山区地段桥梁基础工程论文
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山区地段多河流、河谷，枯水期河道中水深较浅、河床较窄，汇集于坡脚低洼处，流速缓慢;雨季时，由于坡面汇水导致河流水量增加，流速增大，在地形平坦宽阔处河床加宽，并退水后难以恢复原貌。在山区桥梁设计选线时，受地形条件的限制，为跨越河道及河谷等复杂地段，桥梁基础不可避免的设置于河道中、河岸边及山体上，常受河水水流冲刷及地质灾害作用，对桥梁施工及后期运营阶段基础的承载力及稳定性构成威胁，存在巨大安全隐患。由于山区地形地貌、水文地质特点，桥梁基础设计标高存在差异，导致基础位置及埋置深度不同。结合路线沿线现场勘察，现将山区地段地形与桥梁基础位置关系分为河道中、坡顶、坡中及坡脚五类。
2山区地段桥梁基础工程问题
2.1河道中及河岸边桥梁基础冲刷问题
山区地段桥梁以沿河流走向为设计指导思想，桥梁基础多处位于河道中或河岸边，由于施工中弃渣或施工机械随意堆放，压缩了河道断面，导致水流流速增加，造成墩周局部冲刷剧烈、河床下切，引起墩台基础不同程度外露，降低了基础承载能力，威胁桥梁安全。如图2－a)所示，图中桩基位于河道中，水流已对桩基造成冲刷，且部分桩基外露。
2.2陡坡桥梁基础稳定性问题
冲刷和边坡岩体破碎是影响山区桥梁基础稳定性与承载能力的重要因素。陡坡地段岩质在基础施工过程中受到扰动，岩体破碎;雨水冲刷往往造成松散体滑塌，陡坡基础外露，桥墩稳定性降低。如图2－b)所示，图中桩基位于陡坡坡顶，由于雨水及风化作用下，土体剥落侵蚀，桩侧土体缺失严重，承载力降低，桩基稳定性得不到保障。
2.3施工弃渣随意堆放问题
受地形地貌的限制，山区公路桥梁建设中土石方的纵向调配十分困难，不可避免地会产生大量弃土(石)。弃渣是一种特殊的人工地质体，一般由土、石等工程废弃物构成，具有多孔隙、欠固结的结构特点，防护体系不完善的弃渣在降雨与风等因子的作用下水土流失极为严重，极易引发滑坡、泥石流等严重地质灾害及次生灾害。弃渣堆积在桥梁墩柱旁时，对桥梁墩柱产生横向推力，在设计中，该部分横向力是未考虑的;当推力足够大时，墩柱及基础的稳定性和安全使用受到威胁，严重时可能会将桥墩推倒，导致桥梁垮塌，造成重大安全事故。如图1c所示，弃渣堆积在桩基墩柱边，且对墩柱造成偏压，墩柱受力不合理，在雨水的作用下，弃渣堆积体易发生滑塌，严重威胁桥梁安全。
2.4陡坡岩土体稳定性问题
在施工过程中，对靠近桥梁结构的山体进行不合理的开挖，并未采取相应的处治及防护措施，导致在部分桥梁结构施工完成后难以处理。岸坡岩土体不稳定，常在扰动或雨水的作用下发生下落，对桥梁墩柱造成撞击，严重影响桥梁基础的安全使用，使得桥梁结构的安全性得不到保障。如图1d所示，陡坡岩土体在雨水等因素作用下发生滑落，并对墩柱造成撞击，撞击后堆积在墩柱一侧，对墩柱形成偏压。
2.5防护结构失效问题
山区地段地质灾害频发，在存在安全隐患的边坡地段修建防护结构(如预应力锚索框架梁)是对桥梁基础周边岩土体的一种主动防护措施，预防发生灾害，保护桥梁基础，同时保证桥梁的安全使用。但在施工中存在施工不规范、不精细的情况，导致防护结构破坏、变形、失效，没有发挥其防护作用，反而加重了坡体负担，易诱发灾害。如图1e所示，桩基位于坡脚，坡体已有锚杆框架梁防护，桩侧有抗滑桩，图中可见锚杆框架梁已产生变形，框架内及挡土墙墙背土体被掏空，结构已失效，并没有充分发挥其防护作用。
