橋梁淺基病害整治一例
1． 前言
近幾年來(lái)，雖著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及國(guó)家加大對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的投資，作為主要建筑材料，河砂的需求量增加，致使河流附近的居民無(wú)限制挖砂。導(dǎo)致河床面不斷下切，造成鐵路橋梁基礎(chǔ)埋深下降，從而形成淺基，危及鐵路行車安全。特別是在遭遇特大洪水時(shí)，很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)造成巨大的損失，且不宜發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情。2001年8月初東萊線K34+879橋和藍(lán)煙線某橋、2002年6月隴海線灞河橋就因基礎(chǔ)埋深較淺，洪水沖刷造成橋墩傾斜，沖走部分梁體，中斷行車數(shù)月，造成巨大損失。橋梁形成淺基后，為保障行車安全，汛期還需派員24小時(shí)監(jiān)護(hù)。因此，為保障鐵路運(yùn)輸安全，對(duì)淺基橋梁要及時(shí)進(jìn)行防護(hù)。
2． 淺基病害的整治
對(duì)于橋梁淺基，常規(guī)的防護(hù)方法是：a.分散集中水流，減小水流動(dòng)能；b. 河床鋪砌片石，提高河床的抗沖刷能力；c. 在下游設(shè)置攔砂壩，減小水流落差，降低流速；d.延伸基礎(chǔ)，增加埋深。針對(duì)淺基不同的形成原因，可以采取不同的措施。對(duì)于有的河流可以同時(shí)采取多種措施，但在河道中365JT施工都具有不易開(kāi)挖基坑的難點(diǎn)，特別是下游垂裙，埋深淺就易沖毀，較深時(shí)施工困難，經(jīng)費(fèi)超支，以至大大超過(guò)365JT設(shè)計(jì)預(yù)算。旋噴樁作為一種新的施工工藝和新的施工方法，在淺基防護(hù)應(yīng)用中有著顯著的優(yōu)點(diǎn)。
旋噴樁是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于設(shè)計(jì)深度，使用高壓噴射流使固化漿液（水泥漿）與土體混合，若在噴漿的同時(shí)，噴嘴以一定的速度旋轉(zhuǎn)、提升，則形成水泥土圓柱形樁體,一般稱為旋噴樁。在淺基防護(hù)中，a.淺基橋梁一般同時(shí)還具有承載力不足等問(wèn)題，旋噴樁可以延伸基礎(chǔ)埋深，即沿橋基外側(cè)均勻布置旋噴樁，樁與樁相連，形成沉井帷幕，新形成沉井與原基礎(chǔ)連接，共同受力，提高原地基承載力；b.作為下游垂裙，根據(jù)需要的垂裙寬度、深度，確定旋噴樁的排數(shù)、間距和長(zhǎng)度；c.旋噴樁可以作為下游攔砂壩，使橋墩附近河床不再下切 。
3． 工程實(shí)例
3.1工程概況
東萊線K41＋184橋建于1959年，系單線15孔16m鋼筋混凝土P型梁；橋上線路直線平坡。該橋橋墩為圓形，75號(hào)漿砌料石；基礎(chǔ)為直徑5.2m的混凝土圓形沉井,沉井高度均為5m，原設(shè)計(jì)沉井底置于下部風(fēng)化巖層面，在施工過(guò)程中，由于涌砂嚴(yán)重，在距巖層約1.0m處停止下沉，未能置于巖石上。河道常年有水，雨季及上游水庫(kù)放水時(shí)水量較大，水質(zhì)無(wú)污染。因下游不斷挖砂，0號(hào)臺(tái)到7號(hào)墩之間的河床面每年約下降約1.0m，1--7號(hào)的沉井頂均已露出河床面約1.5米，局部沖刷深度約2.5米，接近沉井底；列車通過(guò)時(shí)，橋墩晃動(dòng)嚴(yán)重，橫向振幅超限，限速行使。
3.2防護(hù)方案
