河床铺砌有自然铺砌和人工铺砌两种。自然铺砌又称粗化,指河床冲刷时水流带走细颗粒泥沙,使床面泥沙的粒径逐渐增大的现象。人工铺砌指为防止河床冲刷引起的破坏,在床面铺砌碎石或沙砾等物,以改善河床土质,减轻冲刷。

护坡、河床的铺砌

护坡、河床可用毛石或河卵石来铺砌,一般是干砌,即不用砂浆。

干砌毛石的方法,基本上与用砂浆砌毛石相同,但在砌筑技术上要求高一些,比较难掌握。鉴于护坡与河床的特点是面积大,砌体薄,因此要求当砌体厚度在30厘米以下时,应用一层毛石,不能用两层薄毛石堆叠,因为这样做不易结实,如果毛石较小时,可以采用栽砌方法,即毛石的长边顺着砌体厚度方向。

干砌护坡时应将较大的.毛石放在下面。干砌河床时上游应将较大的毛石放在铺砌开始的地方,下游应将较大的石块砌在靠涵洞口的地方,因为这些地方水流较急,冲刷力大,所以要用较大的石块。砌毛石要尽量利用其自然形状,互相挤紧,石块间缝隙可用小碎石填实,缝隙表层选用大小合适的小石块,刚小锤打入挤紧,达到手拿不出来为合适。

干砌河卵石时,一般应选用较为扁平形的,不要用圆滑象蛋一样的河卵石,因为这种河卵石不易砌稳。

用河卵石铺砌护坡,应使河卵石的长面与坡面垂直,从平面上看应使河卵石逐行排列整齐,直立着砌,或砌成人字形行列(图1)、河卵石应选用大小大致相同的,石块间缝子要错廾,尽量使石块互相挤紧。

用河卵石铺河床底时,应使河卵石栽砌,从铺砌厚度方向来看,石块可以直砌或向下游方向稍微倾斜一些,不能向上游倾斜,因为这样砌法,石块的缝子易被水掏空。在底平面上,石块可以砌成纵向(与水流方向平行)或横砌(与水流方向垂直),不要采用无次序的乱砌(图2)。

无沦是毛石或河卵石铺删的护坡或河床,其底下都应设置垫层,垫层作用是:使打块能通过垫层均匀地压在土层上,使其表面保持平整和减少下沉,同时,有了垫层可减少水流对土层的冲刷力,保护了土层,不致使石块下的土被水流掏空。垫层一般可用碎石、卵石铺砌,厚度约10厘米。1

砌石工程的质量要求

在砌石工程施工中,应随时检查其墙面垂直度、表面平整程度。在砌完丛础或每一楼层后应校核其砌体轴线和标高。检查方法同砌砖工程中所述。石砌体的尺寸和位置的偏差不应超过下表所规定:1

涵洞入口路堤与河床铺砌

水流进入涵洞入口处,涵前积水浸泡路基,影响路堤边坡稳定,因此在涵洞入口两侧一定范围内的路堤边坡要用片石铺沏加固,加固高度为最大流量时的涵前水深再加0.25米。出口两侧一定宽度和高度的路堤边坡,也要用片石铺砌。

涵洞出入口附近的河床,特别是下游,水流流速很大并出现漩涡,可能将洞口处基底淘空而引起涵洞毁坏,因此上下游河床均应铺砌加固。出入口铺砌的平面形式,应根据沟形确定。对无显著沟槽者,出口平面立采用等腰梯形,水流扩散角α=20°;铺砌材料应按铺砌层上最大流速确定。为减小铺砌加固地段的长度,可在铺砌加固地段的末端设浆砌片石垂裙。容许加固地段以外的河床有一定的冲刷。如沟床为岩石或不能被水冲移的大块石、漂石所覆盖者,沟床可不做铺砌。

涵洞出入口沟床应整理顺直,与上下游排水系统天沟、侧沟、排水沟、取土坑等)的连接应圆顺、稳固、保证流水顺畅,避免损害路堤;村舍、农田、道路等。2

桥下河床铺砌被冲毁的处理

1.河床土壤不好,渗水性大,可以更换粘土垫层,夯填实后再加块、片石用水泥砂浆铺砌。

2.在条件允许的情况下,可在桥下游适当地点筑坝,使水流经桥孔时流速减缓,避免冲刷加深。

3.凡因铺砌长度不够,下游抑水墙过浅而造成的冲毁,可因地制宜在铺砌修复的同时,在下游加设挑坎,如图3。3

河床冲刷危及基础时的防护

防护措施见下图:3

河床铺砌破损表现形势

桥梁下游出现坑洞,见下图:

检查要点

记录冲刷深度及范围,拍摄照片并予以说明。

成因分析

水流快速,河床铺砌施工质量欠佳,导致在大流量时出现局部破损,在水流反复作用下,出现大面积掏空破坏,见下图:

维修加固对策

(1)铺砌一旦出现小坑小洞,应及时维修,避免出现大面积的冲刷导致桥梁倒塌。

(2)对于河床铺砌出现大面积破损,应及时抢修,并仔细检查基础是否被掏空,一旦威胁桥梁安全,应及时封闭交通。4

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学