淺談橋梁基礎(chǔ)病害分析及措施

張軍

周口市公路勘察設(shè)計院

淺談橋梁基礎(chǔ)病害分析及措施

張軍

周口市公路勘察設(shè)計院

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平逐步提高，相對的，交通流量大幅度增加，車輛的軸重也隨之增加，現(xiàn)如今我國現(xiàn)有的橋梁中，已經(jīng)有相當(dāng)一部分橋梁出現(xiàn)不同程度的缺陷、病害，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會的需求，因此，對于舊橋、危橋的改造是刻不容緩。本文將對橋梁的基礎(chǔ)病害進(jìn)行分析探究，并提出相應(yīng)的處理措施。

橋梁基礎(chǔ)；病害分析；處理措施

國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，促使我國的交通流量增加，然而，就目前我國的基本建設(shè)投資來說，因資金缺乏從而導(dǎo)致對于建筑物的重建或維修做不到完善的效果，一些橋梁因年代久遠(yuǎn)或是承受的壓力過大從而出現(xiàn)裂縫、破損等情況。近年來，我國修建了一些跨越大江大河甚至是海灣的深水基礎(chǔ)、復(fù)合基礎(chǔ)，并得到了廣泛的運(yùn)用，譬如地下連續(xù)墻已經(jīng)開始在橋梁的基礎(chǔ)中運(yùn)用，超大沉井已順利設(shè)置或下沉，這些種種跡象表明，我國橋梁基礎(chǔ)工程技術(shù)已取得較快的發(fā)展。

一、橋梁基礎(chǔ)工程技術(shù)

(一)深水基礎(chǔ)

深水基礎(chǔ)的基本特點在于深水環(huán)境，且往往是大跨徑橋梁的深水基礎(chǔ)，因為水環(huán)境的影響，深水基礎(chǔ)的地質(zhì)勘察、質(zhì)量檢測等都與其他情況有較大的差異，在施工時要對其進(jìn)行認(rèn)真研究。深水基礎(chǔ)在整個過程設(shè)計施工階段，需要解決施工技術(shù)上的許多問題，是為整個橋梁工程進(jìn)程的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

1.大直徑鋼管柱

在施工大直徑鋼管柱時，其施工難度較高，造價成本亦高。在施工初期階段，需要在鋼管內(nèi)澆筑砼，用來防止鋼管的過早銹蝕，雖然起到了防銹蝕的作用，卻也存在一些缺點：若想在鋼管柱內(nèi)澆筑砼，來防止銹蝕，就需要現(xiàn)在管內(nèi)取土，然而這樣做卻不利于提高大直徑鋼管柱的承載能力；雖然增加了大直徑鋼管柱的剛度，使鋼管柱頂在災(zāi)害時的受力增加，與此同時卻也增加了施工的難度和工程的成本。

后期施工階段，工程為了減輕施工難度，減少成本造價，逐漸傾向于不向大直徑鋼管柱內(nèi)澆筑砼。若要澆筑砼，就需要取出鋼管內(nèi)的土，若不澆筑砼，那么鋼管內(nèi)的土呈現(xiàn)一種閉塞效應(yīng)，其承載能力就會相較于鋼管外壁土壤摩阻力增加，有關(guān)于閉塞效應(yīng)，我國仍需要考察研究，通過靜載試驗來明確閉塞效應(yīng)的機(jī)理以及其承載力。

2.大直徑鉆孔灌注樁

大直徑鉆孔灌注樁相較于大直徑鋼管柱具有較多的有利之處：承載力較大、施工難度較低且施工快、其樁柱的剛度性強(qiáng)、成本造價低，由于這些優(yōu)點，國內(nèi)外大多都采用直徑為2m～4m的大直徑鉆孔樁，其后再使用擴(kuò)孔的方法，將直徑擴(kuò)大為3m～4m。甚至于日本橫濱橫斷大橋跨徑460m的鋼斜拉橋，采用這種方法，在其基礎(chǔ)之上進(jìn)行擴(kuò)孔施工，將直徑闊大至10m，成為世界上做大直徑的鉆孔灌注樁。

然而在這種具有連拱或連續(xù)斜拉橋設(shè)計的連續(xù)結(jié)構(gòu)，較強(qiáng)的剛度具有至關(guān)重要的作用，不僅可以減少下部結(jié)構(gòu)的水位平移，而且還能減少附加內(nèi)力，使其具有較強(qiáng)的樁基水平向承載力，增強(qiáng)剛度和承受能力。

3.沉井

沉井在特大跨徑的橋梁中，是為主要基礎(chǔ)形式之一，它的基礎(chǔ)承載能力以及剛度較大，更加適用于深水，但唯一美中不足的是沉井的體積較為龐大。隨著大直徑樁柱的廣泛使用，沉井的使用范圍有所減小，在特大跨徑橋梁的深水基礎(chǔ)上，使用雙壁空心結(jié)構(gòu)，采用浮式鋼殼沉井，先進(jìn)行灌水落床，而后再澆筑砼，提高其承載力和剛度。

