山區(qū)農(nóng)村公路橋梁墩臺(tái)沖刷防護(hù)加固設(shè)計(jì)研究

王偉

（泗水縣交通運(yùn)輸局，山東濟(jì)寧272000）

0 引言

山區(qū)農(nóng)村公路橋梁墩臺(tái)經(jīng)常遭受著河流沖刷帶來的損害，對(duì)橋梁墩臺(tái)做好沖刷防護(hù)是非常重要的。公路橋梁是山區(qū)農(nóng)村村民保障生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，因此，對(duì)橋梁墩臺(tái)做好防護(hù)加固，不僅方便了村民的出行，也對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展具有一定的促進(jìn)意義。本文根據(jù)實(shí)際情況對(duì)山區(qū)橋梁防沖刷方案進(jìn)行分析。

1 對(duì)山區(qū)農(nóng)村公路橋梁墩臺(tái)沖刷防護(hù)設(shè)計(jì)的必要性

1.1 為山區(qū)農(nóng)村村民的安全考慮

山區(qū)農(nóng)村公路橋梁普遍存在，一部分修建多年的橋梁受到風(fēng)吹雨打、河流沖刷等因素的影響，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)的現(xiàn)象，再加上日益增多的車輛承載量，給橋梁帶來一定的安全隱患。因此，對(duì)這部分橋梁進(jìn)行防護(hù)加固，不僅是為了保障車輛通行，更是為當(dāng)?shù)卮迕裣踩[患。在我國(guó)的某一山區(qū)公路橋梁中，下部為了擴(kuò)大基礎(chǔ)、實(shí)體上部為5 跨6m 實(shí)心板，在經(jīng)歷過多次洪水的沖刷后，該橋梁墩臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)部分受損非常嚴(yán)重，因此留下較大的安全隱患。因?yàn)槎张_(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)出現(xiàn)破損、基底懸空、基礎(chǔ)裸露等病害，如果山區(qū)村民在進(jìn)行貨物運(yùn)輸時(shí)車輛承載過重，那么在車輛通過時(shí)將非常危險(xiǎn)，有可能發(fā)生橋梁斷裂，甚至造成車毀人亡的交通事故，所以對(duì)橋梁進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)是出于對(duì)村民安全的考慮。如果山區(qū)沒有公路橋梁，這將會(huì)阻礙我國(guó)的扶貧政策的執(zhí)行，所以對(duì)山區(qū)農(nóng)村公路的防護(hù)設(shè)計(jì)不僅是為了交通，同時(shí)也是為了響應(yīng)國(guó)家的扶貧號(hào)召，為我國(guó)的山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展打下基礎(chǔ)[1]。

1.2 多數(shù)山區(qū)農(nóng)村公路橋梁受損嚴(yán)重

山區(qū)農(nóng)村經(jīng)常有河流從山上流下，由于橋梁擋住了河流的流向，導(dǎo)致河流經(jīng)常對(duì)橋梁進(jìn)行直面沖刷。山區(qū)地形復(fù)雜，所以對(duì)于不同山區(qū)中的橋梁公路要實(shí)施不同的設(shè)計(jì)方案，大多數(shù)橋梁為U 型橋段，上部為1～20m 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁。對(duì)于這種橋梁的設(shè)計(jì)選用河床鋪設(shè)加固，在鋪設(shè)層頂面以下大于1m 位置處設(shè)置基礎(chǔ)底面，防止在日后的洪水沖刷中將橋梁再度損壞。

2 公路橋梁墩臺(tái)沖刷防護(hù)設(shè)計(jì)方案

2.1 分析橋梁受損原因

農(nóng)村橋梁墩臺(tái)被沖刷嚴(yán)重的位置大多在橋墩，也有部分由于橋梁過矮導(dǎo)致橋底與水面之間的距離太近，在洪澇災(zāi)害時(shí)，水流就會(huì)沖擊橋底，而橋底部是非常脆弱的部位，所以對(duì)于這部分的設(shè)計(jì)要應(yīng)用新型的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)許多橋梁由于早期建筑技術(shù)不成熟，導(dǎo)致橋梁兩端與地面連接不穩(wěn)固，在洪水進(jìn)行沖刷時(shí)，這些不穩(wěn)固的部位可能出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前需要對(duì)特定的橋梁進(jìn)行仔細(xì)考察，對(duì)其受損部位進(jìn)行研究，避免在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)方案不符合橋梁的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致橋梁設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差，還可能因此延誤工期。

