公路橋梁病害及樁基檢測評估與治理方法

摘 要：我國是公路里程數(shù)全球排名第一的國家，我國公路橋梁更是為數(shù)眾多，而且其中有部分是在上世紀大干快上時期的產(chǎn)物，大都老舊，且不符合現(xiàn)有規(guī)范標準，承載能力有限。根據(jù)檢測分析，大量舊橋、路存在諸多病害，更有甚者已經(jīng)嚴重影響到橋梁安全，而且危橋一旦坍塌對社會的影響力不容小覷。在公路中橋梁的造價占投資的比例較高，如果不及時治理，則造成的經(jīng)濟損失和安全危害會更加巨大。因此，為了社會穩(wěn)定、為了經(jīng)濟發(fā)展，需要對公路橋梁病害這一問題進行系統(tǒng)的思考和研究。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；病害；檢測評估；治理方法

1 公路橋梁的病害

1.1 橋面鋪裝層病害

（1）鋪裝層橫向開裂：鋪裝層橫向開裂就像板在彎矩作用下斷了一樣，主要在伸縮縫1m～2m范圍內(nèi)出現(xiàn)，甚至會有裂縫機會位于支座附近。如果橋梁跨度較大，跨中部分也會出現(xiàn)。其該病害的的主要原因為：由于現(xiàn)在車輛不斷增多，車輛反復沖擊頻率和荷載大小不斷增加，鋪裝層極易發(fā)生啃邊。而且在支座處，存在負彎矩，鋪裝層受拉，再在環(huán)境的變化下，更容易發(fā)生破壞。根據(jù)統(tǒng)計，一般橋梁在運營使用5年～8年后，橫向裂縫發(fā)展的最為嚴重，甚至發(fā)展到基層，然后再雨水和荷載的作用下形成坑槽。此病害多是由于設(shè)計時，鋼筋配筋不當，施工時，混凝土澆筑不密實均勻?qū)е碌摹?/p>

（2）縱向裂縫：縱向裂縫普遍存在與公路橋梁鋪裝層中，中小跨徑橋梁多位于主梁腹板、頂板和板梁縱向接縫位置。因為板與板之間是靠鉸縫和鋪裝層一起傳力，但是主梁抗彎剛度大，豎向位移小，而橋梁板橫向剛度小。鋪裝層在車輛活荷載的反復作用下，會受到彎矩和剪力作用，其中剪力為主。鋪裝層會發(fā)生縱向開裂，其中以中線最為嚴重。此種病害嚴重削弱了橋梁的橫向剛度，橫向荷載的分布變得不均勻，傳力路線發(fā)生變化。在車輛動荷載的反復作用下，橋梁易發(fā)生單板受力，造成單板的承受荷載增大50%以上，導致整體承載能力的下降，降低橋梁的安全性。構(gòu)造方面，由于開裂，為雨水下滲提供路徑，易造成主梁和板面的腐蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。

1.2 橋梁排水病害

為保證公路橋梁的通行能力和長期運營能力，排水設(shè)施一直是橋梁附屬設(shè)施的重點。確保橋面雨水快速有效的排出，是降低雨水滲入梁體和橋面板的重要措施。泄水管的病害。泄水管道常暴露在空氣中，易發(fā)生破壞。而且在長期環(huán)境和荷載的作用下，泄水管易產(chǎn)生局部破裂、損傷，從而導致泄水管發(fā)生裂紋，產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。嚴重的甚至管體發(fā)生脫落，直接失去排水功能。引水槽缺陷。引水槽易被雜物堵塞，造成水流不暢，造成積水和漏水。

2 公路橋梁樁基的具體種類

根據(jù)施工方式的不同，可以將公路橋梁樁體的種類分成挖孔、沖孔、鉆孔；根據(jù)公路橋梁樁體直徑的不同可以分成小直徑、中直徑以及大直徑；根據(jù)公路橋梁樁體的截面形狀可以分為平底樁和鋼底樁基；根據(jù)橋梁的承載力不同可以分成摩擦端承樁、端承樁以及摩擦樁；根據(jù)該公路橋梁樁基的豎向承載能力的不同可以分為抗拔樁以及抗壓樁。在公路橋梁樁基施工的過程中，需要加強檢測，以施工的特點為依據(jù)，選擇合適的挖孔以及鉆孔的施工方式，對于不同的公路橋梁樁基要選擇不同的檢測方法，這樣才能保證最終的檢測結(jié)果的精確性，進而保證公路橋梁樁基的質(zhì)量滿足要求，最終提高公路橋梁工程的質(zhì)量水平，為我國交通事業(yè)的發(fā)展和進步打下堅實的基礎(chǔ)。