2.6排水设施不完善问题
桥梁排水系统主要排出路基路面及边坡汇集的雨水，并将其引致沟底，避免对桥台及墩柱造成冲刷。在雨季，山区水量较大，且水流流速较快，完善地排水设施能将路基路面及边坡排水顺利引致沟底，减小对桥台及桥墩的冲刷，保证桥梁安全使用。如图1f所示，墩柱位于天然形成的冲沟沟底，在雨水的作用下，墩柱承台基础存在冲刷现象，承台底部已出现掏空现象，长期如此，直接威胁桥梁稳定性。
3成因分析及解决对策
3.1陡坡桥梁基础冲刷
山区地段坡体岩性较差、破碎，施工过程中对边坡产生扰动，弃渣未采取有效的处理措施，形成坡积体，且未采取任何防护措施，经雨水冲刷，基础周围水土流失明显，导致基础外露。建议施工中避免大切大挖扰动坡体，做好相关临时施工排水措施，对于不稳定坡体在施工前期可采用M7.5或M10浆砌片石护面墙防护，施工中防止弃渣堆积，基础外露处要及时进行回填或采取相应防护。
3.2山体危岩滑落
山区地质条件复杂，岩体破碎，岩体受构造作用形成块体结构，体积与重量较大，一旦脱离母体滑落，其具有巨大能量，且弹跳高，对于临近陡坡处的桥梁墩台及其基础会产生破坏性的撞击，严重影响桥梁稳定性。建议对存在隐患的危岩进行清理或采用M7.5浆砌片石挡墙围护，挡土墙具体尺寸根据坡面松散带长度及桥墩高度确定，确保支挡结构对墩台及其基础形成有效防护。
3.3坡体岩土体稳定性
坡积体下滑是山区常见不良地质现象，高速公路不仅有跨沟谷的桥梁，更有顺陡坡因路基设计困难而设置的长大桥梁，施工过程不规范操作造成陡坡上坡积体下滑而引起的桥梁基础病害较多，而且大多在雨季施工中发生，规模较大，其直接经济损失巨大。这对桥梁施工及后期运营期间的安全和经济效益都构成严重威胁。建议桥梁施工前应查清坡积体稳定与否，分析其对桥梁工程的影响，并使桥梁工程建设尽量不破坏和影响坡体的稳定性，施工顺序上必须先处理坡积体，后施工桥梁，减少坡体对桥梁的危害。常用的防护措施有预应力锚索框架梁、锚杆框架梁、挂网喷锚等。
3.4确保施工质量
基础工程质量对桥梁安全意义重大，是桥梁工程质量控制的重中之重，而基础属于隐蔽工程，质量控制难度大。在实际施工中，基础施工时受一些不可预见的客观因素和主观因素的影响，频频发生质量问题，对基础质量带来一定的安全隐患，直接影响到桥梁建成通车后的营运安全。为此，基础的施工常被施工操作人员和管理人员列为质量控制的重点和难点。建议对于桥梁基础的施工，工作人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程，严格遵守和执行设计图纸及操作规范，做好事前、事中控制以及事后检测和补救，确保桥梁按时、保质建成通车。
4结语
通过对山区高速公路沿线山区地段桥梁基础工程问题的调查，归纳总结得出了山区地段地形与桥梁关系特点及常见工程问题，并针对问题提出了相应的解决对策，为确保桥梁使用安全提供技术保障，同时供其它山区地段桥梁基础工程设计与施工提供参考。
作者：吴浩宁 单位：中国民航机场建设集团公司