公路橋梁下部結(jié)構(gòu)環(huán)保設計方法研究

恩主

摘 要：為解決公路橋梁建設環(huán)境污染與破壞較大的問題，本文在明確公路橋梁建設可能對環(huán)境造成的影響基礎上，對橋梁下部結(jié)構(gòu)環(huán)保設計進行分析，提出橋臺、基礎與橋墩三部分設計中可采取的環(huán)保做法，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：公路橋梁;下部結(jié)構(gòu);環(huán)保設計

如今，為適應經(jīng)濟發(fā)展需要，很多地區(qū)都在大力建設公路工程，橋梁作為滿足公路路線的重要設施，在公路中的占比不斷增加。然而，由于橋梁自身特點決定，使其建設過程中必然影響周圍自然環(huán)境。因此，在設計工作中就必須高度重視環(huán)保設計，尤其是橋梁下部結(jié)構(gòu)設計，必須在滿足功能要求的基礎上保證環(huán)保性。

1 公路橋梁建設可能對環(huán)境造成的影響

公路橋梁建設施工中，難免給周邊自然環(huán)境造成一些負面影響，這些影響主要包括以下幾個方面：

（1）水土流失。橋梁建設需長期在野外開展作業(yè)，為便于施工，很多施工隊伍都將駐地布置在與橋位相距較近且平坦的場地，然后采用機械進行場地平整與壓實，這樣會使原本處于生態(tài)平衡狀態(tài)的場地遭到不同程度的破壞;另外，為滿足施工要求經(jīng)常需要修筑臨時便道，這樣不僅會破壞原地貌植被，而且開挖還會對土體結(jié)構(gòu)造成破壞，最終引起水土流失。

（2）噪聲污染。橋梁主要由基礎和上、下部結(jié)構(gòu)三個部分構(gòu)成，施工需按照從下到上的順序進行。在橋梁基礎施工中，就需要用到很多機械設備，如樁機、吊機等，這些機械設備在運行過程中都會產(chǎn)生一定噪音與振動，造成噪聲污染[1]。

（3）水環(huán)境污染。橋梁施工中會產(chǎn)生大量廢水與廢漿，尤其是在基礎施工過程中為了穩(wěn)固樁孔內(nèi)壁，避免塌孔，經(jīng)常會用到泥漿護壁的方法，而泥漿在場地漫流則會對橋位附近水環(huán)境造成污染，而且施工現(xiàn)場生活污水經(jīng)常未加處理直接排放到水系當中，導致水環(huán)境嚴重惡化。

（4）大氣污染。橋梁建設還會給大氣環(huán)境造成污染，其原因包括：材料運輸時道路揚塵、汽車尾氣排放、物料灑落、場地揚塵等，這不僅會破壞橋位周圍大氣環(huán)境，而且還會對周圍動植物的正常生存及橋梁施工造成影響，甚至帶來安全隱患[2]。

通過上述分析可知，橋梁建設對環(huán)境有很大影響，這就要求在橋梁工程設計階段就加強環(huán)保方面的考慮，尤其是橋梁的下部結(jié)構(gòu)設計，因為橋梁下部結(jié)構(gòu)和環(huán)境之間的聯(lián)系更加緊密，通過適當?shù)沫h(huán)保設計，在滿足功能要求的基礎上，將橋梁施工對環(huán)境造成的不利影響降至最低程度。

2 下部結(jié)構(gòu)環(huán)保設計

下部結(jié)構(gòu)作為橋梁重要組成部分，其設計是橋梁設計的重要內(nèi)容，同時也是與環(huán)境保護關系最大、最密切的一部分，橋梁下部結(jié)構(gòu)主要包括橋臺、基礎與橋墩三個部分，在實際工作中應針對不同組成部分開展相應的環(huán)保設計，以保證設計成果的環(huán)保性，只有在設計上就充分注意環(huán)境保護，才能約束施工，減小橋梁施工對環(huán)境造成的破壞及影響[3]。

2.1 橋臺設計

橋臺的作用是連接橋梁和路基，在橋臺設計過程中，應充分考慮橋梁所在位置的地形地貌及巖土情況，有效處理橋梁和路基之間的銜接。若沿線范圍內(nèi)巖土特性良好，存在可靠的持力層，則應盡量減少邊坡開挖，以免對邊坡自穩(wěn)性造成影響，對環(huán)境保護方面的需求予以充分考慮，在條件允許的情況下優(yōu)先考慮分層臺階[4]。若橋梁兩側(cè)在巖土特性上存在明顯的差異，則要以巖土存在的差異為依據(jù)選擇適宜的結(jié)構(gòu)形式，可以是不對稱形式，在橫縱向均考慮臺階設計。若沿線范圍內(nèi)公路分布有軟基，則要在設計中通過減少開挖來防止邊坡垮塌等類似問題的發(fā)生，比如高樁承臺基礎可以保證橋臺自身可靠性，實現(xiàn)環(huán)境保護方面的要求，并能減少對邊坡的開挖，起到縮短工期的重要作用。除此之外，使橋臺和路基之間順暢連接也需要在設計工作中引起足夠的重視。因為路基與橋梁在剛度上存在很大差異，所以可能無法避免差異沉降現(xiàn)場的發(fā)生，對此，在設計工作中應確保橋臺和路基能夠達到平緩過渡，比如采用橋頭搭板來銜接這兩個部分，實踐表明，采用這樣的方法能從根本上避免跳車，不再需要通過破壞自然環(huán)境來保證平穩(wěn)過渡[5]。

