對(duì)橋梁樁基耐久性問題的探討

薛 治 國

(太原路橋建設(shè)有限公司，山西 太原 030012)

?

對(duì)橋梁樁基耐久性問題的探討

薛 治 國

(太原路橋建設(shè)有限公司，山西 太原 030012)

對(duì)橋梁樁基的耐久性問題進(jìn)行了探討，從施工技術(shù)、環(huán)境、設(shè)計(jì)方法等方面，分析了影響橋梁樁基耐久性的因素，并提出了針對(duì)性的優(yōu)化措施，以提高橋梁樁基整體的耐久性，保障橋梁工程的質(zhì)量和使用壽命。

橋梁樁基，耐久性，設(shè)計(jì)方法

0 引言

橋梁樁基的建設(shè)環(huán)境復(fù)雜，影響橋梁樁基耐久性的因素涉及環(huán)境、建設(shè)材料、樁基設(shè)計(jì)等多個(gè)方面。對(duì)于橋梁樁基耐久性問題的探討，要根據(jù)橋梁樁基的耐久性要求，深入分析橋梁樁基耐久性的影響因素，從而有針對(duì)性的采取一定的措施來提高橋梁樁基的耐久性。橋梁樁基耐久性的提高，對(duì)于提高橋梁樁基的使用年限，節(jié)約社會(huì)資金和資源具有重要影響，同時(shí)能夠間接促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 對(duì)橋梁樁基耐久性問題的基本探討

1.1 橋梁樁基的基本結(jié)構(gòu)

橋梁樁基是橋梁的基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)，橋梁樁基材料多由鋼筋與混凝土組合而成，通過一定的方式與水面或地面以下的基巖層或硬土層相連接，向上支撐起橋面的整體結(jié)構(gòu)，并將橋跨傳來的載荷傳遞到基巖層或硬土層中，承擔(dān)著保障橋梁的正常使用和穩(wěn)定的作用。橋梁樁基自身受多種力作用，同時(shí)受環(huán)境影響較大，在現(xiàn)代橋梁樁基建設(shè)中，解決橋梁樁基的耐久性問題是橋梁工程中的熱門問題。

1.2 橋梁樁基耐久性要求

橋梁樁基的建造環(huán)境復(fù)雜，使用頻率高，在橋梁工程中起著至關(guān)重要的作用，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于橋梁樁基耐久性提出了更高的要求。橋梁樁基的耐久性由橋梁樁基的健康狀況和使用壽命共同決定，因而要求橋梁樁基需要有足夠的安全使用年限，即至少在一定時(shí)期內(nèi)，橋梁樁基能夠滿足人們的正常使用需求，同時(shí)避免橋梁樁基的突發(fā)性破壞，造成人們生命財(cái)產(chǎn)更大的損失。

1.3 對(duì)橋梁樁基耐久性問題探究的意義

橋梁樁基是橋梁工程的重要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)幅度較大的跨江大橋、跨海大橋、跨峽谷大橋等橋梁的建設(shè)[1]。橋梁樁基能夠適應(yīng)較為多樣和復(fù)雜的建設(shè)環(huán)境，在自然條件局限的情況下，橋梁樁基能夠克服不利環(huán)境因素而為橋面提供更為可靠的支撐，同時(shí)能夠在河床沖刷深度不易計(jì)算的情況下仍滿足使用需要，向下傳遞載荷，因而橋梁樁基在實(shí)際工程中具有較為廣泛的應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于橋梁樁基的建造環(huán)境對(duì)樁基主體的侵蝕作用較大，使得橋梁樁基成為了橋梁中易損壞的環(huán)節(jié)。在成本大、建設(shè)周期長(zhǎng)的橋梁工程中，橋梁樁基耐久性的提高能夠提高橋梁的使用效率，提高橋梁樁基建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，以及對(duì)降低社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)的不必要損失具有重要意義。有關(guān)單位應(yīng)當(dāng)對(duì)橋梁樁基耐久性問題給予足夠的重視，加強(qiáng)對(duì)橋梁樁基耐久性問題的研究投入和施工管理。

2 橋梁樁基耐久性的影響因素

2.1 施工技術(shù)的影響

施工技術(shù)對(duì)于橋梁樁基的建造狀況具有直接影響。橋梁樁基在建造中，多采用鉆孔灌注樁的方式建造，通過對(duì)水下基巖或硬土層進(jìn)行鉆孔，然后灌注成樁建造成橋梁的樁基。在灌注的過程中，由于在水下作業(yè)要受到水壓等因素的影響，打孔灌注工作的施工準(zhǔn)確度往往并不容易控制，在建造過程中一次澆筑的偏差往往需要二次灌注來進(jìn)行修補(bǔ)，樁基的整體質(zhì)量會(huì)因此受到一定的影響。施工控制技術(shù)的不完善會(huì)使所建造的橋梁樁基的質(zhì)量受到影響，橋梁樁基整體的耐久性也會(huì)下降。

2.2 環(huán)境因素的影響

橋梁樁基往往處于水、空氣、軟土層、硬土層等多種環(huán)境中，受環(huán)境因素的影響較大。橋梁樁基處于水面以上的部分主要受到風(fēng)力侵蝕的作用，水面附近的部分主要受到水力沖擊和風(fēng)力雙重作用，水面以下則會(huì)受到水流、水壓以及水中某些物質(zhì)的腐蝕作用，橋梁樁基在軟土層中的部分除了受軟土層水化鋁、水化鎂等礦物質(zhì)成分的影響，易造成酸、堿腐蝕外，還會(huì)受到軟土層中微生物等生物因素的影響[2]。除此之外，橋梁樁基還會(huì)受到溫度、氣候的季節(jié)性變化等方面的周期性環(huán)境變化的影響。環(huán)境因素對(duì)橋梁樁基的破壞作用很大，因此，克服環(huán)境因素的影響是橋梁樁基提高耐久性的重要方面。

