关于山区桥梁基础冲刷及防治的探讨

[摘 要]桥梁基础冲刷已经成为大部分山区桥梁的病害之一，本文对病害形成的原因加以分析，并提出了在新建桥梁设计和施工等方面应注意的问题以及旧桥梁病害的防治措施。

[关键词]山区桥梁；冲刷；成因；预防措施

中图分类号：U441+.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0189-01

由于早期山区桥梁修建在很大程度上受经济条件、施工技术以及设计等条件的约束，采用的多是以明挖式为主，当遭受河水冲刷尤其是上下游挖沙采石的影响，就会造成河床标高大幅度下降，使墩台基础受到冲刷力而悬起，对桥上和附近的行车安全构成威胁。本文从桥位选址、基础的结构形式、人为因素干扰以及施工质量方面分析了山区桥梁常见冲刷病害的成因，并给出了相关的防护措施。

一、常见冲刷病害的形成原因

1.桥位选址不当

中小型桥梁服从路线是公路选线的基本原则。由于山区地形复杂，桥梁会受河道地形的约束，造成斜交角度偏大，导致水流阻力增大，进而加剧了对墩基础的冲击程度。这样的基础就算桥墩不被冲垮，台背填土路基也不能幸免于难。

对于不断变换的河段，河床的坡度不会像上游那么大，相对来说会比较平缓，而上游河床上堆积的泥沙在水满时就会大量的被推移到该处，当超过这段河床的挟运能力时，就会沉积许多多余的泥沙，导致河床升高，并引起水流对河床两岸的大力冲刷，河槽迁徙不定。由于早期修建的桥涵受当时经济条件的限制以及还不能够很好的掌握水流变迁的特性，在修建时通常会造成岸滩基础埋深比较浅，基地标高与主河槽基底不统一。随着河槽的不断变化，之前的岸滩在受到这样的影响下，时间久了可能会变成主河槽，造成之前的基础外露淘刷悬空。

2.基础结构形式选择不当

现今大中桥基础一般均采用钻孔灌注桩、明挖式基础和沉井基础方式。就地取材、节约成本、施工方便是明挖式基础具有的特点，广泛应用于山区公路中。对于不断变迁的河段，之前的旧河道很可能受到水流不断变化的影响成为浅滩，由卵石、砂砾等沉积形成，深度至少要几米以上，深则数十米，而且空隙比较大，十分不稳定。所以想要在如此地段开挖到稳定的老土持力层是几乎不可能的，而河槽的每一次变迁，都有可能造成原有滩地变成主河槽，使基础被冲刷淘空。

3.人为因素干扰

在早期修建的桥涵，河道的挖沙采石用量均十分少，而桥墩局部的冲刷深度仅是依据水的自然作用力计算的，完全没有考虑人为因素的干扰。而后期建筑业对河沙的需求逐渐增加，在对沙石开采过程中导致河卵石温度不断升高，以至河床下降幅度剧增，造成桥墩基础暴露悬空。此外，河流上游蓄水库的建立对泥沙形成了阻碍，使下游被掏空的河沙无法被弥补，最后导致基础长期的暴露在外。而上游蓄水会使水位不断增高，当超过警戒线就会开闸放水，过程中由于水位落差大，形成一定的势能和冲击力，更是加剧了对桥墩基础冲刷淘空的程度。

4.施工质量

施工质量不过关将会直接导致工程失败。其中主要包括浆砌基础砂浆标号不标准、原料砂子含杂质过多、砌石质量不合格、尺寸小、砌磊不够规范、灌浆不饱满等，这些问题将会导致桥梁基础的整体性能差，对水冲刷的抵御能力弱；基层开挖未做钎探，导致基础位于软弱下卧层；设计时地质勘探不仔细，地基承载力准确度不够；基地地质复杂、受力不均，造成基础倾斜、开裂、沉降等现象。

二、新建桥梁的预防措施

1.设计方面

严格按照《公路桥位勘测设计规程》对桥位处水位、气象、地质条件、河道变迁等作详细调查了解。另外，注意以下问题：（1）对桥位上下游附近一定范围内的河道进行深入调查，用来精确判定洪水的主流趋势和方向。尤其是用于上游水库容量、泄洪能力、水量、速度的准确判定，这样就可以将桥孔设置在主流方向，预测河床的实际冲刷深度，以此对基础和下部的结构形式加以确定。（2）在有中细砂的河床上修建桥梁时，对桥址上下游2至3千米范围内河砂的沉积深度、砂质状况等进行详细调查。计算冲刷深度时，要考虑人为因素。（3）大中桥尽可能的按正交布孔，如条件不允许，做斜桥，墩身方向与水流一致，桥轴线与水流方向形成角度至少45℃，同时依桥位所处河床的地质地形情况合理设置导流堤。（4）对于变迁河段基础设计时，所有墩台的基底标高应保持一致。

2.施工方面

保证施工质量，严格遵守《桥涵施工规范》、《公路工程监理规范》等相关法律规章制度，满足其制定的各种施工设计和规范等方面的要求标准。

三、旧桥梁基础冲刷的防治措施

1.做好预防工作

设立专业调查人员或调查部门，严格检查每条线路和桥涵，调查部门或调查人员作出详尽报告并给出建议。在调查过程中如果发现问题或可能引发病害的问题存在，应尽快组织全面维修；根据河道相关信息和气象部门的汛情预报，结合水文资料做好河道洪峰流量的最大预算，通过对桥涵排泄能力的检验判定是否需要采取分流、导流、截流、疏通河道等措施；设立专职防汛抢险队伍，预备充足的抢险材料。

2.加固措施

2.1位于砂质河床桥位的病害防治措施

砂质河床具有松散、流动性强等特点，一旦冲空就会迅速扩散，造成大面积坍塌，使整个桥梁基础摧毁。针对该类桥梁的防治可以采取在上游设置截水墙，下游设置梯级跌水墙，同时对桥孔中间满铺浆砌片石的方法进行加固。

2.2桥基处于卵石沉积层的加固措施

对于修建在卵石沉积层较厚的河床上的桥梁基础，通常采用基底压注水泥浆的方法。在基础周围建立模浇筑砼，之后再将级配卵石回填到基础平台顶，同时将10根压浆管一起埋入，要求压浆管的管壁上要钻有多个细孔。当周围之前浇筑砼的强度达到一定程度（不能低于20MPa）时，在对其进行压浆处理。为避免浆液被地下水经卵石空隙带走，一般进行二次压浆，先按0.5-1MPa的压力对外圈孔进行注浆，当其凝固完成周围的卵石空隙填充时，进行二次压浆，直至压力达到1.5-2MPa为止。

2.3桥位处于变迁河床基础的加固措施

对于桥位处于变迁河床基础的加固措施可以通过疏通上游河道使水流方向改变，进而解决绕流冲刷基础的问题。如处于次稳定性河段桥位，由于受到绕流和淘刷的作用，会形成不断滚动的深槽，进而使桥台位于深槽。在每次发生洪水之后，只对桥台采取加固措施，但时间长了越冲越深，还是不能从根本上解决问题，甚至会发生桥台后背被冲垮毁坏地基的情况。因此，对上游河道采取调治、疏通是有效解决该问题的重要手段。

总结：

有效判断分析桥梁基础病害形成的原因，对新建桥梁在设计和施工方面做好预防处理，对旧桥梁结合多种因素综合考虑，采取有效的防治加固措施，以保证公路的正常运输。

参考文献

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