試論高速公路橋梁涵洞的養(yǎng)護(hù)與管理措施

【摘 要】高速公路作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大動(dòng)脈，其養(yǎng)護(hù)水平對(duì)使用壽命有著重要的影響。高速公路涵洞作為公路的基礎(chǔ)設(shè)施之一，在公路的正常使用和排水等方面發(fā)揮著重要的作用。本文在分析高速公路橋梁涵洞的基礎(chǔ)作用的基礎(chǔ)上，就高速公路橋梁涵洞的養(yǎng)護(hù)工作及存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以其為提升高速公路橋梁涵洞養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】高速公路；橋梁涵洞；養(yǎng)護(hù)；管理

1 高速公路橋梁涵洞在公路使用中的作用

作為高速公路工程的重要組成部分，涵洞在高速公路工程中占有很大比例，最突出的體現(xiàn)是無(wú)論是工程造價(jià)還是工程數(shù)量上，涵洞都占據(jù)了整個(gè)工程很大比例。據(jù)有關(guān)資料顯示：橋涵工程總數(shù)的60%~70%為涵洞工程，在山嶺重丘區(qū)，平均每公里4~6座涵洞，在平原地區(qū)，平均每公里也有1~3座的涵洞。涵洞工程的造價(jià)也占到了橋涵工程總造價(jià)的40%左右。

2 高速公路橋梁涵洞養(yǎng)護(hù)管理過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 涵洞洞口部分

①斜交涵洞洞口頂擋墻與進(jìn)出口的八字墻出現(xiàn)裂縫；②洞口鋪砌層下沉、破裂，并造成水從鋪砌層下滲流；③墻體斷裂，造成滲漏水；④端墻、翼墻向外傾斜。

2.2 洞身部分

①涵臺(tái)出現(xiàn)裂縫，情況嚴(yán)重時(shí)也會(huì)造成基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫；②某些構(gòu)件碳化嚴(yán)重；③在混凝土表面有空洞、蜂窩、麻面等現(xiàn)象；④某些構(gòu)件出現(xiàn)混凝土脫落情況，造成主筋或箍筋外露，容易造成銹蝕；⑤涵洞上方路基沉陷，出現(xiàn)跳車現(xiàn)象；⑥普遍出現(xiàn)滲水、泛堿現(xiàn)象；⑦沉陷、裂縫造成涵洞內(nèi)積水；⑧涵洞沉陷，造成拉裂、錯(cuò)臺(tái)；⑨縱、橫裂縫是涵洞常見(jiàn)的問(wèn)題；⑩節(jié)與節(jié)之間沉降縫拉開(kāi)，瀝青麻絮脫落。

3 常見(jiàn)高速公路橋梁涵洞問(wèn)題的成因

3.1 橋梁涵洞自身原因分析

涵洞墻體出現(xiàn)通縫位置斷裂，主要原因有兩個(gè)：一是砌筑工人水平低，二是施工時(shí)采用了強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的石料；空洞形成的原因是水泥砂漿標(biāo)號(hào)不符合設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)，砂漿填塞不飽滿；地基下陷的原因主要是施工時(shí)擅自減少基礎(chǔ)埋置深度，未檢測(cè)基礎(chǔ)地基承載力，對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)采取有效措施；管理松懈，沒(méi)有重視對(duì)隔水墻和洞口鋪砌的施工；未按設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行施工。例如涵洞兩側(cè)的回填壓實(shí)工作，首先所用滲透性材料質(zhì)量不好或者根本沒(méi)有使用滲透性材料，其次是未在回填時(shí)使用兩側(cè)對(duì)稱均衡分層填筑壓實(shí)的方法，最后存在盲目趕工期或過(guò)早通車。完工后，沒(méi)有建立長(zhǎng)期的檢查、維護(hù)制度。

3.2 橋梁涵洞問(wèn)題的客觀成因分析

置于彈性地基上的矩形板作為基礎(chǔ)裂縫整體式基礎(chǔ)，其地基應(yīng)力與沉降成正比，離承載處越近地基應(yīng)力越大，相反地基應(yīng)力越小。由于臺(tái)背填土和洞頂?shù)淖饔茫瑝嚎s性較大、強(qiáng)度較低的下臥層基礎(chǔ)邊緣的地基應(yīng)力會(huì)因?yàn)槌^(guò)了規(guī)定的承載力而產(chǎn)生非常大的變形，造成重新分布地基應(yīng)力；不斷增高的填土?xí)沟鼗淖冃闻c基礎(chǔ)的變形慢慢協(xié)調(diào)，直至保持一致，一旦產(chǎn)生的彎矩超過(guò)計(jì)算彎矩時(shí)就會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)在跨中截面附近出現(xiàn)明顯開(kāi)裂。

