陽鹿高速公路橋梁基樁病害檢測及處治方案分析

韋丘德

摘要：文章在對陽朔至鹿寨高速公路既有橋梁工程基樁的外觀病害進行調查的基礎上，采用地質雷達法、超聲波層析成像（CT）法和鉆芯法等綜合方法對基樁病害進行詳細檢測，分析病害產生的原因和發展程度，比選出有利的處治方案。經處治后觀測，加固后的橋墩總偏位均趨于穩定，最大總沉降量為2.4 mm，最大偏位<2.0 mm，沒有出現新的裂縫等病害。

關鍵詞：陽鹿高速公路;綜合檢測方法;基樁病害;處治方案

中國分類號：U445.7 +1

0引言

廣西陽朔至鹿寨高速公路（以下簡稱陽鹿高速公路）起于陽朔縣高田境內，接平樂至陽朔高速公路蒙村立交，止于鹿寨縣城附近（城關鄉），接桂林至柳州高速公路。公路主線全長約87 km，按四車道高速公路標準建設，設計速度為100 km/h，路基寬度為26 m。該高速公路自2014年停工以來，既有工程在沒有任何保護之下被各種環境因素所侵蝕，遺留下各種問題和隱患。在廣西大力建設高速公路路網的背景下，陽朔至鹿寨高速公路于2018年復工[1]。

本文結合陽朔至鹿寨高速公路復工續建項目，歸納分析既有橋梁基樁各種病害，并根據相應的病害種類以及嚴重程度提出相應的處治方案，以確保該高速公路在規定時間內順利安全地通車。

1工程簡介

陽鹿高速公路復工前，路線范圍內雜草叢生，路基表面堆有周邊居民生活垃圾、棄土等。同時，路基表面積水較多，邊坡多處塌方，部分邊坡未及時做支護處理，巖體風化。既有橋梁下構基本完成，有些未架梁。路線內橋梁共計73座，其中大橋34座，中橋20座，小橋2座，分離式立體交叉17座，涵洞和通道265個;已完成橋梁基樁總數為2 055根，其中未接墩柱的基樁有17根，其余均已接有墩柱。

2基樁病害檢測與分析

根據前期現場調查發現，基樁、基樁與墩柱銜接處病害的種類比較多，需要采用無損檢測方法對病害進行詳細檢測，以分析病害的發展情況對后期通車的影響程度。

2.1病害檢測

2018年，通過對基樁進行開挖檢測，已接墩柱的基樁抽檢數量為15%，未接墩柱的基樁抽檢頻率為100%。檢測內容如下：

2.1.1已接墩柱基樁檢測內容

（1）采用視察觀測并結合相機、測量工具對樁柱外觀質量進行檢查。

（2）采用測量鋼筋籠中心坐標方式測量基樁和墩柱偏位情況。

（3）采用美國勞雷地質雷達檢測基樁鋼筋保護層厚度及主筋數量。（見圖1）

（4）采用超聲波層析成像（CT）法結合半破損法檢測基樁和墩柱銜接內部銜接質量。（見圖2）

（5）采用鉆芯法檢測樁頭混凝土抗壓強度。

2.1.2未接墩柱基樁檢測內容

樁身完整性和基樁有效直徑。

2.2基樁病害情況

在無損檢測方法完成并結合半破損方式進行驗證后，對病害進行統計分析，陽鹿高速公路既有工程的基樁主要病害如表1所示。

2.3病害成因分析

自2014年陽鹿高速公路施工陸續停工至2017年底，已完成的工程結構構件大部分缺少相應的保護措施，并且經過長時間的氣候和植物破壞，表面碳化和污損比較嚴重，這是環境因素所致。而更主要的因素是工藝原因，分以下幾方面：