(二）復(fù)合基礎(chǔ)

復(fù)合基礎(chǔ)是指將大直徑樁柱與沉井相結(jié)合的一種深水基礎(chǔ)，相互結(jié)合施工，稱之為復(fù)合基礎(chǔ)。沉井在水環(huán)境下，到達(dá)一定的深度后，進(jìn)行封底、鉆孔，對沉井內(nèi)的樁進(jìn)行嵌巖，使沉井與樁柱共同承載壓力。這種復(fù)合基礎(chǔ)不僅可以降低承載臺面的高度、為大直徑樁柱提供施工場地，而且能使其適應(yīng)能力強(qiáng)、保護(hù)樁柱、使其穩(wěn)定安全。

二、橋梁基礎(chǔ)病害成因分析

（一）橋梁基礎(chǔ)病害

處于水環(huán)境下的橋墩，常年受到水流的沖刷，致使橋墩處形成局部漏斗形河床，會對大直徑鉆孔灌注樁造成嚴(yán)重的磨損，甚至?xí)勾笾睆姐@孔灌注樁內(nèi)的鋼筋外露，地面或者是水位以下、凍結(jié)線以上或沖刷線附近尤為最甚，橋墩附近以及深水基礎(chǔ)處會被誰腐蝕，造成松散狀態(tài)，出現(xiàn)大漏洞，危害橋身。

砼或漿砌片石擴(kuò)大基礎(chǔ)所存在的病害主要是基礎(chǔ)松散、破損，致使基礎(chǔ)下被沖空。

天然基地上的淺基礎(chǔ)所常見的病害主要包括：基礎(chǔ)深度較淺，容易被沖刷磨損；埋置深度不夠深、不夠穩(wěn)定，極易受到凍害的嚴(yán)重影響，也較易發(fā)生平面傾斜現(xiàn)象。

巖石上的基礎(chǔ)常見的病害主要有：建立于風(fēng)化石層之上，未對風(fēng)化部分做好完善處理，經(jīng)過水流的常年沖刷而造成嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，或經(jīng)受自然災(zāi)害的影響，極易發(fā)生巨大裂縫，影響橋梁的通行。

（二）橋梁基礎(chǔ)病害的成因分析

橋梁基礎(chǔ)病害的原因有多種，例如化學(xué)原因、物理原因、人為原因等，下面將針對橋梁基礎(chǔ)病害的成因進(jìn)行具體分析。

1.化學(xué)原因

橋梁至于河流之上，橋墩基于水流之中，因此，橋墩常年受到水流的沖刷影響，易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，譬如化學(xué)腐蝕、鋼筋銹蝕、堿硅反應(yīng)等。混凝土碳化會使混凝土的堿度降低，在水與空氣并存的情況下，失去一層保護(hù)膜，致使鋼筋開始生銹，發(fā)生化學(xué)腐蝕，最終導(dǎo)致橋墩結(jié)構(gòu)發(fā)生惡化，完全破壞了橋梁基礎(chǔ)。

有些橋選擇建在較淺的河床之上，因為河床坡度較為平緩，致使河床存有大量的泥沙和卵礫石，沉積物過多，河床逐漸升高，造成河槽不穩(wěn)定，橋梁基礎(chǔ)不牢固，往往被掏空磨損破壞。

大部分的橋梁基礎(chǔ)多為沉井基礎(chǔ)和明挖基礎(chǔ)，講究就地取材，節(jié)約造價，但往往會掏空河床基地，知識橋梁基礎(chǔ)不穩(wěn)定，而后經(jīng)過水流的搬運(yùn)作用，將一些泥沙、卵石搬至其他地方，使地基老舊松散，不利于橋梁基礎(chǔ)的建立。

2.物理作用

物理作用包括諸多成因，例如溫度的變化、水溫的溫差、風(fēng)化凍害影響等，然而，對橋梁耐久性最為影響巨大的是凍融循環(huán)破壞。基于深水之中的橋梁基礎(chǔ)被誰慢慢滲入混凝土之中，而后在低溫狀態(tài)下逐漸結(jié)冰膨脹，從橋梁基礎(chǔ)的內(nèi)部逐漸破壞混凝土的結(jié)構(gòu)成分，致使橋梁基礎(chǔ)內(nèi)部開始惡化，并破壞整個橋梁結(jié)構(gòu)，對橋梁造成危害。

3.人為原因

橋梁基礎(chǔ)病害的存在，不僅有自然原因，還有人為原因的產(chǎn)生。在施工之前，工程人員對于橋梁基礎(chǔ)建設(shè)的地質(zhì)勘察不夠嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，理論知識準(zhǔn)備不夠充足，從而造成橋梁存在安全隱患。且大多數(shù)橋梁都是在過去的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)下建造的，不足夠與現(xiàn)如今的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)，且現(xiàn)如今交通運(yùn)輸業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢，橋梁不足以承擔(dān)荷載量，從而加速橋梁的損害。

