王 辉 郑云鹏

（河南信大建设集团有限公司， 河南 洛阳 471000）

1 工程概况

某桥梁中心桩号K18+725，全长48m，桥面全宽5.5m，净宽4.5m，桥宽组合为0.5m防撞护栏+4.5m行车道+0.5m防撞护栏。桥梁设计荷载等级为公路—II级；上部结构型式为3×16m预应力混凝土空心板，采用先简支后桥面连续的结构体系，横桥向布设4片空心板；下部结构为桩柱式墩、台，钻孔灌注桩基础，圆柱墩直径1.0m，钻孔灌注桩直径1.2m；两桥台处设伸缩缝；桥梁墩台采用板式橡胶支座。桥面铺装层采用10cmC40桥面现浇层+8cm厚水泥混凝土桥面铺装。在桥梁交（竣）工过程中，发现该桥桥墩柱中心轴线与桩中心轴线存在偏位。为保证桥梁运营安全、评估偏位对桥梁结构受力的影响，需要对桥梁桩基承载能力进行验算，以判断桥梁桩基是否满足规范相关要求，并为桥梁的后续处置提供依据。

2 验算依据

（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）；

（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；

（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363-2019）；

（4）《公路桥梁抗风设计规范》(JTG T3360-01-2018 )。

3 桩基偏位现状调查

3.1 现场测量

根据现场测量结果，该桥1-1#墩柱中心顺桥向偏位4cm、1-2#墩柱中心顺桥向偏位6cm、2-1#墩柱中心顺桥向偏位10cm、2-2#墩柱中心顺桥向偏位9cm，具体数据见表3.1。

表3.1 墩柱偏位现场测量结果

3.2 桥位处工程地质

根据设计图纸地质钻孔资料，桥位以下桩基穿越的土层为重粉质砂壤土、重粉质壤土、粉砂、重粉质壤土和粉砂，按照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363-2019），取土层的试验力学参数如表3.2所示。

表3.2 土层力学参数

—1 重粉质砂 硬7 7.4 5 3.7 8 8 0 --壤土 塑2 重粉质壤 硬7 2.6 5 4.8 0 8 0 --土 塑3 粉砂 密6 6.4 5 6.2 0 7 0 --实4 重粉质壤 硬6 2.7 5 3.7 0 8 0 --土 塑5 粉砂 密5 7.6 9 5.0 6 7 0 2 0 0实

4 验算分析

桥梁桩基主要承受上部结构、盖梁、墩柱的自重恒载和汽车荷载、风荷载等活载，并将荷载传递给地基。根据现场测量结果，2-1#立柱偏位10cm，为受力最不利桩基，本次验算选取2-1#桩进行验算，以下计算及验算内容均针对2-1#桩。

4.1 恒载计算

桩顶恒荷载计算时，各材料容重按下表4.1取值。

表4.1 各材料容重

一孔上部结构的自重标准值计算如表4.2所示。

表4.2 一孔上部结构自重标准值

2#墩下部结构（桩顶以上部分）自重标准值计算如表表4.3所示。

表4.3 2#墩下部结构自重标准值

则作用于2-1#桩桩顶的恒载标准值为：

Gk=0.5×（1553.495+366.93）=960.21kN

4.2 汽车荷载计算

桥梁桥面净宽4.5m，根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）按单车道加载，单车道横向折减系数取 1.2，桥梁计算跨径 15.96m，计算桥梁冲击系数为0.30。如图4.1所示（仅示意两跨），按纵桥向可变荷载移动情况，可计算2#墩支座反力值。

图4.1 单列车道荷载2跨布置（单位：m）

图4.2 单列车道荷载单跨布置（单位：m）

按单车道两跨布载，考虑横向折减与冲击系数后，2#墩支座总反力为：

按单车道单跨布载，考虑横向折减与冲击系数后，2#墩支座总反力为：

如图4.3所示，单列车两跨偏载时2-1#桩顶反力最大，采用铰接板梁法，利用迈达斯Civil2010建模计算各片空心板支座反力，计算结果如表4.4所示。

表4.4 空心板支座反力值

则将各梁底作用力按实际位置作用于盖梁，可计算得单列汽车偏载下2-1#、2-2#桩顶反力。如图 4.3所示，2-1#桩顶反力 R2-1=379.8kN，2-2#桩顶反力R2-2=271.7kN。

图4.3 桩顶反力计算（单位：kN）

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）4.3.5条，汽车荷载产生的制动力标准值按加载长度上车道荷载的 10%计算，且公路-II级汽车荷载制动力标准值不得小于90kN。

4.3 风荷载计算

4.4 桩顶荷载计算

1.基本组合

按承载能力极限状态设计，结构重要性系数取 1.0，按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）4.1.6条进行荷载组合。2-1#桩顶水平荷载设计值：

在 2-1#桩桩顶弯矩设计值计算时，按 2#墩两侧双孔布载情况考虑，并计入了桩身10cm偏位的影响。两侧双孔布载时，桩顶弯矩设计值：

2.作用短期效应组合

按正常使用极限状态设计作用短期效应组合，永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应组合。2-1#桩顶水平荷载设计值：

5 结论

根据 2#墩附近地质钻孔资料，桥位以下桩基穿越的土层为重粉质砂壤土、重粉质壤土、粉砂、重粉质壤土和粉砂，按表3.1取用相关土层物理力学参数。该桥桩底标高为57.69m。按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363-2019）进行桩基承载力验算。根据验算结果，在考虑2-1#桩柱偏位10cm情况下，2-1#桩计算桩底总荷载为2349.21kN，小于单桩承载力3688.25 kN，桩基承载力满足要求。