橋梁淺基防護
橋梁淺基防護(bridgeshallowfoundationprotection)墩臺基礎(chǔ)埋置深度不足,不符合規(guī)定標準的墩臺為淺基墩臺,針對這種墩臺基礎(chǔ)而采取的整治和加固措施。參見橋梁墩臺沖刷。
標準和要求橋梁墩臺基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的埋置深度,通過規(guī)定頻率的洪水及歷史上最大洪水時,仍能保持穩(wěn)定?;椎穆裰蒙疃葢?yīng)符合下列規(guī)定。
明挖基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)①對于凍脹及強凍脹土,在凍結(jié)線以下不小于0.25m,對于弱凍脹土,不小于凍結(jié)深度的80%。②在無沖刷處或設(shè)有鋪砌防護時,一般在地面下不小于2.0m,困難情況不小于上1.0m。③在有沖刷處,在墩臺附近最大沖刷線下不小于下列安全值:對于一般橋梁,安全值為2m加沖刷總深度的10%;對于特大橋、技術(shù)復(fù)雜、修復(fù)困難或重要者,安全值為3m加沖刷總深度的10%。④墩臺基礎(chǔ)嵌人巖層不小于0.25m。
樁基礎(chǔ)①低樁承臺的承臺底面在土中凍結(jié)線以下不小于0.25m,或最大沖刷線以下不小于2m(樁入土深度不明時)或樁在沖刷線以下的入土深度必須保證墩臺穩(wěn)定。②高樁承臺的承臺底面在水中時,應(yīng)位于最低水位以下不小于0.5m。③木樁頂面位于最低地下水位或最低水位以下不小0.5m。
防護措施運營中橋梁墩臺基礎(chǔ)情況不明時,應(yīng)認真進行挖驗或鉆探,查清情況,并應(yīng)定期進行河床測量,查明河床沖刷情況(沖刷深度、流速、流向等),進行檢算,查清淺基病害的程度,并要限制人為因素造成橋址河床的下切。凡基礎(chǔ)里深不符合上述標準,應(yīng)盡快采取有效防護,進行加固或改善。一般可采取局部防護、整孔防護和加深基礎(chǔ)等措施。
局部防護在墩臺周圍為防止水流局部沖刷而設(shè)置的防護措施。防護高程設(shè)置,以不高于一般沖刷線為宜,優(yōu)點在于比整孔防護對橋下過水斷面的壓縮較小。①平面防護。分為柔性防護與剛性防護。柔性防護是隨著河床的變形可自動沉落,以抗御沖刷的繼續(xù)發(fā)展;又分為石籠護基、柴排護基及混凝土塊排護基。剛性防護是要求防護體有足夠的剛度,以便當防護體下面出現(xiàn)局部掏空時,不致因大量斷裂而被沖毀;又分為混凝土或鋼筋混凝土箍墩臺基礎(chǔ)(用箍把基礎(chǔ)與巖層連為整體)漿砌片石或混凝土護基、混凝土塊或料石護基。護基周圍另做垂裙。②立體防護。立體防護因防護平面范圍小,其減縮橋下過水截面亦小,只要施工條件容許,河床地質(zhì)適應(yīng),防護建筑物又能抗御墩周因防護體加深的沖刷,是一項合理可靠的防護辦法。立體防護可分為板樁(木樁或鋼軌樁)圍堰內(nèi)填片石、樁圍幕(板樁或鉆孔樁做圍幕)中壓漿、化學(xué)加固土體、旋噴樁及地下連續(xù)墻圍幕等。
整孔防護在全橋或數(shù)孔范圍內(nèi)設(shè)置整體防護。整孔防護的頂面高程應(yīng)力求降低,以盡量少影響排洪能力,但不必要求一定設(shè)置在一般沖刷線。整體防護優(yōu)點為整體性強,抗沖能力大。根據(jù)地形、地質(zhì)及河流水文情況(如流速)分別采用漿砌片石或混凝土護底、干砌片石護底、石籠護底及橋下游修檔砂壩等。
加深基礎(chǔ)鉆孔樁是加深墩臺基礎(chǔ)最常用的方法之一。在原基礎(chǔ)周圍加鉆孔樁(或套下沉井),新灌筑鋼筋混凝土承臺,使新舊基礎(chǔ)共同受力。
臨時防護常用的方法有拋石、拋石籠兩種,是汛期洪水沖刷已威脅墩臺基礎(chǔ)安全時的搶救方法。僅限于常年有水的河流上迫不得已時使用。
地下連續(xù)墻圍幕的立體防護孟(廟)寶(豐)線北汝河大橋擴孔中應(yīng)用了頂進框架橋,并采用地下連續(xù)墻防護框架橋基礎(chǔ)獲得很好效果。兩個擴孔方案:一是按原橋式樣擴兩孔24m跨的上承鋼板梁橋。缺點是要拆除原橋臺及新建墩臺和架梁,線路架空距離、慢行時間、架梁封鎖時間均較長,對運輸干擾大,二是在西臺背后頂進2×18m框架橋,然后將西臺范圍內(nèi)(上下游靠河側(cè))做淺基防護,本橋采用后一方案,用地下連續(xù)墻作為框架橋(底板)立體防護的垂裙。地下連續(xù)墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),每個槽段長2.4m,墻寬為0.63m,墻高(入土深度)根據(jù)計算沖刷深度和自身穩(wěn)定條件決定。為解決各槽段的連接及防阻透水,使兩個槽段凹凸相接,在每個槽段灌筑混凝土?xí)r,均需安設(shè)和拔除鋼制接頭管,隨后灌筑接頭混凝土,見圖1。
鉆孔樁加深基礎(chǔ)南同蒲潼關(guān)黃河橋,上部結(jié)構(gòu)為24孔48m上承式鋼桁梁。下部結(jié)構(gòu)某號橋墩基礎(chǔ)由于施工等原因造成嚴重病害。①淺基。百年一遇洪水沖刷線超過基底1.1m。②沉井刃腳及頂部因沉井下沉施工方法不當,產(chǎn)生裂縫。井頂多條縱橫裂縫貫通,最大裂縫寬達9.7cm,隨時有可能掉塊。③沉井施工偏斜超限并有發(fā)展。該橋施工難度大,因為:該線繁忙不能長期封鎖施工加固;長年有水,水位變化大,施工需度汛;水面以下作業(yè)多;水利部門要求加固時不能壓縮河道,還需拆除原墩身及河床面以上部位的部分沉井。加固方案:①臨時加固。采用鋼板箍先將沉井頂部寬裂縫處包住等臨時措施。②永久加固。見圖2。先在原墩外鉆4根直徑2.2m,長40m的鉆孔樁;再在上下游兩根柱頂上各建一鋼筋混凝土橫抬梁(垂直水流方向);然后在橫抬梁頂用萬能桿件拼裝鋼塔架支承運營中的鋼梁,將原橋墩架空并拆除;最后在兩抬梁間加筑鋼筋混凝土聯(lián)結(jié)梁,在聯(lián)結(jié)梁上重建新的墩身。