¶ 橋基保護工設計規範-第五章 橋基保護工法 C5.1 通則
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19第五章 橋基保護工法C5.1 通則本規範橋梁基礎之保護設計理念,係以目前科技能力為依據,確保橋梁基礎受沖刷時之使用功能的正常性和安全性。
橋梁基礎保護因設計需求、主副結構之階段保護方式(主體結構係指既有橋梁結構,副體結構係指強化主體結構安全之其他附屬設施)或經費考量,常需搭配多項工法混合使用,才可滿足橋梁基礎保護之目的。因此,經評估擬採綜合設計施工之各項保護及補強工法,其設計程序除應滿足本規範和有關規範規定外,應評估各項工法複合使用之成效和相互間之影響。
C5.2 保護工法分類河床經長期沖刷,橋基裸露嚴重致基礎承載能力不足,或橋址結構存有破壞疑慮或橋址遭受漂流物撞擊或基礎已經損壞需要補強時,則須以結構保護與補強工法對橋梁基礎或墩柱結構本身進行保護或增加穩定性與承載能力。
橋址沖刷主要為水流沖刷造成河床質流失。依此,沖刷防護工主要是以設置擾流設施、增加河床抗沖刷能力及回淤保護等方式防止橋址沖刷。此類設施為橋基保護之副體結構,當使用一段時間後發生損壞時,須視損壞情況辦理改善,避免擴及主體結構。
局部保護多用於河床沖刷初期橋墩裸露尚不嚴重之時,僅就橋墩周邊已遭沖刷之河床局部佈設防護設施,以增加河床對水流之抗沖刷能力,防止河床繼續沖刷。
河床保護多用於河床沖刷中期橋墩裸露較嚴重,局部保護已無法達到防止河床繼續下降之時,須洽請水利主管機關協助以整體河防考量,設置攔砂堰、固床工等方式處理,期能將砂石攔阻淤積於上游側之河床,並回淤擴及橋基處之河床,進而達到既固床又保護橋基的目的。
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C5.3 橋基保護工選擇橋基補強之工法選擇可按沖刷後橋基裸露情況和整體橋基穩定分析結果進行適用工法選擇。當橋基耐洪能力、耐震能力和承載力明顯不足時,須就橋基之安全性重新進行評估,再依評估結果針對安全性較不足項目加以補強。
一般常見橋基結構補強舉例如下:
1.
包墩式工法係於祼露橋基周圍,利用所填築之填充料和其外側包覆之包墩結構,予以填實淘刷部分及減少橋基祼露深度並提供保護,以增進橋梁之安全性與穩定性。
2.
灌漿工法係利用灌漿之地質改良方式,改善橋基支承地盤之土體強度,增加地盤之承載能力及抗沖蝕性,及避免洪流時橋基發生下陷變位,以增進橋梁之安全性與穩定性。
3.
排樁圍繞工法(簡稱排樁工法)係利用新設置之排樁(甚至是密排樁),緊密圍繞於祼露橋基周圍,排樁與既有橋基間並以填充料填築,以減少裸露深度,且藉深入河床之排樁,來增加橋基穩定性,以提供沖刷保護和增進橋梁安全性。
4.
托底工法係在既有橋基繼續保留情況下,設置替代基礎,補強既有基礎或既有地盤改良等措施,以確保既有橋基具有繼續安全使用之承載功能。
¶ 5 橋基更換工法
(亦稱橋基深度調整工法或降低基礎工法)是在維持既有橋梁上部結構繼續使用情況下,利用新設置之橋基,來替換因河床下降而造成入土深度不足之原有橋基,以使橋梁可免受沖刷影響,達到長期橋基保護
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目的。
橋基更換工法亦可同時更換既有橋柱,尤其是靠近基礎部份之橋柱,使同時亦能提高橋梁之耐震能力。
一般常見之沖刷防護工舉例如下:
1.
柔性固床工(或稱柔性攔砂堰工法)係由交錯排列之混凝土塊組成,塊體間或可用鋼筋連結,可隨河床變動而自行調整高程及排列位置,具有河床保護和固床之功能。
2.
剛性固床工(或稱剛性攔砂堰工法)係利用基樁植入河床用以支撐上部混凝土結構重量,或係直接開挖河床將堰基座落於較深層或堅硬的河床上後再構築堰體,堰頂高程不易隨河床變動而改變,以期將運移之砂石攔阻、並淤積於堰體的上游側河床,使泥砂逐漸回淤擴及橋基處之河床,進而達到穩固河床、保護橋基目的。
3.
