一位专家对某立交桥匝道桥墩偏移案例进行了分析,以下是他的PPT的有关部分。
我感到这位专家的分析还不够到位。
岩土体中的剪应力很多方向都有,譬如倾向工程地质剖面图左侧(即倾向与基岩面倾向相反)的斜面上也有剪应力,为何单拿沿基岩面的剪应力说事而不管其他方向上的剪应力呢?需要讲出道理。我认为,桥墩偏移有三个原因:
1.松散填土朝桥墩所在原始斜坡坡向蠕动。
根据工程地质剖面图和文字部分“无序回填”的描述,案例中的基岩与填土之间有一层粉质黏土,由于松散填土的透水性远高于粉质黏土和泥岩,雨水渗入地下后只能转向沿粉质黏土层面倾斜线方向运动,并在与粉质黏土接触后使之软化,成为强度参数显著低于填土的软弱带(面)。
填方完成后,虽然地形比填方前平缓得多,但仍呈低矮坡状,且其坡向与桥墩所在原始斜坡坡向相同。
这两个因素使得桥墩所在原始斜坡上的松散填土朝原始斜坡坡向蠕动。这种蠕动的连续性在桥墩处中断,桥墩倾向与原始斜坡坡向相同的一侧填土与桥墩出现松脱现象,桥墩在该侧土压力大为减小而另侧却增大,因而发生偏移。抗滑桩靠近滑体上建筑同此理。
2.松散填土地面沉降差造成桥墩两侧土压力差。松散填土越厚,地面沉降量越大,这导致桥墩两侧地面形成沉降差。地面沉降量大的一侧土压力减小量大于地面沉降量小的一侧土压力减小量,这增大了两侧土压力差,促使桥墩朝原始斜坡坡向一侧偏移。
3.松散填土三向压缩。松散填土有剪缩性,松散填土地面沉降差使得填土单元之间在竖向上有相对位移之势,造成填土单元受剪力作用而三向压缩。侧向压缩的连续性在桥墩处中断,桥墩倾向与原始斜坡坡向相同的一侧填土与桥墩桥墩出现松脱现象,桥墩在该侧土压力大为减小,因而发生偏移。填土地面低矮坡状形态也对三向压缩有贡献。
总之,是包括原始地形和现地形在内的特殊的工程地质条件导致桥墩出现最高达25cm的偏移。如果让填土不接触桥墩或者在施工过程中显著提高填土的密实度,桥墩明显偏移到影响正常工作的现象是可以避免的。