2.1 成孔檢測

近年來我國的成孔檢測技術(shù)取得了飛速的發(fā)展和進步，從宏觀的角度來分析，樁體成孔的檢測對于公路橋梁的施工質(zhì)量有著重大的影響。因此，在工程實踐中，應(yīng)該加大成孔檢測技術(shù)的研發(fā)力度，特別是對于灌注樁樁底檢測技術(shù)的開發(fā)，這些技術(shù)的研發(fā)是工程人員共同努力才能完成的，其必然是一項長期的探索過程。

2.2 動態(tài)靜力法檢測

根據(jù)達朗伯原理和慣性概念求動反力的方法，其他國家根據(jù)該方法已經(jīng)成功地將力學概念進行研究從而獲取了動態(tài)靜力法，通過動靜平衡的原理可以直接的檢測處運動的鋼體，從而防止了應(yīng)力波的逐漸傳遞，但是這種方法對于錘的配種要求非常高，所以要想進行大范圍的擴展則比較困難。

2.3 聲波透射法檢測

聲波透射法在傳統(tǒng)樁基施工中并沒有提起足夠的重視，但是伴隨著交通的發(fā)展和進步，和橋樁相關(guān)的一些大直徑鉆孔灌注樁被大量的應(yīng)用到橋梁建設(shè)中。因為聲波投射法具備較高的測量精度，可以及時的發(fā)展樁身存在的質(zhì)量問題和不足，被大量的使用在樁基施工中，將原有的模擬聲波儀逐漸的淘汰，從技術(shù)水平來分析，聲波技術(shù)已經(jīng)能夠滿足當前的橋梁工程施工，并且其使用的范圍還在逐漸擴大。

2.4 靜荷載檢測

靜載荷實驗法在樁基施工中的評價比較高，其是目前檢測樁基承載能力的關(guān)鍵方法，但是因為當前的檢測儀表精確度不是很高，導致了最終的檢測數(shù)據(jù)精確度不足，檢測的誤差在百分之十以上。因此，要想全面提升靜載荷實驗法的準確率，就要不斷加大研發(fā)力度。當前，試驗噸位已經(jīng)有了大幅提升，很多的單位可以做到30000kN載荷的加載試驗，此外，技術(shù)人員根據(jù)較大噸位樁進行了樁底設(shè)置傳感器以及千斤頂?shù)撵o荷載實驗。

3 公路橋梁病害治理方法

3.1 坑槽治理

（1）冷修工藝：冷修主要適用于橋梁應(yīng)急搶修。施工過程為，先開槽，然后清灰填充冷補料。隨后由夯錘或振動式路碾機壓實。對于坑槽深度6cm以上的，必須分層投料夯實。為了防止橋梁坑槽填壓區(qū)在車輛的反復作用下，很快下沉形成新的坑槽。所以一般修補后的坑槽，會略高于周圍橋梁表面。一般只需要不到一個小時，就可以完成橋梁坑槽填補，恢復橋梁通行。

（2）熱修工藝：為了保證坑槽的有效修補，現(xiàn)在大多數(shù)橋梁采用熱修補，運用加熱設(shè)備提高修補質(zhì)量。主要施工步驟為：首先按“圓洞方補、斜洞正補”的原則，測量和劃出坑槽范圍與深度。為了接縫更好的處理，一般把范圍向外移5cm。使用加熱儀器，加熱待修區(qū)域，直到路面軟化。耙松軟化的路面，切邊。鋪一層新的瀝青混合料，然后攤平，噴灑乳化瀝青。反復壓實4～6遍。

3.2 混凝土裂縫病害治理措施

（1）截面增大法：也就是增大混凝土構(gòu)件的截面法。一般是在構(gòu)件外表面再用鋼筋網(wǎng)和砂漿裹一層，從而增大尺寸。此工藝以及非常成熟，也是許多公路橋梁的的選擇之一，非常適合梁板。

