某高速公路橋梁基礎水毀處治方案研究

彭 俊 文

(四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院，四川 成都 610041)

某高速公路橋梁基礎水毀處治方案研究

彭 俊 文

(四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院，四川 成都 610041)

結合成都繞城高速公路清水河中橋水毀處治工程，介紹了原橋橋梁及地質概況，針對目前水毀現狀提出了三個方案進行比選，通過方案比選，選出適合本橋的新建擴基方案進行加固處治，節約了工程造價，達到更好的處治效果。

橋梁沖刷，防護，基礎

隨著國民經濟的快速發展，公路路網的不斷完善，橋梁作為跨越障礙物的建筑，在公路工程中發揮著至關重要的作用。跨越河流的橋梁結構，在施工及建成使用中都會遇到水流沖刷的問題，沖刷是導致橋梁破壞的主要原因之一。下面，筆者結合四川省成都繞城高速公路清水河中橋樁基礎沖刷處治實例，分別介紹幾種常用的加固處治方案以及施工措施。

1 概述

成都繞城高速公路現已更名為成都四環路，全長85 km，雙向六車道，是成都的交通大動脈，平均每天車流量超過10萬輛。清水河中橋位于四川省成都繞城高速公路(西段)K65+110處，為跨越清水河而設，清水河為府河的支流，河寬約35 m，河岸高約3.5 m，橋位區河段基本穩定，百年一遇洪水設計流量475 m3/s，設計水位527.01，低于河岸頂面，枯水期水深較淺。

本橋平面位于直線段內；縱面位于0.2%的下坡段內。上部結構采用4×20 m后張法預應力混凝土空心板，下部結構采用鋼筋混凝土雙柱式橋墩、基礎為鉆孔摩擦樁，樁徑為1.3 m，其中1號，2號，3號橋墩樁長分別為15 m，15.5 m，18.5 m(見圖1)。

橋位區河岸表層覆蓋低液限粘土，可塑～硬塑狀，厚度0 m～5 m不等。其下為卵石質土，厚度較大，上部為沖積成因，松散～中密程度；下部為冰水堆積成因，中密～密實程度，容許承載力為0.7 MPa，是良好的基礎持力層。清水河中橋橋下及上下游河道兩側均設置有河堤。

2 橋梁現狀

2013年7月9日～7月10日成都市境內及周邊遭遇(降水總量大，強度強，持續時間長)的強降雨，成都市及周邊多座橋梁受損，甚至造成了部分道路中斷。

同時清水河中橋也未能幸免遇難，受損主要表現為：部分樁基在河道沖刷作用下外露，橋梁范圍及上下游兩側河堤垮塌，致使1號橋墩左側3根樁基回填覆土沖刷下切，樁基外露4 m(水中3.0 m，水面上1.0 m)，導致該橋墩樁基礎有效摩擦深度僅11 m左右，樁基本身無剝蝕，無鋼筋外露，給橋梁自身及運營帶來了安全隱患，橋梁樁基設計承載力安全儲備幾乎為零(見圖2)。

3 處治方案介紹

通過計算，1號橋墩有效摩擦樁長最少應為10.6 m，目前樁基長度為11 m，安全儲備非常低，如再遇到強降雨，局部沖刷加劇，橋梁安全將受到嚴重的威脅。針對目前1號橋墩樁基沖刷的現狀，初步擬定三個方案進行比選。

方案一：外包回填外露樁基。本方案主要是以恢復河堤為主，保護原樁基不再受河水沖刷，盡快對已垮塌的護岸進行修復，并對樁基礎進行外包加固處理。在樁基靠水側設置防沖墻后，靠橋臺側回填覆土，回填高度約4 m(見圖3)。

方案二：增設樁基礎。在原有墩位軸線上增加3根直徑1.5 m，長度為30 m的樁基，通過新建承臺及外包墩柱(30 cm厚)與原橋橋墩連接，使新舊樁基共同受力，共同承擔橋梁上部作用力，保證橋梁的安全(見圖4)。

施工注意事項：

1)施工期間的交通管制在對墩柱進行植筋及鑿除混凝土保護層的施工時，各橋墩的同側橋墩應同時施工，同時應禁止這一幅對應車道車輛通行(即施工1-1,1-2,1-3,1-4號橋墩，同時封閉這側對應的一個車道)。