在開(kāi)始對(duì)臺(tái)身裂縫進(jìn)行填土?xí)r，由于地基不均勻沉降和涵洞兩端的臺(tái)身長(zhǎng)短懸殊對(duì)其影響，向跨中移動(dòng)的情況不會(huì)發(fā)生在短邊臺(tái)身，這個(gè)時(shí)候臺(tái)背土壓力與靜止土壓力相同；然而當(dāng)達(dá)到一定高度的填土?xí)r，臺(tái)身結(jié)構(gòu)抗力及靜止土壓力無(wú)法抗衡長(zhǎng)邊臺(tái)背的主動(dòng)土壓力，臺(tái)身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向短邊臺(tái)背方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于背墻附近的填土密實(shí)度偏低，使得轉(zhuǎn)動(dòng)繞墻踵（趾）進(jìn)行，導(dǎo)致臺(tái)身底面開(kāi)裂，這時(shí)靜止土壓力又轉(zhuǎn)變?yōu)楸粍?dòng)土壓力；由于在設(shè)計(jì)之初假設(shè)了主動(dòng)土壓力的極限值，而被動(dòng)土遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)值，因此在發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)不久，產(chǎn)生的彎矩就超過(guò)臺(tái)身的彎矩抗力（臺(tái)身的受力特點(diǎn)為簡(jiǎn)支梁），在抗彎曲能力最薄弱的截面短邊臺(tái)身開(kāi)裂。

由于沒(méi)有對(duì)混凝土的徐變及沉降縫的不合理設(shè)置加以重視，造成板的裂縫。在設(shè)計(jì)之初完全可以對(duì)裂縫位置進(jìn)行板面的防水處理。由于一定的設(shè)計(jì)和施工原因?qū)е庐a(chǎn)生蜂窩現(xiàn)象，具體原因主要包括：a.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，材料配比不合理。出現(xiàn)塌落度過(guò)小、砼粗骨料粒徑太大或者鋼筋太密等情況時(shí)，都會(huì)形成蜂窩現(xiàn)象；b.施工原因產(chǎn)生蜂窩現(xiàn)象。如果在砼的運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)離析、支模時(shí)模板縫隙不嚴(yán)，或者在灌筑過(guò)程中如果缺乏應(yīng)有的振搗，造成水泥砂漿流失等原因都可以產(chǎn)生蜂窩現(xiàn)象。

施工質(zhì)量差引起露筋現(xiàn)象，例如在進(jìn)行灌筑時(shí)鋼筋保護(hù)層墊塊發(fā)生了位移，或者保護(hù)層處漏振、振搗不實(shí)等。此外，還有一種情況造成露筋現(xiàn)象出現(xiàn)，如梁橋梁體自身或外界原因出現(xiàn)裂縫時(shí)，在降雨天氣里，雨水會(huì)進(jìn)入梁體裂縫，造成鋼筋銹蝕膨脹使表層大面積脫落。出現(xiàn)麻面現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要原因是在施工時(shí)采用的模板表面不夠光滑，在濕潤(rùn)時(shí)不夠充分，造成梁體表面砼內(nèi)的水分被模板吸收，最終出現(xiàn)麻面現(xiàn)象。對(duì)于空洞的形成原因，主要出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之初和施工過(guò)程當(dāng)中。首先在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之初沒(méi)有選擇合適的鋼筋，過(guò)密的布置鋼筋，會(huì)引起空洞現(xiàn)象的初心。其次在施工過(guò)程中，砼被卡住有沒(méi)有充分振搗便繼續(xù)灌筑上層砼會(huì)形成空洞。此外，嚴(yán)重漏漿也會(huì)產(chǎn)生空洞現(xiàn)象。出現(xiàn)剝落、老化、銹蝕等情況的原因主要包括：a. 鋼筋銹蝕膨脹引起剝落；b.雨水浸入裂縫內(nèi)造成，使鋼筋銹蝕；c.保護(hù)層太薄，造成剝落現(xiàn)象，進(jìn)而造成鋼筋腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)。

4 提高高速公路橋梁涵洞病害管理的策略

依據(jù)可靠水文資料，設(shè)計(jì)出具有合理排水功能的涵洞，確保涵洞內(nèi)不產(chǎn)生積水，在無(wú)可靠水文資料的情況下，涵洞設(shè)計(jì)者要通過(guò)實(shí)地調(diào)查所掌握的資料進(jìn)行孔徑選擇。嚴(yán)格按規(guī)范施工，確保工程質(zhì)量。設(shè)置沉降縫，在條件允許的情況下減少沉降縫的設(shè)計(jì)，原因是沉降縫位置最為薄弱，最容易出現(xiàn)滲水問(wèn)題；在涵身縱向設(shè)置連結(jié)構(gòu)造，使涵節(jié)與涵節(jié)之間連成一體。

使用鋼盤混凝土板制作隔水墻和河床、洞口的鋪砌，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漿砌塊(片)石方法，同時(shí)保證與翼墻、端墻連接牢固，縫隙緊密。為保證墻體具有足夠的抗傾覆和基礎(chǔ)抗滑力，施工時(shí)主要控制好墻背的厚度尺寸，翼墻、端墻的厚度尺寸以及墻背面坡度。設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求的墻體基礎(chǔ)入土深度。為保證縫隙的密封性，對(duì)于沉降縫的填塞應(yīng)該使用防水、抗壓、耐腐的瀝青橡膠(或塑膠)。在原地表以下10~20cm深處埋設(shè)土工格柵(2~3層)或土工布，通過(guò)這些隔水墻以外的防護(hù)鋪筑防止被大水沖毀。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，高速管理橋梁涵洞管理工作有著重要的意義，涵洞管理人員在今后的工作中除借鑒采用上述幾點(diǎn)措施外，還需要加強(qiáng)自身管理技能的提高，掌握涵洞管理知識(shí)，熟練使用現(xiàn)代化設(shè)備，通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的管理方法與工具，實(shí)現(xiàn)涵洞的科學(xué)管理，從而更好的提升高速公路的使用壽命。

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