2.2 設(shè)計(jì)橋梁防沖刷加固原理

連接承臺(tái)設(shè)計(jì)和大多數(shù)橋梁設(shè)計(jì)方法基本一致，其設(shè)計(jì)的承載為圓墩臺(tái)所受的全部荷載和其自身的重力連接承臺(tái)的承載基源，圓墩臺(tái)將所有承受的重量全部傳遞給連接的承臺(tái)，所以在設(shè)計(jì)方案中需要對(duì)連接承臺(tái)進(jìn)行載重量預(yù)算，通過物理受力的方法對(duì)橋梁進(jìn)行受力設(shè)計(jì)，建設(shè)好地基，為了承載更大的重力作用。連接承臺(tái)設(shè)計(jì)方案十分重要，如果在設(shè)計(jì)中沒有合理地計(jì)算，那么在建設(shè)過程中可能出現(xiàn)橋梁坍塌等潛在安全隱患，會(huì)對(duì)施工人員的生命安全造成威脅，所以在橋梁設(shè)計(jì)過程中，橋梁設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)必須精確。同時(shí)按一般橋梁的承重設(shè)計(jì)預(yù)算外，還應(yīng)該進(jìn)行抗彎、抗剪和抗沖試驗(yàn)。這樣可以避免二次施工，節(jié)省人力物力。由于連接承臺(tái)架設(shè)在水中，所以在沉井懸空后，樁基也能承受其重力正常使用，在設(shè)計(jì)中其位置應(yīng)該盡量靠近舊沉井基礎(chǔ)[2]。

2.3 橋梁防沖刷加固方案

在橋梁的建設(shè)中，橋梁底部高度有一定的限制，同時(shí)也需要在河道內(nèi)部施工，施工環(huán)境非常惡劣且大型機(jī)械無法進(jìn)入橋梁底部，所以要選擇合適的方法進(jìn)行加固。我國(guó)工程師研發(fā)的單旋噴鉆機(jī)用旋噴樁對(duì)橋墩臺(tái)的淺埋基礎(chǔ)進(jìn)行加固。使用這種方法，不僅可以使得旋噴樁樁體之間相互咬合，同時(shí)也可以起到擋水為帷幕的作用，防止基礎(chǔ)下的土體被洪水再次沖刷，造成二次破壞，這對(duì)于施工者來說是需要慎重考慮的。而在施工過程中也要考慮許多外界因素，例如鉆井過程受阻時(shí)，可以改用潛孔錘引孔鉆機(jī)至設(shè)計(jì)標(biāo)后，再用普通鉆頭進(jìn)行旋噴、提升注漿。在施工過程中鉆井旋噴也要做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，將設(shè)備準(zhǔn)備好，如高壓泵、水泥攪拌機(jī)，用高壓板連接，以防止在連接輸送過程中產(chǎn)生泥漿噴射，造成不必要的工程失誤。

3 橋梁防沖刷加固施工過程中注意事項(xiàng)

