桥梁浅基病害整治一例
2011-09-22 来源：现代鲁班网
1． 前言
近几年来，虽着经济的发展，以及国家加大对基础建设的投资，作为主要建筑材料，河砂的需求量增加，致使河流附近的居民无限制挖砂。导致河床面不断下切，造成铁路桥梁基础埋深下降，从而形成浅基，危及铁路行车安全。特别是在遭遇特大洪水时，很短的时间内就会造成巨大的损失，且不宜发现险情。2001年8月初东莱线K34+879桥和蓝烟线某桥、2002年6月陇海线灞河桥就因基础埋深较浅，洪水冲刷造成桥墩倾斜，冲走部分梁体，中断行车数月，造成巨大损失。桥梁形成浅基后，为保障行车安全，汛期还需派员24小时监护。因此，为保障铁路运输安全，对浅基桥梁要及时进行防护。
2． 浅基病害的整治
对于桥梁浅基，常规的防护方法是：a.分散集中水流，减小水流动能；b. 河床铺砌片石，提高河床的抗冲刷能力；c. 在下游设置拦砂坝，减小水流落差，降低流速；d.延伸基础，增加埋深。针对浅基不同的形成原因，可以采取不同的措施。对于有的河流可以同时采取多种措施，但在河道中施工都具有不易开挖基坑的难点，特别是下游垂裙，埋深浅就易冲毁，较深时施工困难，经费超支，以至大大超过设计预算。旋喷桩作为一种新的施工工艺和新的施工方法，在浅基防护应用中有着显著的优点。
旋喷桩是将带有特殊喷嘴的注浆管置于设计深度，使用高压喷射流使固化浆液（水泥浆）与土体混合，若在喷浆的同时，喷嘴以一定的速度旋转、提升，则形成水泥土圆柱形桩体,一般称为旋喷桩。在浅基防护中，a.浅基桥梁一般同时还具有承载力不足等问题，旋喷桩可以延伸基础埋深，即沿桥基外侧均匀布置旋喷桩，桩与桩相连，形成沉井帷幕，新形成沉井与原基础连接，共同受力，提高原地基承载力；b.作为下游垂裙，根据需要的垂裙宽度、深度，确定旋喷桩的排数、间距和长度；c.旋喷桩可以作为下游拦砂坝，使桥墩附近河床不再下切 。
3． 工程实例
3.1工程概况
东莱线K41＋184桥建于1959年，系单线15孔16m钢筋混凝土P型梁；桥上线路直线平坡。该桥桥墩为圆形，75号浆砌料石；基础为直径5.2m的混凝土圆形沉井,沉井高度均为5m，原设计沉井底置于下部风化岩层面，在施工过程中，由于涌砂严重，在距岩层约1.0m处停止下沉，未能置于岩石上。河道常年有水，雨季及上游水库放水时水量较大，水质无污染。因下游不断挖砂，0号台到7号墩之间的河床面每年约下降约1.0m，1--7号的沉井顶均已露出河床面约1.5米，局部冲刷深度约2.5米，接近沉井底；列车通过时，桥墩晃动严重，横向振幅超限，限速行使。
3.2防护方案
经有关单位充分论证，决定对该桥采用平面防护和立体防护相结合的方法；对位于河道中的1—7号墩采用旋喷桩帷幕，扩大基础底面积，增加基础埋深，提高地基承载力；下游距桥墩55m处设置拦砂坝，坝体采用旋喷桩，使坝前河床面有适当的提高，且使基础埋深不再下降。
3.2.1 基础加固延伸
在沉井基础周围施工两排计62根旋喷桩，桩端穿透下卧层并进入岩石风化层，内圈桩部分桩体支撑沉井基础；桩长按土层的实际厚度而定，桩端置于风化岩石。沉井基础上部和墩身用钢筋混凝土包箍补强，使桩与沉井基础连结为一体，形成共同受力的新基础。
旋喷桩灌注后在沉井周围形成一新沉井并与原沉井联结为一体，提高了基础的承载面积；用钢筋混凝土对沉井及墩身进行包打，增加基础和桥墩的断面尺寸，提高了桥墩的刚度。
3.2.2 拦砂坝防护
为了防止桥梁附近的河砂流失，在距桥墩下游50m处修建拦砂坝；禁止河流下游挖砂难度比较大，但阻止在桥梁附近挖砂相对容易，特别是桥梁上下游200m内禁止挖砂铁路法已有明确规定，因此修建拦砂坝可以有效保证桥墩基础有一定的埋深。
拦砂坝轴线与桥中心线平行，距沉井基础边55米。下部采用旋喷桩，上部采用浆砌片石夹片石混凝土，上、下部分中间采用φ22牵钉连接，坝顶标高与沉井顶标高基本相同。坝两端沿河岸方向设置护岸，护岸方向与河岸方向一致。
旋喷桩设计桩径110cm，设计桩距90cm，设计排距90 cm；共布置四排，下游一排桩顶距河床面3.0m,因基岩层面起伏不一，桩长施工前无法确定，各桩的桩长以钻机钻入风化岩层后的实际长度为设计长度。为加强桩底与岩层的连接，桩底复喷50cm，即钻头下到底后按设计提升速度再次旋喷提升。3.2.3 拦砂坝设计计算
计算以洪水过后拦砂坝下游冲刷深度至风化岩层为依据，即拦砂坝上游为饱和砂土，有水压力和土压力；下游为临空面，无水压力和土压力；坝底置于风化岩层，坝体无相对移动，可按重力式挡墙计算，不计浮力对坝体的作用。具体计算过程略。
4. 工程质量和效果
该工程竣工后不久，墩顶横向振幅大幅度降低，符合规范要求，该桥取消了慢行。后又经历两个汛期，坝前也产生了一定的淤积，经受住了洪水考验，达到预期的效果。
5. 结束语
桥梁浅基是影响汛期行车安全的重大设备病害，对浅基病害应结合实际情况，选择有效的整治方法；旋喷桩作为一种比较成熟的施工技术，对桥梁墩台浅基防护具有工期短、造价低、质量可靠等优点。特别是在常年有水河流中，基坑开挖困难，其它方法施工困难，显示出其他处理方法无可替代的优越性。
