公路桥梁桩基露筋病害原因分析及处理措施--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

公路桥梁桩基露筋病害原因分析及处理措施

发表时间：2020/8/20 来源：《基层建设》2020年第10期作者：莫介浩

[导读] 摘要：在公路桥梁运行中，桩基露筋作为常见病害，不仅影响了公路桥梁承载力，若无法及时解决病害，随着时间推移，裸露钢筋在水与空气作用下，不断锈蚀，桩基承受弯矩、水平力等能力逐渐下降，一旦超出界限，甚至发生坍塌，危害人们的行车安全。

        阳江市正德设计咨询有限公司广东阳江 529500
        摘要：在公路桥梁运行中，桩基露筋作为常见病害，不仅影响了公路桥梁承载力，若无法及时解决病害，随着时间推移，裸露钢筋在水与空气作用下，不断锈蚀，桩基承受弯矩、水平力等能力逐渐下降，一旦超出界限，甚至发生坍塌，危害人们的行车安全。对此，全面掌握公路桥梁发生桩基露筋的主要原因，及时做好处理工作，保障公路桥梁质量与寿命，提高行车安全性，具有重要意义。下文对此展开探讨。
        关键词：公路桥梁；桩基露筋；病害原因；处理措施
        前言
        近年来，国家越发重视交通基础建设，交通设施建设进入跨越式发展，公路桥梁工程建设不计其数，综合施工技术逐渐成熟[1]。但是，在公路桥梁实际建设中，桩基露筋这类病害仍然无法彻底根治。尤其是上世纪末建设的公路桥梁，因施工经验不足、监管制度不完善、桩基检测手段局限等，在施工与运行过程为公路桥梁埋下隐患，导致桩基露筋，桩基断面逐渐减小，承载力下降，严重时，公路桥梁结构稳定性难以保障、寿命严重缩短。对此，如何快速判断桩基露筋原因并处理病害，成为公路桥梁稳定运行的重点。
        1.工程概况
        本文选择了一个已经建设多年且出现桩基露筋病害的路桥工程展开分析。在某路桥工程中，路桥全长130m，宽为20m，桥梁下部桥台是通过肋板台搭建，桥墩为柱式墩，墩台选择桩基础。因路桥工程跨越河道，河道宽90m左右，当年施工资料显示，该路桥施工阶段时水深在2-3m左右，桩基础通过筑岛围堰方式建设。在多年使用中，该工程因上下游蓄水放水、下游捞砂等作业，河床砂砾层逐渐在水流影响下进入岩层，河床标高逐渐下降，公路桥梁出现裸桩。目前，公路桥梁1-4#桥墩的河床岩石均已裸露，在长期水流冲刷、施工过程不当等的影响下，裸露桩基出现露筋现象，如图1所示，桥梁使用承载力明显下降，桥梁耐久性难以保障。

