的地基上进行修建，因此就需对天然的软弱地基进行加固处理。另外，随着桥梁建设规模的增大，交通量日趋增加，结构物的荷载日益增大，对桥梁的变形要求越来越严，因而原来一般可被评为良好的地基，也可能在某些特定条件下，仍然需要进行地基处理。表1为武汉市地基土物理力学试验指标。

2 武汉市桥梁工程面临的地基问题

2.1 地基沉降

武汉地区湖泊、河道多，淤泥、淤泥质含量大，给城市桥梁建设带来许多相关问题，主要表现在以下几个方面：一，桥梁沉降过大，使桥梁在后续的使用中带来安全隐患，同时还要花大量人力财力物力防治工程灾害发生。二，桥墩发生倾斜，由于桥梁建在不均的软土地基上，同时，有些桥梁的桥墩的中心与形心偏离较大、基底压力不均，引起倾斜，以致桥墩墩体发生开裂，甚至造成上部结构破坏。三，基坑失稳、滑移或坑底隆起。因为软土主动土压力大，内摩擦角、被动土压力很小，就会引起各种基坑问题，导致基坑支护结构破坏。四，桩位偏移、断桩，缩颈。因为淤泥质土多为饱和土，孔隙水压力大，同时，挤土桩的挤土效应影响和桩基施工振动使软土触变、结构强度破坏，使工程桩基偏移、倾斜，甚至断桩、缩颈。五，地面隆起。桥梁的桩基的挤土压力大于软土的抗剪强度，桩间土侧压力增大，土层被扰动。打桩的加荷速率大大超过了土中孔隙水压力的消散速率，使侧向土体压缩，竖向挤胀，导致地面隆起。

2.2 地震效应

武汉地区的地震影响也是潜在的桥梁地基问题。据相关资料记在，武汉Ⅰ级阶地区淤泥软土分布对霍山、麻城地震响应比较敏感，具有一定的共振放大作用。同时，巨厚软土分布区和岩溶地面塌陷区对桥梁的工程水文地质环境影响非常大，对桥梁的抗震非常不利。地震时，软土触变性非常大，结构极易发生破坏，从而引起抗剪强度和承载力降低，导致桥梁的地基失稳，危及桥梁的上部结构的行车安全、行人安全。根据以往的勘察结果表明，武昌青山蒋家墩一带，鲇鱼套以南、小余家路以北，东抵巡司河，西至白沙洲江边一带，汉口东山农场五四大队一带，汉阳中南轧钢厂至腰路堤沿江一带都有较厚的饱和粉土、粉砂层，均属地震时容易液化地段，液化敏感度一般都大于15。

3 解决办法

针对武汉市内的特殊环境，在遵循不扰民少扰民的原则下，选用施工方便、经济合理的桥梁地基处理方案将会增加桥梁建设的品质，减少花费，延长使用寿命。介绍两种较为新颖的桩基地基处理方案，较为符合武汉市地质环境。

3.1 振冲碎石桩

振冲碎石桩是在砂土及粘性土地基中利用振动和水冲就地整治的碎石桩，是一种快速加固软弱土地基的有效办法。振冲法加固后的地基土能满足承载力和变形的要求及抗液化的要求，可降低发生地震时的超孔隙水压力。由于振冲法的施工参数常因所加固土质不同而相差较大，所以必须先确定合适加固区土质的施工参数。这些参数包括制桩工效、水压、填料量、留振时间和密实电流等。粘土地基中振冲法施工一般采用由里向外或由一边向另一边的顺序，抗剪强度很低的软粘土地基，宜采用间隔跳打的方式施工。当遇到附近有其他建筑物时，应先从邻近建筑物的一边开始施工。

3.2 水泥粉煤灰碎石桩

水泥粉煤灰碎石桩又名CFG桩，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌合形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土及褥垫层一起组合成复合地基的处理方法。由于CFG桩有工期短、成本较低、施工质量易控制、承载力提高大、沉降量小，特别是处理后的地基变形稳定快等诸多优点，适合武汉城市内桥梁建设。

4 结语

桥梁软土地基的处理方法多种多样，在方法的选取上一定要根据工程地质条件、荷载大小、结构物对地基承载力和沉降量的要求等多种因素，仔细比较，合理选择。武汉城区岩土类型不同，地质工程环境差异悬殊，存在的工程问题也有所不同，因此，对环境质量进行小区划，研究各小区内可能存在的工程问题，从空间和时间上加以预测和防治，这对武汉市规划、正确导向桥梁工程建设活动、合理开发改造和保护武汉市环境是很有意义的。

参考文献

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