3.1 施工材料選用符合地形

施工過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)個(gè)別施工人員偷工減料，以至橋梁在后期使用中帶有較大的安全隱患，所以相關(guān)橋梁監(jiān)督人員要對(duì)橋梁使用材料進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)在施工過程中也要將材料用到實(shí)處。由于不同山區(qū)中洪水沖刷效果不同，所以在使用材料時(shí)也要進(jìn)行合理的搭配，如果使用遇水易碎的材料則更加容易造成安全隱患。為了使橋梁在日后的使用過程中更加安全堅(jiān)固，在選用橋梁建設(shè)所使用的鋼筋時(shí)，要考慮橋梁的鋼筋是否適合相關(guān)地形，鋼筋中含有鐵元素較多，容易發(fā)生氧化形成鐵銹，所以要使用防水鋼筋。此外，在后期的使用過程中，要注意防止鋼筋因?yàn)闃蝮w石灰混凝土受潮而變得松軟較易造成橋梁坍塌等問題的發(fā)生，對(duì)此，可以采用涂刷防水防潮涂料，增加相應(yīng)的加固劑等，從而提升橋梁的整體穩(wěn)定性。

3.2 施工人員的安全問題

施工人員在山區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜下進(jìn)行作業(yè)時(shí)，常常會(huì)因?yàn)樯絽^(qū)地形復(fù)雜，而在操作過程中出現(xiàn)危險(xiǎn)。例如2020年一位橋梁修理工在對(duì)橋體進(jìn)行檢查時(shí)，因?yàn)槔|繩斷裂而墜入河中，因此，工作人員的安全問題是施工方需要認(rèn)真考慮的問題，要保障其在作業(yè)過程中的安全，才能夠從根本上提升施工作業(yè)的質(zhì)量。當(dāng)施工人員在河床進(jìn)行操作時(shí)，要派專人進(jìn)行安全督查，應(yīng)用安全設(shè)備做好安全防護(hù)。同時(shí)對(duì)于施工要使用的工具、材料等，提前進(jìn)行查驗(yàn)，從而保證最為基礎(chǔ)的安全作業(yè)，另外，施工人員也要在施工前學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，在安全事故發(fā)生時(shí)，知道該怎樣自救。施工方要對(duì)此加以重視，加大安全投資成本，對(duì)施工人員的安全設(shè)備進(jìn)行定時(shí)的檢查和更新，以確保全部設(shè)備不會(huì)由于年限、老化等產(chǎn)生安全問題，施工方應(yīng)杜絕在安全設(shè)備方面節(jié)約成本的情況出現(xiàn)。施工單位必要對(duì)施工人員的安全問題負(fù)責(zé)，將安全生產(chǎn)放在首要位置，切實(shí)保障全部施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，從而提升工程的整體效益[3]。

3.3 關(guān)注施工過程中天氣的變化

山區(qū)復(fù)雜的天氣對(duì)施工也有非常大的影響。施工方需要對(duì)山區(qū)的天氣進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)注。不同的天氣對(duì)于施工的影響也是有差異的，比如在攪拌混凝土?xí)r，如果有大量的雨水落入混凝土中，就會(huì)對(duì)灌注混凝土橋墩產(chǎn)生巨大的影響，同時(shí)雨天作業(yè)對(duì)于施工人員是非常危險(xiǎn)的，施工方也需要充分考慮施工人員的安全問題。另外，山區(qū)易發(fā)生泥石流等重大自然災(zāi)害，這就需要相關(guān)工作人員充分熟悉周邊的地貌，如果出現(xiàn)災(zāi)害預(yù)警，則需要及時(shí)撤離施工人員[4]。

4 結(jié)語

對(duì)于農(nóng)村公路橋梁墩臺(tái)沖刷防護(hù)加固而言，其不僅有利于農(nóng)村山區(qū)人民的生活，也響應(yīng)了國(guó)家農(nóng)村建設(shè)的相關(guān)號(hào)召。在實(shí)踐過程中，采用混凝土包層加固的施工方法，這種方法不僅操作簡(jiǎn)單，也適用于施工場(chǎng)地受限的空間。同時(shí)，施工中隱孔與旋噴注漿分開操作，既可以加快施工進(jìn)度，也能夠提升施工效果。此外，施工方也應(yīng)該積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，在施工過程中降低對(duì)附近的環(huán)境產(chǎn)生污染，應(yīng)將廢棄物放置在規(guī)定的位置，切實(shí)貫徹“綠水青山就是金山銀山”的理念，促使整體施工過程更加綠色、環(huán)保、健康。