2.3 設(shè)計(jì)方法的影響

橋梁樁基的設(shè)計(jì)是橋梁建設(shè)前期基礎(chǔ)性的工作之一。在進(jìn)行橋梁樁基設(shè)計(jì)時(shí)，橋梁的建造位置的差異性，使得橋梁樁基的設(shè)計(jì)需要因地制宜的根據(jù)具體的自然地理環(huán)境情況以及橋梁的建造目的和使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。橋梁樁基設(shè)計(jì)的不合理，主要會(huì)造成橋梁在選擇受力點(diǎn)位置時(shí)有所偏差，橋梁樁基材料選擇不合適，以及橋梁樁基受環(huán)境影響因素考慮不全面所造成的設(shè)計(jì)疏漏等也有一定的影響。橋梁樁基的設(shè)計(jì)方法應(yīng)當(dāng)以前期的勘測(cè)和調(diào)研數(shù)據(jù)為依據(jù)，以研討和試驗(yàn)來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性，綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境情況，對(duì)橋梁樁基進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，避免設(shè)計(jì)失誤影響橋梁樁基的耐久性。

3 提高橋梁樁基耐久性的措施

3.1 優(yōu)化橋梁樁基的設(shè)計(jì)方法

隨著時(shí)代的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，橋梁樁基的設(shè)計(jì)方法也越來越先進(jìn)，然而現(xiàn)階段關(guān)于橋梁樁基耐久性仍有很多亟待解決的問題，優(yōu)化橋梁樁基的設(shè)計(jì)方法是在理論上提高橋梁樁基耐久性的主要方式。橋梁樁基設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化，需要前期調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確化，相關(guān)單位可通過應(yīng)用科技化設(shè)備來提高調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在對(duì)橋梁樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境對(duì)橋梁樁基造成的影響作用，對(duì)于橋梁的承重樁基要著重進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證其各項(xiàng)指標(biāo)合乎標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)建立完善的樁基設(shè)計(jì)和校核體系，提高橋梁樁基的設(shè)計(jì)方法的可靠性。有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)人員的培養(yǎng)工作，積極學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的橋梁樁基設(shè)計(jì)技術(shù)，適當(dāng)借鑒不同領(lǐng)域的技術(shù)方法，以他山之石攻克橋梁樁基設(shè)計(jì)方法上的難題。

3.2 研發(fā)并應(yīng)用耐久性好的橋梁樁基材料

建設(shè)材料是橋梁樁基的實(shí)體組成部分，橋梁樁基使用最多的建設(shè)材料就是混凝土。高性能混凝土的研發(fā)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑行業(yè)的研究熱點(diǎn)。有關(guān)單位要加強(qiáng)高耐久性混凝土的研發(fā)工作，攻克混凝土在使用過程中抵抗水分滲透、干濕循環(huán)作用、冷熱循環(huán)作用的技術(shù)難題，提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B透性、抗微生物侵蝕性等方面的能力。研究單位要提高新型材料的研究力度，加快橋梁樁基材料的革新，從建設(shè)材料上提升橋梁樁基整體的安全系數(shù)和耐久性。

3.3 做好橋梁樁基的維護(hù)管理工作

橋梁樁基的日常維護(hù)管理工作是保障橋梁樁基在后期使用過程中橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能正常的重要措施，也是提高橋梁樁基耐久性的重要舉措。在對(duì)橋梁樁基進(jìn)行維護(hù)管理時(shí)，需要嚴(yán)格控制橋梁的使用在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，對(duì)超載超限的車輛要進(jìn)行相應(yīng)的管理和制裁，同時(shí)防止車輛、行人等對(duì)橋梁進(jìn)行惡意破壞的行為。有關(guān)負(fù)責(zé)人要定期對(duì)橋梁樁基的狀態(tài)進(jìn)行檢查，對(duì)發(fā)生腐蝕、老化、裂紋等破壞作用的部位及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，避免應(yīng)力集中對(duì)橋梁樁基造成更大的危害。

4 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)對(duì)于資源的利用效率以及使用安全提出了更高的要求，橋梁樁基建設(shè)作為一項(xiàng)工程周期長(zhǎng)、投資多、資源消耗量大的建設(shè)項(xiàng)目，如何解決其耐久性問題已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的熱門問題。有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)重視對(duì)橋梁樁基耐久性的研究，從橋梁樁基的設(shè)計(jì)、施工建設(shè)材料、日常保養(yǎng)以及人才培養(yǎng)等方面著手，梳理其中的技術(shù)難點(diǎn)，提出具體的優(yōu)化措施，以提高橋梁樁基整體的耐久性。

[1] 李 偉，張艷紅.鋼筋混凝土橋梁裂縫產(chǎn)生原因及處治[J].黑龍江科技信息，2012(8)：26.

[2] 長(zhǎng)沙理工大學(xué)，清華大學(xué).公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程[M].北京:人民交通出版社，2013.

Discussion on bridge pile foundation durability problems

Xue Zhiguo

(TaiyuanRoad&BridgeConstructionLimitedCompany,Taiyuan030012,China)

This paper discussed the durability problems of bridge pile foundation, from the construction technology, environment, design method and other aspects, analyzed the factors influence of the bridge pile foundation durability, and put forward corresponding optimization measures, to improve the whole durability of bridge pile foundation, guaranteed the quality and service life of bridge engineering.

bridge pile foundation, durability, design method

1009-6825(2016)05-0209-02

2015-12-04

薛治國(1978- )，男，工程師

U443.15

A