（2）粘貼鋼板加固法：采用化學試劑直接將鋼板粘在需要加固的混凝土構(gòu)件表面，比如受拉區(qū)、抗剪區(qū)。從而提高梁、柱的整體剛度，限制裂縫開展，提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。

（3）粘貼高強復合纖維加固法：現(xiàn)在有很多高強的復合纖維布，只需要在需要加固的部位進行粘貼，就可以限制裂縫發(fā)展，提高梁的抗彎和抗剪。

（4）外包鋼加固法：外包鋼加固法，即在混凝土構(gòu)件（梁、墩）外表面包一層鋼的加固方法。該方法主要用于橋梁梁、墩臺承載力不夠，但是又因為實際因素，無法直接增加截面時，才采用的方法。

（5）預應(yīng)力加固法：預應(yīng)力加固對公路橋梁有很大作用。因為橋梁自重大，一般采用的加固材料主要承擔活載，但是其應(yīng)力、應(yīng)變滯后，在極限狀態(tài)下很難發(fā)揮作用。此時對加固材料施加預應(yīng)力，解決應(yīng)力、應(yīng)變滯后問題。例如：體外預應(yīng)力體系，將預應(yīng)力鋼筋布置在梁上，靠預應(yīng)力抵消外荷載的內(nèi)力，從而提高橋梁承載力。

3.3 上部結(jié)構(gòu)病害治理方法

（1）混凝土露筋或保護層剝落病害治理措施：若橋梁梁體和板出現(xiàn)露筋或保護層剝落等現(xiàn)象。需要檢測混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋裸漏的嚴重程度。然后考慮是受采取加固，并采取什么手段加固。從而保證構(gòu)件的強度達標，并且滿足正常使用性要求。然后確定修補后，首先將酥化腐蝕的保護層鑿去，如果鋼筋銹蝕不嚴重，沒有影響到鋼筋混凝土承載力，那只需要對鋼筋進行除銹，然后用環(huán)氧材料進行修補防銹，最后采用高標號水泥砂漿或聚合物改性砂漿進行修補。對于混凝土露筋嚴重的現(xiàn)象。需要將鋼筋銹蝕嚴重的部分，進行切割。然后鑿槽，清理殘渣和破壞的混凝土。如果鋼筋銹蝕嚴重，有可能還需要新的植筋，然后用高強混凝土進行修補，保證強度達標。

（2）蜂窩、麻面、剝落等病害治理措施：首先必須將發(fā)生病害的疏松部分清除掉，保證混凝土發(fā)生碳化和破壞的部分完全清除。按照常用的方式是采用高標號混凝土或水泥砂漿進行粉刷磨平?，F(xiàn)在市場上有一種聚合物改性砂漿，主要用于混凝土麻面等大面積的修復。其中有阻銹劑，可以防止鋼筋銹，防止鋼筋混凝土發(fā)生各式各樣的化學侵蝕。其特點有：所含阻銹劑成分具有防腐功能，阻止鋼筋銹蝕、氯鹽及凍融破壞。主要由聚合物乳液和無機粉料組成，可以形成韌性很強的高密度砂漿。具有良好的粘接力、抗?jié)B性、抗裂性、耐沖擊、耐磨等特性。使用方便，可潮濕基層施工，健康環(huán)保。

4 結(jié)束語

我國公路橋梁工程規(guī)模大，數(shù)量多，建造速度快，給后期的維護工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。維護工作的好壞直接關(guān)系到橋梁的安全性和使用壽命，因此我們必須對橋梁存在的隱患加以重視，利用科學的施工方案來逐步解決橋梁的病害問題。

參考文獻：

[1] 劉保縣，張冠軍.在役橋梁基樁完整性檢測合理方案研究[C]//地下空間開發(fā)與歷史文化名城保護研討會暨中國土木工程學會隧道及地下工程分會地下空間專業(yè)委員會2015年會，2015.

[2] 徐前衛(wèi)，蘇培森，唐卓華等.軟土路基沉降病害治理的注漿加固技術(shù)及其試驗研究[J].土木工程學報，2015（s2）：268～273.

[3] 萬維民.在役橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的現(xiàn)狀評估方法研究[D].東南大學，2016.

作者簡介：

張建偉（1968年12月生），男，河南宜陽人，工程師，本科；研究方向：道路與橋梁。