2)需要外包的原墩柱，混凝土保護層鑿除3 cm～5 cm，要求打成麻坑或溝槽，表面粗糙凹凸差不小于6 mm，原有第一層主筋表面露出即可。

3)樁基施工，橋梁基礎工程應在旱季施工，以避免雨季河渠水位過高及農灌用水需要給施工帶來困難和干擾，并有利于確保工程質量，加快工程進度。施工中央分隔帶橋下樁基時，施工設備需要臨時暫用一條行車道，需要臨時采取交通管制措施。

4)植筋，植筋鉆孔嚴禁沖擊鉆孔，鉆孔時應盡量確保鉆孔方位。需要植筋鉆孔時，應間隔分批鉆孔、植筋，待達到強度后，再鉆第二批孔。

5)在整個施工過程中，特別是在樁基鉆孔施工及墩柱植筋、外包施工時，應做好原橋橋墩的沉降測量工作，如發現原橋橋墩沉降過大應立即停止施工，并及時通知相關部門。

方案三:增設擴大基礎。為滿足受力要求，保護原樁基，增加基礎的承載能力，在原橋受損樁基外增加擴基礎，使其與樁基一起共用受力。擴大基礎與原樁基之間連接采用橋梁支座專用灌漿料，確保在短時間內凝固并達到較高的強度(見圖5)。施工注意事項：

1)施工順序:圍堰并施工橋下護岸→開挖基坑→澆筑20 cm厚混凝土墊層→鑿毛原基礎表面→立模并綁扎鋼筋→澆筑擴基外層混凝土→等待擴基混凝土強度達到90%→實施臨時的交通管制→澆筑橋梁支座專用灌漿料。

2)在新舊基礎的結合面，混凝土保護層應鑿除3 cm～5 cm，要求打成麻坑或溝槽，表面粗糙凹凸差不小于6 mm，原有第一層主筋表面局部外露即可。

3)臨時的交通管制，新舊基礎結合面施工時，可臨時進行2 h部分交通管制，施工1-1號橋墩擴基時，左幅橋上僅允許車輛從橋梁的最右側的一個車道通行；施工1-2號橋墩擴基時，左幅橋上僅允許車輛從最左側的一個車道通行；施工1-3號橋墩擴基時，右幅橋上僅允許車輛從最右側的一個車道通行。新舊基礎結合面施工時可選擇在夜晚交通量最小的時候進行。

4)在整個施工過程中，特別是擴基基坑開挖施工時，應做好原橋橋墩的沉降測量工作，如發現原橋橋墩沉降過大應立即停止施工，并及時通知相關部門。

4 方案對比

方案一工程造價約62萬元，施工期間對既有高速公路無影響，施工較簡單，但是只能起到臨時的保護效果，需要后期加強對橋下護岸的觀察，如發生水毀，又將再次進行修復。方案二工程造價約156萬元，施工期間需要臨時交通管制，并利用高速公路一條道路進行施工，對既有高速公路影響大，施工也最困難，但是能一勞永逸，徹底的解決沖刷問題。方案三工程造價約43萬元，施工期間對既有高速公路影響較小，施工較容易，同樣能起到一勞永逸的作用，徹底解決基礎沖刷問題。綜合對比以上三個方案的優缺點，采用方案三作為處治方案的推薦方案。

5 結語

近年來，橋梁基礎局部沖刷造成嚴重的病害，本文通過三種有效的處治方案進行對比，選擇了最適合本橋處治的一種方案。希望本文提出的三種處治方案能為此后類似工程提供參考性意見。

[1] 四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院.測繞城高速公路(西段)竣工圖H2合同段[Z].2013:9.

[2] 高 波.基于砂性土質條件下橋梁樁基的沖刷安全評價及其防護措施應用[J].工程與建設,2015(29)：833-839.

[3] 翟 均.橋梁墩臺沖刷病害及加固方法的分析[J].天津建設科技,2018(8):68-69.

Schematic studies of treatment of flood damage of the bridge foundation of a expressway

Peng Junwen

(SichuanProvincialTransportDepartmentHighwayPlanning,Survey,DesignandResearchInstitute，Chengdu610041,China)

Choosing the flood-damaged bridge treatment project on Qingshui River near Chengdu belt freeway, the author introduces the original bridge and geology first. Then three plans on flood damage treatment are compared and screened. Finally, a suitable plan is chosen to build the new base and reinforce the bridge. It saves the project costs and achieves the better treatment effect.

bridge scouring, protection, foundation

1009-6825(2017)22-0167-02

2017-05-28

彭俊文(1983- )，男，工程師

U443.17

A