        图1 桩基露筋图
        2.公路桥梁桩基露筋病害原因
        在此次路桥工程中，为了解导致桩基露筋的主要原因，专业人员通过查询过往施工资料、当地气候条件、降雨情况，结合现场实际情况，详细分析，得出如下几种原因。
        2.1护筒施工不当，导致桩基露筋
        在公路桥梁的桩基施工中，护筒发挥着定位效果，能够隔绝桩基周围的松软泥土，预防泥土塌落[2]。在浇筑过程中，护筒工程能够预防混凝土渗出，保障桩基在水中定型。在桩基施工中，护筒的作用至关重要，所以，在护筒制作时，就应严格要求，保障护筒实际尺寸与工程需求相符；在护筒施工中，应严格保障护筒的密闭性。而调查显示，护筒尺寸、护筒漏水是导致桩基露筋的重要原因之一。护筒施工阶段出现问题，护筒出现漏水现象，直接导致护筒内部泥浆压力大于护筒外部水压力，桩基薄弱位置出现水泥外伸，外部保护层出现离析问题，在河水冲刷下，桩基钢筋逐渐外露。另外，护筒埋设深度不够，或者护筒长度低于3m，因护筒内水泥浆压力较大，在沙土透水性影响下，水泥浆内的水分外渗，砂层孔的四周生成粘土胶层，桩径逐渐变小，桩基外层水泥砂浆、粘土胶层护臂在水流长期冲洗下，逐渐剥离，桩基内钢筋逐渐外露，整个桩基的承载力下降。
        2.2钢筋笼定位出现偏差，导致露筋病害
        在路桥工程桩基施工中，若钢筋笼的位置出现偏离，或者钢筋笼固定不牢，在桩基浇筑时，桩基所受压力大小不一，混凝土浇筑的冲击力致使钢筋笼晃动，钢筋笼与混凝土之间结合不均匀，桩基的保护层厚度不均匀，一侧减少而一侧增多，减少部位表示钢筋笼外混凝土覆盖面薄，为桩基薄弱环节，在水流长期冲击下，极易导致混凝土松动掉落，桩基钢筋外露。因此，在桩基施工中，混凝土浇筑前，必须保障钢筋笼的位置适宜、固定牢靠，严格保护护筒钢筋笼的保护层厚度与规范相符。
        2.3灌注桩预留长度不足，增大了桩基露筋几率
        正常来讲，桩基顶部预加标高相比设计高度高出0.5m-1m左右，施工后期可将预加高度去除。在桩基浇筑工程中，若浇筑桩顶的标高低于预加高度，桩顶混凝土强度受到直接影响，在桩基混凝土不达标的情况下，经受长期的水流冲击，弱夹层逐渐被掏空，钢筋裸露在外。为有效预防桩基露筋问题，应严格控制桩顶混凝土强度，加强桩顶标高检测，保障标高与规定值相符。同时，在混凝土浇筑工程中，应做好质量检查与记录工作，保障混凝土浇筑质量，增强桩基的抗冲刷力，降低河道对桩基夹层的侵蚀，提高桩基使用寿命。
        2.4工程地质环境影响，造成桩基露筋问题
        本公路桥梁工程建设于河道之上，在河水每日冲刷中，水逐渐由混凝土毛细结构的孔隙深入其中，混凝土的密实度受到影响，混凝土逐渐开裂，部分结构随着水流脱落，桩基内部钢筋逐渐外露。而在混凝土灌注中，若护筒长度与设计长度不符，或者原护筒四周的土体受到潮汐涨落影响，逐渐脱空，河水对初凝前混凝土冲刷，使混凝土出现离析现象，成桩质量难以保障，为桩基露筋创造了条件。另外，随着气候变化，河床逐渐由深变浅，河道也发生变化，加剧水流带来的冲刷力度，桩基露筋几率增大。
        3.公路桥梁桩基露筋病害处理措施
        在公路桥梁工程中，桩基作为整个工程的基础，桩基质量直接影响着整个工程质量。然而，桩基本身位于河道内部，长期受到水流冲刷影响，加之，施工过程埋下的质量隐患，增大了桩基露筋的几率。对此，为降低桩基露筋影响，保障公路桥梁正常运行，下文对桩基病害处理简单探讨。
        3.1公路桥梁桩基露筋病害处理