經(jīng)有關(guān)單位充分論證，決定對(duì)該橋采用平面防護(hù)和立體防護(hù)相結(jié)合的方法；對(duì)位于河道中的1—7號(hào)墩采用旋噴樁帷幕，擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積，增加基礎(chǔ)埋深，提高地基承載力；下游距橋墩55m處設(shè)置攔砂壩，壩體采用旋噴樁，使壩前河床面有適當(dāng)?shù)奶岣撸沂够A(chǔ)埋深不再下降。
3.2.1 基礎(chǔ)加固延伸
在沉井基礎(chǔ)周圍施工兩排計(jì)62根旋噴樁，樁端穿透下臥層并進(jìn)入巖石風(fēng)化層，內(nèi)圈樁部分樁體支撐沉井基礎(chǔ)；樁長(zhǎng)按土層的實(shí)際厚度而定，樁端置于風(fēng)化巖石。沉井基礎(chǔ)上部和墩身用鋼筋混凝土包箍補(bǔ)強(qiáng)，使樁與沉井基礎(chǔ)連結(jié)為一體，形成共同受力的新基礎(chǔ)。
旋噴樁灌注后在沉井周圍形成一新沉井并與原沉井聯(lián)結(jié)為一體，提高了基礎(chǔ)的承載面積；用鋼筋混凝土對(duì)沉井及墩身進(jìn)行包打，增加基礎(chǔ)和橋墩的斷面尺寸，提高了橋墩的剛度。
3.2.2 攔砂壩防護(hù)
為了防止橋梁附近的河砂流失，在距橋墩下游50m處修建攔砂壩；禁止河流下游挖砂難度比較大，但阻止在橋梁附近挖砂相對(duì)容易，特別是橋梁上下游200m內(nèi)禁止挖砂鐵路法已有明確規(guī)定，因此修建攔砂壩可以有效保證橋墩基礎(chǔ)有一定的埋深。
攔砂壩軸線與橋中心線平行，距沉井基礎(chǔ)邊55米。下部采用旋噴樁，上部采用漿砌片石夾片石混凝土，上、下部分中間采用φ22牽釘連接，壩頂標(biāo)高與沉井頂標(biāo)高基本相同。壩兩端沿河岸方向設(shè)置護(hù)岸，護(hù)岸方向與河岸方向一致。
旋噴樁設(shè)計(jì)樁徑110cm，設(shè)計(jì)樁距90cm，設(shè)計(jì)排距90 cm；共布置四排，下游一排樁頂距河床面3.0m,因基巖層面起伏不一，樁長(zhǎng)施工前無(wú)法確定，各樁的樁長(zhǎng)以鉆機(jī)鉆入風(fēng)化巖層后的實(shí)際長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。為加強(qiáng)樁底與巖層的連接，樁底復(fù)噴50cm，即鉆頭下到底后按設(shè)計(jì)提升速度再次旋噴提升。3.2.3 攔砂壩設(shè)計(jì)計(jì)算
計(jì)算以洪水過(guò)后攔砂壩下游沖刷深度至風(fēng)化巖層為依據(jù)，即攔砂壩上游為飽和砂土，有水壓力和土壓力；下游為臨空面，無(wú)水壓力和土壓力；壩底置于風(fēng)化巖層，壩體無(wú)相對(duì)移動(dòng)，可按重力式擋墻計(jì)算，不計(jì)浮力對(duì)壩體的作用。具體計(jì)算過(guò)程略。
4. 工程質(zhì)量和效果
該工程竣工后不久，墩頂橫向振幅大幅度降低，符合規(guī)范要求，該橋取消了慢行。后又經(jīng)歷兩個(gè)汛期，壩前也產(chǎn)生了一定的淤積，經(jīng)受住了洪水考驗(yàn)，達(dá)到預(yù)期的效果。
5. 結(jié)束語(yǔ)
橋梁淺基是影響汛期行車安全的重大設(shè)備病害，對(duì)淺基病害應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，選擇有效的整治方法；旋噴樁作為一種比較成熟的施工365JT技術(shù)，對(duì)橋梁墩臺(tái)淺基防護(hù)具有工期短、造價(jià)低、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。特別是在常年有水河流中，基坑開(kāi)挖困難，其它方法施工困難，顯示出其他處理方法無(wú)可替代的優(yōu)越性。