2.2 基礎設計

對于公路橋梁而言，基礎的作用在于使橋梁荷載平穩(wěn)傳遞至巖土層當中，在設計中應注意防止基礎沉陷與滑移，否則將對地質(zhì)和地貌造成相對較大的干擾及影響。目前公路橋梁最常用的基礎形式為樁基礎。當設計采用樁基礎時，往往需要采用打入的方法，對此要通過合理的設計減小打入時可能產(chǎn)生的噪聲，并選擇良好的循環(huán)方式實施孔壁清理與清渣，針對特殊地質(zhì)情況，包括軟土與巖溶等，在樁基施工過程中應借助有效方式來護壁，避免對地質(zhì)環(huán)境造成不利影響。若橋梁使用明挖基礎，則要做好對所在位置水文情況的調(diào)查和掌握，以此編制對環(huán)境影響最小的明挖方案[6]。在基坑開挖時，還應進行地下水處理方面的專項設計，盡可能縮短坑壁直接暴露的時常，并保證排水及時性與有效性。如果明挖基礎存在較為嚴重的滲水問題或容易受到水流的沖刷作用，則要考慮其它基礎類型，否則必然會對橋梁施工及使用造成影響與隱患。而若設計采用沉井基礎，則要在設計中做好用地規(guī)劃，在滿足相關規(guī)范要求的基礎上減少對農(nóng)田等的占用，并設法減少或避免在河流當中進行修建，或盡可能減小實際的阻水面積。

2.3 橋墩設計

橋墩的作用在于連接橋梁的上部結(jié)構(gòu)和基礎，橋墩施工可能對環(huán)境造成的影響往往是多方面的，在實際的設計工作當中必須綜合考慮這些因素。比如，橋墩結(jié)構(gòu)形式選擇可能決定了占地面積，現(xiàn)在大多公路橋梁都采用柱式墩。該類墩的占地面積相對較大，而且相鄰兩個墩柱之間的土地基本無法利用，若橋梁的下部是道路，則如果采用這種橋墩型式，需要在設計過程中設法保證橋下凈空，這樣會帶來橋梁和道路或其它構(gòu)筑物之間穿插的問題。柱式墩的優(yōu)勢在于穩(wěn)定性良好，安全儲備充足。此外，還有一些橋梁采用花瓶式墩與近似獨柱墩，這些墩身類型能減少占地面積，使橋下可利用空間變大，施工時可能對下部空間造成的影響也相對較小。然而，此類橋墩的失穩(wěn)風險相對較大，在受到復雜因素影響后，可能造成橋梁垮塌事故。通過以上分析可知，在橋墩設計工作中，應同時考慮結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性，在切實保證結(jié)構(gòu)安全及穩(wěn)定的基礎上，優(yōu)先選擇對環(huán)境影響與破壞最小的結(jié)構(gòu)類型，以此充分發(fā)揮環(huán)境效益，這就要求設計人員充分考慮橋梁工程特點，保證方案的合理性、可行性。

3 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁對周邊環(huán)境有必然的影響，減少這方面不利影響是現(xiàn)階段橋梁建設必須不遺余力的，從橋梁設計階段就開始關注環(huán)保，進而為后續(xù)的施工帶來良好引導，進而將橋梁建設可能對環(huán)境造成的破壞及影響降至最低程度。

參考文獻：

[1]王勇.公路橋梁下部結(jié)構(gòu)環(huán)保設計方法[J].四川水泥，2021（2）：102-103.

[2]彭羽.公路橋梁下部結(jié)構(gòu)環(huán)保設計方法[J].黑龍江交通科技，2020，43（9）：248+250.

[3]宋寧強.公路橋梁下部結(jié)構(gòu)和基礎的環(huán)保設計與施工要點[J].交通世界，2019（34）：115-116.

[4]袁峰，陳先庭.橋梁下部結(jié)構(gòu)及基礎環(huán)保施工方法淺析[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2018，14（4）：88-89.

[5]虞成林，劉克龍.公路橋梁下部結(jié)構(gòu)和基礎的環(huán)保設計與施工[J].交通世界，2017（35）：139-140.

[6]陳磊，孔凡佳，熊亮.公路橋梁下部結(jié)構(gòu)的設計與施工[J].山西科技，2008（4）：150-152.