（1）樁頭混凝土強度不符合設計要求：由芯樣抗壓結果可知，基樁混凝土骨料偏少，膠結差;部分基樁采用的水泥含泥量高，骨料分布不均勻;使用低強度等級混凝土。

（2）主筋數量少于設計要求：施工過程監管監督工作不到位，不嚴格執行驗收程序。

（3）基樁和墩柱銜接偏位：基樁樁位和墩柱的施工未嚴格按設計的坐標進行施工，或者測量過程未按照規范要求的精確度進行量測。

（4）基樁和墩柱銜接內部缺陷：樁頭骨料偏少，樁頭浮漿未鑿除或者未鑿除到堅硬骨料面就直接與墩柱銜接，并且銜接面夾泥。

（5）保護層偏薄、露筋：成孔質量差，孔徑偏小;鋼筋籠中心坐標偏位。

3處治方案

根據《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTGT J21-2011）和《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》（CJJ-2-2008）的規定，對檢測中發現的病害對應的評定標度引入橋梁承載能力檢算系數、惡化系數、截面折減系數進行檢算。計算結果顯示，基樁樁頭混凝土強度低、基樁和墩柱銜接內部嚴重缺陷會導致下構承載能力不滿足規范要求[2-5]。

根據現場情況要求，對不影響基樁承載力的輕微病害統一采用局部加大截面積處治，對影響基樁承載力的基樁提出以下擬定處治方案。

3.1方案一：加樁法

方案思路：沿著順橋向，在原有基樁兩側各加1根樁（樁中心間距不應<2.5倍樁徑），并在舊的承臺下增加新的承臺，使上下承臺剛性連接共同受力，從而提高基礎承載能力和穩定性。新承臺為加筋剛性結構，厚度≥1.6 m，厚度滿足<45°剛性角要求，混凝土強度≥C30，如圖3所示。

主要工序：（1）平整場地，保證橋下施工凈空>6 m，滿足鉆孔樁機械高度要求;（2）在原橋墩旁實施沖孔，澆筑基樁;（3）對舊承臺、墩身和基樁進行鑿毛、植筋;（4）澆筑不少于一個強度等級的混凝土，同時使新舊承臺剛性連接。

3.2方案二：擴大基礎

方案思路：根據基樁設計承載力和基樁周圍巖土的承載力參數，計算出擴大基礎尺寸，使擴大基礎和既有承臺、既有基樁剛性連接共同受力。

主要工序：（1）對擴大基礎的范圍進行定位放樣;（2）開挖基坑到計算深度;（3）基坑排水;（4）對基坑底部進行處理，并對基樁、承臺和墩柱底部進行鑿毛、植筋;（5）砌筑（澆筑）基礎結構。

根據本工程情況對加樁法和擴大基礎法進行比對，如表2所示。

由表2可知，加樁法和擴大基礎法各有優缺點，綜合考慮施工安全性、施工便利性和橋梁地質情況，推薦采用加樁法。

為了解樁柱加固效果，通過動靜載試驗和后期高速公路交工兩年內的通車情況觀測，對橋墩頂部和底部的沉降和偏位進行了分析。結果顯示，加固后的橋墩總偏位均趨于穩定，最大總沉降量為2.4 mm，最大偏位<2.0 mm，沒有出現新的裂縫等病害。

4結語

文中采用多種無損檢測方法并結合半破損方法進行病害檢測，為病害處治提供了可靠的檢測結果，并根據現場條件選取了有利的處治方案，為高速公路安全順利通車提供了可靠保障。既有橋梁下構病害的檢測、安全評估、處治方法和取舍方案是一套系統的方法，每個環節都應有充分的數據依據才能取得事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]廣西交通工程檢測有限公司.廣西陽朔至鹿寨高速公路搶險復工工程前期已完工程試驗檢測服務橋梁樁柱質量檢測測報告[R].2018.

[2]JTG/T H21-2011，公路橋梁技術狀況評定標準[S].

[3]交通運輸部.公路工程竣（交）工驗收辦法實施細則[Z].2010.

[4]JTG F80/1-2017，公路工程質量檢驗評定標準（第一冊土建工程）[S].

[5]JGJ 106-2014，建筑基樁檢測技術規范[S].