高速公路改擴建中的橋梁沖刷加固技術分析

胡清和， 李 濤

(1.安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230088；2.公路交通節(jié)能環(huán)保技術交通運輸行業(yè)研發(fā)中心， 安徽 合肥 230088)

1 既有橋梁沖刷病害遺漏

高速公路改擴建項目，橋梁主要設計內容為拼寬設計及根據檢測報告上的病害進行加固設計。但經常存在檢測未能發(fā)現(xiàn)水面以下橋墩及樁基的沖刷病害(圖1)，而導致遺漏樁基沖刷，無沖刷加固設計，導致后期施工的變更，造成工期延后，造價增加等問題。

圖1 橋墩沖刷現(xiàn)狀

做到以下幾點，有助于避免遺漏橋梁沖刷病害：

(1) 外業(yè)調查階段，調查(檢測)可能是在汛期，水位較高，未能發(fā)現(xiàn)橋墩和樁基的沖刷病害。但是其實一個項目從前期的工可到施工圖設計，整個周期應該都會超過1年時間，在整個設計周期內至少能經歷一年四季的一個輪回，如果設計人員有意識地在旱季枯水季節(jié)去補充該部分的調查，設計時是可以避免這種問題的發(fā)生。

(2) 收集資料階段，內業(yè)設計之前，需收集高速公路管養(yǎng)部門的年檢記錄，橋墩的沖刷不是短時間內造成的，正常的管養(yǎng)健康檢查記錄，應該都能體現(xiàn)這種病害。

(3) 內業(yè)設計階段，設計人員對這種存在一定未知的風險情況，缺乏敏感性。在不能確定既有結構是否存在質量問題的情況下，盡量在設計過程中考慮一定相關的工程量。

2 充分分析、利用橋梁之前加固方案的使用情況，來指導新的加固設計

對于有沖刷病害的橋梁，在對沖刷加固設計之前，應核查本橋梁之前是否有過沖刷加固，因為此類橋梁往往存在多次加固可能，如果之前有對部分橋墩樁基加固設計過，應該對已加固過的橋墩現(xiàn)狀情況進行分析，之前加固過的橋墩經過多年的使用以及流水沖刷的考驗，根據現(xiàn)狀情況來分析之前的加固方案的合理之處以及不足之處，以供本次加固設計提供經驗及借鑒之處。

如果本橋未有沖刷加固過，應收集該河流上下游橋梁的加固資料，加以分析加固后使用情況，以供本次加固設計提供經驗及借鑒之處。

3 針對沖刷病害的橋墩加固設計

針對橋墩沖刷問題所做的加固設計，其實是要解決兩個問題，一是解決河床沖刷問題，二是解決橋墩及樁基礎沖刷問題。二者即是關聯(lián)的又有獨立的。因為如果河床一直沖刷掏空，樁基礎受沖刷的長度也會越來越長，反之如果河床穩(wěn)定不沖刷了，樁基沖刷深度也不會進一步擴大。但是為什么說又有獨立的？如果樁基質量非常好，也有較好鋼套筒防護，沖刷對樁基本身的質量基本影響不大，但是河床在不斷的沖刷，最終導致樁基的有效長度不夠或者甚至完全暴露，這樣樁基質量再好也不行。反過來，如果河床防護很好，不存在掏空下沉，但是河床以上的橋墩或樁基已經被沖刷嚴重，鋼筋外露，有效截面減小，這樣的橋墩也是不行的，所以說河床沖刷和樁基沖刷既是相關聯(lián)的又是兩個獨立的問題。

河床沖刷問題：判斷河床有沒有繼續(xù)沖刷，掏空的可能，如果沒有已經到了最大沖刷深度，或者說已經到了巖層，或者之前的防沖刷處理比較成功，這樣的話可能就不會繼續(xù)沖刷掏空，河床趨于穩(wěn)定，此時只需采用和之前類似的河床防沖刷的鋪砌方案來應對河床沖刷。

如果河床沖刷掏空現(xiàn)象未停止，則需要進一步研究對河床防沖刷的方案，可能就是需要對整個更大范圍內的河床進行石籠鋪砌或者其他方案，才可能對防止河床的進一步沖刷有更好的效果?；蛘呤欠駱蛭桓浇嬖谔陨橙∩车膯栴}導致，這就需要相關部門對河道保護進行管控。

橋墩墩柱及樁基加固：首先判斷有效樁長是否滿足要求，如果有效樁長滿足要求，則只需對沖刷受損的部分以及河床以下一定范圍內進行加固，使得其強度達到設計要求，并阻止沖刷病害的進一步發(fā)展。如果判斷有效樁長不滿足要求，那就需要采取加樁的形式(比如常見的扁擔樁加系梁)的方式來加固(圖2)，來增加樁基承載能力。

圖2 橋墩沖刷加固照片

4 結 論

(1) 老橋外業(yè)調查盡量在枯水季節(jié)進行，否則就需要補充調查；在設計之前需收集管養(yǎng)避免的養(yǎng)護資料及檢測資料；在存在沖刷現(xiàn)象的河流，橋梁下部結構勢必存在沖刷問題，設計人員應提前考慮。做好以上三點，應該能避免此類問題的遺漏。

(2) 在做加固設計之前應該充分分析、利用已有的加固方案的使用情況來指導新的加固設計。

(3) 合理分析河床沖刷問題和基礎沖刷問題，是沖刷加固設計的關鍵所在。