4.其他原因

在施工方面，建筑工程的主辦方只注重工程項目的進(jìn)度，對于建筑工程的安全并不在意，而施工單位也缺乏相應(yīng)的安全生產(chǎn)監(jiān)督管理制度，主辦方與施工單位之間沒有完善的安全生產(chǎn)監(jiān)督管理制度來約束雙方，也不能確保各個階段施工的安全，即使發(fā)現(xiàn)安全隱患也不能及時制止，促使工程的安全隱患越來越嚴(yán)重，降低了橋梁建造的質(zhì)量。

三、橋梁基礎(chǔ)病害的防止措施

橋梁基礎(chǔ)病害如若一直存在，則會造成國家和人民生命財產(chǎn)安全的損失，因此，國家應(yīng)對于橋梁基礎(chǔ)病害提出重視。

(一)建立質(zhì)量安全監(jiān)管體系

現(xiàn)如今，建筑項目監(jiān)管雖有些改善，但對于市政府工程、園林建設(shè)、城市規(guī)劃等方面仍欠缺，對建筑手續(xù)未及時辦理的建筑項目監(jiān)管力度不夠，容易引發(fā)質(zhì)量安全事故。因此，我們要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念，加強(qiáng)建筑工程項目的質(zhì)量安全監(jiān)管，加大監(jiān)管力度，做到靈活運(yùn)用，重點勘察，建立起監(jiān)管范圍廣、高水平的質(zhì)量安全監(jiān)管，以確保橋梁基礎(chǔ)建造安全實施建設(shè)。

（二）加強(qiáng)監(jiān)管工作

專業(yè)水平的提高、專業(yè)化的加強(qiáng)，使得質(zhì)量安全監(jiān)管既注重施工現(xiàn)場又注重建筑工程項目的全過程，監(jiān)管的程序越來越嚴(yán)謹(jǐn)，對每個階段都進(jìn)行質(zhì)量安全監(jiān)管，使質(zhì)量安全事故的發(fā)生率減小。一些不遵循建筑工程建設(shè)程序的建筑工程主辦方為了謀取利益，在未經(jīng)許可的情況下施工并使用，工程的質(zhì)量安全未得到保障，極易誘發(fā)質(zhì)量安全事故的發(fā)生。

因此，加強(qiáng)對建筑工程的質(zhì)量安全監(jiān)管，規(guī)范建筑工程各單位的行為，對建筑工程項目的每一個環(huán)節(jié)都進(jìn)行質(zhì)量安全監(jiān)管，監(jiān)督建筑工程各單位遵循法律法規(guī)制度做事，履行自己的職責(zé)，依照正規(guī)合理的程序進(jìn)行建設(shè)，一切以“法”為準(zhǔn)，使建筑工程各個單位擁有質(zhì)量安全意識，擔(dān)起質(zhì)量安全責(zé)任，嚴(yán)謹(jǐn)行事，嚴(yán)格遵守法律法規(guī)，保障橋梁建筑工程的安全穩(wěn)定。

（三）加強(qiáng)橋梁基礎(chǔ)的養(yǎng)護(hù)措施

1.加強(qiáng)日常檢查工作

針對年代較為悠久的橋梁進(jìn)行底氣檢查勘測，保證橋梁的安全使用以及發(fā)生故障時可以及時維修，確保橋梁的承載能力較強(qiáng)，保證橋梁的后期管理工作。

2.加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作

確保橋梁基礎(chǔ)的質(zhì)量合格，而后加強(qiáng)對橋梁本身的養(yǎng)護(hù)工作，保持橋面的平整、堅實，橋梁通行道的順暢，并按時做好記錄，為后期的橋梁養(yǎng)護(hù)工作提供可靠的參考數(shù)據(jù)。

3.將科學(xué)手段和實際情況相結(jié)合

橋梁基礎(chǔ)建設(shè)要結(jié)合所建設(shè)之地的實際情況，采取與之相對應(yīng)的建造方式，運(yùn)用科學(xué)的手段對其進(jìn)行永久加固措施，確保橋梁基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定，減少隱患。

4.定期檢測橋梁和橋梁基礎(chǔ)

檢測橋梁的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對其做好分析研究，確保橋梁的實際承載力，對其做出可靠的評價，保證橋梁的安全暢通。如若發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及早解決，保證橋梁公路的暢通。

橋梁基礎(chǔ)存在病害，應(yīng)正確判斷分析其病害成因，采取安全、科學(xué)的措施手段進(jìn)行預(yù)防維修工作，確保橋梁的安全穩(wěn)定。

總之，針對橋梁基礎(chǔ)病害，本文進(jìn)行分析研究，探究出橋梁基礎(chǔ)病害的成因，結(jié)合實際情況提出相對應(yīng)的解決措施，充分確保橋梁的安全穩(wěn)定，保證橋梁道路的安全暢通。

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