蛇籠工法係利用鍍鋅鐵絲,經由人工或機械編織而成之金屬網目,再內包卵礫石構成之蛇籠堆疊而成之保護工法。
4.
拋石工法係利用具有相當重量之卵石、岩塊、混凝土碎塊等,舖設於遭沖蝕河床、或已裸露之橋基周邊範圍,藉由拋石形成護甲層的作用以保護橋基周邊河床。
此方法必須考慮水流流速及選用塊石大小,其鋪設範圍須含蓋橋墩前向下流及橋墩後馬蹄型渦流影響之區域。
¶ 5 混凝土護坦工法
於橋基周邊河床上鋪設鋼筋混凝土版或排置混凝土塊,具有保護下方河床質免受水流沖刷而流失之構造稱為混凝土護坦工,係
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22以穩固河床,保護橋基安全為目的。
6.
混凝土塊排置工法混凝土塊通常排置或拋放於沿橋址之全部深槽區或局部堆置於橋基周邊。其主要目的係為保護橋基安全性、維持其穩定性。
7.
貨櫃式石籠工法貨櫃式石籠係將貨櫃頂鈑開孔,其內可填放河床料或卵塊石以增加重量及穩定性,並間接達到穩固上游河床,以保護橋基。
C5.4 橋基保護工維護管理由於國內河川之床底高程與主槽流路常有變遷,從事本項工作者均係依據河川當時之情況辦理橋梁基礎保護或補強設計,因此橋梁管理機關仍應視河川變遷情況經常辦理維護與補強工作,以確保其功能均能符合使用當時之情況。
橋梁管理機關於辦理檢查或檢測,若發現橋基保護工因環境的改變而降低原設計時之保護功能時,應參照本規範說明進行相關評估並視需要進行補強。
為常年掌握橋基狀況,設計圖說、竣工圖、歷年維護管理資料及檢查結果等之整理及保管均為橋基維護管理之重要事項。
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25表C5.3.1 常用橋基保護工之防護功能和適用河川特性列表
| 保護或補強對 策 | 防護功能 | 適用河川特性 | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 保護或補強對 策 | 局部 沖刷 | 束縮 沖刷 | 一般 沖刷 (縱向) | 一般 沖刷 (側向) | 適用 地形 | 河川 形態 | 河川 規模 | 河彎 半徑 | 流速 | 河床 質 | 漂流 物 | 河岸 邊坡 | 洪水 平原 | |
| 橋 基 結 構 補 強 工 法 | 包墩式 工法 | ○ | ¯ | ¯ | ¯ | 河口 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 礫石 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 橋 基 結 構 補 強 工 法 | 灌漿工 法 | ○ | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 結 構 補 強 工 法 | 排樁圍 繞工法 | ○ | ¯ | ¯ | ¯ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 礫石 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 工 法 | 基礎補 強工法 | ● | ● | ● | ● | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 橋基更 換工法 | ● | ● | ● | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 沖 刷 防 護 工 法 | 柔性攔 砂堰工 法 | ○ | ○ | ● | ○ | 不適 河口 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 礫砂 質 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 沖 刷 防 護 工 法 | 剛性攔 砂堰工 法 | ○ | ○ | ● | ○ | 不適 河口 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 礫石 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 沖 刷 防 護 工 法 | 蛇籠工 法 | ○ | ● | ○ | ● | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 慢 | ◎ | 少 | ◎ | ◎ |
| 沖 刷 防 護 工 法 | 拋石工 法 | ○ | ● | ○ | ● | 丘陵 區及 河口 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 礫石 | ◎ | 陡峭 平穩 | ◎ |
| 工 法 | 混凝土 護坦工 法 | ○ | ○ | ○ | ● | 丘陵 區和 平原 | ◎ | ◎ | ◎ | 慢 | 砂質 | ◎ | 陡峭 平穩 | ◎ |
| 混凝土 異形塊 工法 | ○ | ○ | ○ | ● | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 慢 | 卵礫 石 | ◎ | 陡峭 平穩 | ◎ | |
| 貨櫃式 石籠工 法 | ○ | ● | ● | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 慢 | 礫砂 質 | ◎ | 陡峭 平穩 | ◎ | |
| 備註:●:非常適用 ○:可能適用 ◎:適用各種河川特性 ¯:不能用 | ||||||||||||||
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