        在公路桥梁运行中，桩基露筋作为常见病害，对整个工程的危害极大，不仅影响了桩基承载力，公路桥梁的寿命难以保障，还为行驶人员带来一定威胁[3]。对此，加强桩基露筋的处理具有重要意义。常见的桩基露筋处理方式包括：静力与高压压浆修补、人工围堰灌注等，其中，人工围堰灌注法较为常用，主要施工工艺如下：第一步，导流渠设置。工作人员应预先设置多个混凝土管道，将河水引流到指定位置。第二步，围堰设置。对于已经出现露筋病害或者即将露筋的桩基，以横向方式在病害桩基周围设置围堰，发挥截水效果，在编织袋内放入粘土，垒砌成小堤，宽约0.5m即可。在围堰的迎水侧，铺设防水布，在其上覆盖装有粘土的编织袋，发挥挡水作用。第三步，抽水。围堰已经设置完毕，将围堰内的积水抽取，以便后续处理露筋病害。第四步，桩基清理。将桩基周围的杂物、泥土、松散混凝土清理干净，并去除露筋上的锈蚀。第五步，模板安置。模板安置应满足牢固、紧密要求，避免后续混凝土浇筑出现质量问题，埋下质量隐患。最后，混凝土浇筑。在模板装设完毕，直接将混凝土浇筑到模板内部，充分搅拌并压实，保障各个碎石空隙都充满水泥浆。混凝土凝固过程中，若混凝土强度达标，可直接拆除围堰，做好施工记录。
        3.2桩基加固治理工艺
        首先，将桩基周围的河水抽出并清理干净，为后续桩基加固奠定基础。其次，将桩基露筋处的松散混凝土全部凿除，某些并未发生病害的混凝土也应凿毛处理，以钢丝刷将凿面清理干净，高压水冲洗，露出桩基内的钢筋骨架。对于外露、断裂钢筋，做好除锈与焊接工作。再次，锚固参数应合理，在桩基钢筋植入时，最外层选择U型钢筋，孔口朝上，钻孔完毕后做好孔洞清理，向孔内部注入锚固胶浆，使混凝土与钢筋牢固粘结，等到工程达到一定强度，展开植筋拉拔试验，若试验结果满足设计要求，进行下一道工序。最后，确定钢筋保护层厚度，保障混凝土浇筑厚度达到要求。为使新浇筑混凝土与原先的混凝土紧密结合，应在接触面涂刷结合剂，保障两者紧密结合，提高工程承载力。另外，混凝土选择也应注意，以耐久性混凝土为主，预防水侵蚀，同时，混凝土配置不仅要达到自密实混凝，还要强度达标，防腐性能更好。工作人员在施工前展开模拟实验，保障露筋处理的质量与安全。
        3.3由源头控制桩基露筋
        在设计阶段，应依照周围气候环境、水文环境、地质条件等，结合公路桥梁结构类型与荷载特征，计算配筋率，确定混凝土强度与保护层厚度，判断是否需要防渗与防腐。严格依照设计需求，科学配置混凝土拌合材料，避免劣质材料应用，保障混凝土的防腐与防渗能力。同时，加强施工管理，由泥浆配置到混凝土浇筑，全部工序都应做好质量把控，保障整个桩基的质量。
        3.4加强病害养护工作
        在路桥工程运行中，为降低桩基露筋病害的发生，应加强日常检查工作，若发现露筋的潜在隐患，应及时处理病害，并做好养护工作，避免露筋问题逐渐扩大，最终影响整个公路桥梁质量[4]。在桩基露筋前，大多会先产生裂缝，若工作人员发现桩基混凝土出现裂缝，应及时通过涂刷水玻璃等密闭处理，以此避免裂缝逐渐扩大，最终与钢筋玻璃，露出内部钢筋。若已经发现桩基露筋，应及时采用上述方式，处理露筋，保障桩基质量。严格禁止路桥附近采砂作业，若存在采砂与采石等桥梁桩基，应落实保护措施，加强监管。同时，水利部门与环境部门应重视水资源保护，降低水污染，避免污染水对公路桥梁桩基的侵蚀，降低桩基露筋。
        4.总结
        总而言之，公路桥梁作为我国重要工程，在我国交通中占据重要作用。而在公路桥梁运行中，桩基露筋作为常见的病害，若不能及时解决问题，将直接影响桩基承载力，影响整个公路桥梁的质量与寿命。对此，根据公路桥梁实际情况，分析桩基露筋产生因素，并通过多种措施，做好露筋处理工作，同时，加强桩基的日常养护工作，以此降低桩基露筋现象发生。如此，全面提升公路桥梁质量，为整个公路工程顺利运行奠定基础。
        参考文献：
        [1]朱启标.桥梁桩基露筋病害原因分析及处理[J].福建交通科技，2020（02）：107-108+117.
        [2]杜建.高速公路桥梁典型病害统计与成因分析[J].江西建材，2019（05）：33-34.
        [3]郭贵花.跨海桥梁桩基露筋原因分析及其治理加固方案介绍[J].福建交通科技，2018（03）：86-88.
        [4]王宇.关于高速公路桥梁养护管理与养护探析[J].四川水泥，2018（05）：18.