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摘要：山区高速公路建设存在大量位于斜坡上的桥梁，其基础的稳定性对结构至关重要，由于复杂多变的地质环境，桥梁基础的设计也应因地制宜，选择合理的基础形式与埋置。针对山区高速公路建设中位于斜坡上的桥梁基础进行分析其斜坡土体对其影响，提出一般山区位于斜坡上桥梁基础的设计原则与工程处置措施。
关键词：山区高速公路；斜坡；桥梁基础；稳定性分析
随着我国高速公路的快速发展，西部山区高速公路大量涌现，由于受地形条件的限制，出现了大量需要修筑在斜坡上的桥梁。山区高速公路斜坡上桥梁的特点：桥位处地理环境恶劣、地质情况复杂、地面起伏较大，横纵桥向坡度较陡，有地方甚至出现悬崖峭壁；相邻墩台高差大。斜坡上的桥梁给设计与施工都带来了技术上的难度。因其复杂多变的不确定因素较多，设计中应对其做充分的研究，采用合理的基础结构形式以及科学施工开挖方法、防护等措施，确保结构的安全性与稳定性，同时应避免因基础设计的不当引起次生地质灾害的发生。本文总结分析斜坡上桥梁基础的一般设计处置原则。
1 山区高速公路的特点
山区高速公路所处地形起伏较大，自然地理环境复杂多变，不良地质情况较多，地表土层较浅，且不稳定因素较多；生态环境比较脆弱，一旦被破坏短时间内很难修复，设计与施工对环境保护要求较高；交通不便，一些大型施工机械以及建筑材料的运输较为困难，因此在设计与施工方法的选择上应因地制宜选择可实施性强的方案。桥隧比高，一条路上桥隧的长度比例能占到路线总长度60%～80%，且高墩大跨桥梁较多，造价较高。因此在山区高速公路桥梁的设计应一桥一设计，充分研究论证设计方案的选择显得格外重要。
2 山区高速公路斜坡上基础形式的选择
山区高速公路斜坡上桥梁基础一般选用扩大基础或桩基础两种形式。一般地层条件较好，地基承载力强，基础开挖对其斜坡稳定性影响较小的采用扩大基础，反之采用桩基础。
斜坡坡积体或崩积体层土层较厚时，由于坡积体一般情况下结构比较松散，侧向摩阻值与承载力较小，一般情况下按摩擦桩计算桩长都较长。此种情况一般在增加桩长不大的情况下桩底应伸入基岩，按照嵌岩桩设计，同时桩基结构设计考虑土体下滑力对其结构的影响。
3 桥梁基础的稳定性
桥梁基础的稳定分为两种，一是建设场地的稳定性；二是桥梁基础结构自身的稳定性。
建设场地的稳定性：路线及桥位选址尽可能的避开如滑坡、崩塌、断层、岩溶以及泥石流等不良地质区域。失稳成因的分析：墩台施工大面积的开挖破坏原有土体平衡；由于墩台竖向作用力的影响，引起持力层的不稳定产生滑动；坡顶的施工便道或大型施工机械碾压导致产生坡体滑移。如无法避免或因避免而造成翻倍增加工程造价，设计时应做好防护措施。设计时对路基段的不良地质进行详细的勘察与设计，往往对桥梁建设场地潜在的不良地质忽略或考虑不周。
桥梁基础的稳定性：扩大基础失稳主要表现为两种情况：倾覆与滑移。桩基础的主要为在斜坡土地的作用下桩顶产生较大超规范要求的水平位移；桩侧土侧向阻力失效，桩竖向承载力不足，发生沉降；桩身产生裂缝影响结构的耐久性等。
4 斜坡上桥梁基础设计的原则
斜坡上桥梁基础的选择应遵循确保结构安全稳定，同时对环境影响较小的原则，基础的实施尽量减少对原土体的扰动，基础自身稳定主要为不发生不均匀沉降、倾覆、滑移等现象。必要的时候对土体进行设置主动防护。桩基础设计时应充分考虑滑动体的下滑力对桩基的影响，下滑土体对桩基础的影响主要是增加了一水平力以及桩基的变形位移，影响桩基弯矩最大值的数值与位置，计算下滑力时应反复验算找出最不利的滑动面，根据添加最不利滑动面下滑力后的弯矩剪力进行桩基础的结构选型与配筋验算。如果下滑力超过了桩基自身在不改变结构形式或者尺寸的前提下的承载极限，那应采用其他的防护或支挡结构形式来减少土体对基础的影响。提高边坡自身的稳定性，一般要求边坡的稳定系数应大于1.3，边坡的防护的形式主要有：在边坡坡脚增加支挡结构，如挡土墙、抗滑桩等；采用锚杆框架梁+植草护坡。陡坡上的基础谨慎采用扩大基础或带承台的桩基础，此两种基础都伴随着大面积山体的开挖，开挖扰动原状土体，容易造成次生地质灾害。带系梁的桩基础，系梁应设置在较高一侧的墩柱底部，减少系梁施工的开挖。
5 斜坡上基础位置的确定
在《公路设计手册—墩台与基础（第二版）》中关于基础埋置提出基础距离坡面的安全距离的要求。墩台基础至于砂土、碎石土山坡上时，基础底面前缘靠近山坡坡面的安全位置，基础底面前缘至P点的距离应不小于a，通常取a为2～3m，视基础底面压应力的大小而定（压应力较小时，a取为2m，压应力较大时，a取为3m），且应满足基底地基承载力要求；墩台基础嵌入岩石山坡的基岩内时，当山坡为软质岩时，a不得小于2～3.5m；当山坡为硬质岩时，a不得小于1～2m。
6 结语
山区高速公路在斜坡上桥梁基础设计时应注意一下几点：
1.斜坡上桥梁基础设计基础资料要收集齐全，对地质水文情况应做详细充足的研究分析。必须探明桥位处地层情况，分析可能存在的地质隐患。
2.选择合理的基础形式，以及科学合理的埋置。
3.确定有效的安全距离，确保基础结构的稳定性。
4.制定合理的施工方案，避免因为施工方法不当引发次生地质灾害。
参考文献：
[1]廖少华.墩台与基础（第二版）北京：人民交通出版社，2013.
[2]公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63—2007）.
论文作者:白小东,张楠
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：基础论文; 斜坡论文; 桥梁论文; 山区论文; 高速公路论文; 稳定性论文; 结构论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;