橋梁樁基常見病害及檢測

橋梁是國家交通工程建設(shè)主要項目之一，其不僅可以跨設(shè)于水域之上，也可以作為地面架空橋梁設(shè)施，緩解地區(qū)交通線路運行壓力。無論是哪一種類型橋梁，樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)均起到了重要的承載作用，減輕地面橋梁行車時產(chǎn)生的重力荷載。由于現(xiàn)今交通日趨頻繁，樁基礎(chǔ)承受的重力荷載不斷擴大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性病害發(fā)生率上升，這種情況勢必會對橋梁的穩(wěn)定性及安全性造成損害。
 
樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為橋梁的核心構(gòu)成，結(jié)構(gòu)功能影響著區(qū)域交通運行效率。因此，加強橋梁樁基的高質(zhì)量施工管理，提升橋梁樁基的檢測力度，對于保證公路橋梁項目的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常重要，對創(chuàng)建更加穩(wěn)定有序的交通運行環(huán)境也具有重大意義。
 
一、橋梁樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)常見病害
 
1、碳化病害
樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是橋梁不可缺少的支撐體系，也是地方交通項目建設(shè)中的重要工程。碳化現(xiàn)象的出現(xiàn)會減弱樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的耐久性，長時間碳化可能造成混凝土黏合性失效，破壞橋梁建筑的整體性。
 
“碳化”是樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)普遍存在的病害問題，是混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)。由于樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物暴露于空氣中，無法避免發(fā)生碳化現(xiàn)象。
 
2、裂縫病害
隨著時間的推進，橋梁會面臨較高的病害風(fēng)險，樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力減弱會導(dǎo)致諸多病害現(xiàn)象的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)性能。
 
裂縫是混凝土橋梁的常見病害，溫差、受力、工藝等均會引起裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。
 
樁基病害檢測技術(shù)
樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代橋梁建造不可缺少的一部分，利用樁基礎(chǔ)可實時調(diào)控橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為地方交通運行創(chuàng)造有利的條件。隨著時間的推移，樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)病害發(fā)生概率升高，橋梁內(nèi)外結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的損耗，破壞了區(qū)域交通線路的安全性。此時就需要制定可行的病害檢測方案，增強樁基礎(chǔ)工程的抗害能力。
 
在橋梁樁基的檢測中有五種非常典型的檢測方式，分別為現(xiàn)場靜力荷載檢測、超聲波透射檢測、高低應(yīng)變動測檢測以及鉆孔檢測，它們都有各自的特點和適用的范圍，橋梁工程在需要對樁基進行檢測時，一定要有針對的選擇有效的檢測方式，要注意避免所使用的檢測方式中容易出現(xiàn)的問題。只有應(yīng)用好橋梁樁基的檢測技術(shù)，才能更好地保證橋梁工程的質(zhì)量。
 
1、靜力荷載檢測
靜載試驗是指在樁頂施加荷載，了解在荷載施加過程中樁土間的作用，最后通過P~S曲線的特性判別樁的施工質(zhì)量及確定樁的承載力。在橋梁樁基檢測中，主要是以慢速維持荷載法，由于樁基荷載壓力大，施工環(huán)境惡劣、檢測時間長等原因，故較少采用這種方法。
 
2、高低應(yīng)變檢測
低應(yīng)變和高應(yīng)變的原理基本相同，高應(yīng)變法是利用重錘自由落體錘擊橋梁樁基來得到相關(guān)的檢測數(shù)據(jù)，但由于操作復(fù)雜，所以就有了低應(yīng)變，低應(yīng)變使用的是小錘，并配有傳感器，通過傳感器接收的信號，就可以簡單地分析到橋梁樁基是否存在缺陷以及存在缺陷的位置和大小。這種測量方式要求橋梁樁頂必須干凈、整潔。
 
低應(yīng)變檢測過程中，通過電腦對傳感器接收到的信號進行分析，通過波形的信號，了解到橋梁樁基是否存在缺陷，以及夾層等情況。一般來說，所得到的波形越規(guī)則，橋梁樁基的完整性就會越好，一旦波形存在較大的突變和較大的波動，就說明橋梁樁基存在一定的缺陷，是不符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的。
 
高應(yīng)變能夠充當(dāng)?shù)蛻?yīng)變法補充驗證手段，在判定樁身水平整合性縫隙或預(yù)制樁接頭等存在的缺陷時不僅能合理判定缺陷程度，還能夠判定是否會影響樁的豎向抗壓承載能力。
 
 3、超聲波透射檢測
超聲波透射法是相關(guān)人員通過相應(yīng)的聲測管，由超聲脈沖發(fā)射源在混凝土內(nèi)發(fā)高頻彈性脈沖波，用高精度接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在混凝土內(nèi)傳播過程中表現(xiàn)的波動特征。
 
當(dāng)混凝土內(nèi)部存在不連續(xù)或破損界面時，缺陷面形成波阻抗界面，波達到該界面時，產(chǎn)生波的透射和反射，使接收到的透射能量明顯降低。
 
當(dāng)混凝土內(nèi)部存在松散、蜂窩空洞等缺陷時，將產(chǎn)生波的散射和繞射，根據(jù)波的初始到達時間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變程度等特征，可獲取測得范圍內(nèi)混凝土的聲學(xué)參數(shù)。
 
測試記錄不同測試剖面、不同高度上的超聲波的特征，經(jīng)過處理分析就能獲得測試區(qū)內(nèi)混凝土的參考強度和內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。
 
4、靜力觸探檢測
 靜力觸探主要傾向于力的分析，這種方法的使用一般需要經(jīng)過相應(yīng)試驗測得比貫入阻力、樁身測阻力等，這樣做的目的是為計算提供方便，同時也可以對樁基的承載力值加以確定。通過這種方法檢測后，將計算出來的特征值和相應(yīng)的安全系數(shù)進行詳細的對比，將獲得的數(shù)值和樁基的承載力進行認真地比對，如果基樁的承載能力比設(shè)計樁基承載力的值大，那么基樁的承載能力滿足相關(guān)要求，反之基樁的承載力就不滿足相關(guān)要求。
 
5、鉆孔取芯法
主要是采用鉆孔機對樁基進行抽芯取樣，根據(jù)取出的芯樣，可對樁基的長度、砼強度、局部缺陷情況、樁底沉渣厚度、持力層情況等作出清楚的判斷，這種方法只能對局部范圍進行判斷，在對樁基進行等級評定時，還是以無損檢測為主。
 
結(jié)語
公路橋梁施工中的樁基質(zhì)量問題直接影響著公路橋梁的質(zhì)量和安全，樁基工程的質(zhì)量需要進行嚴(yán)格地控制，需要定期進行檢測，但每種檢測方法均存在一定的局限性，故充分利用各種方法的優(yōu)點，解決橋梁工程中實際問題是很有必要的。選擇合適的方法，通過對實際樁基施工中一些問題的有效解決，加上有效的樁基質(zhì)量檢測方法，可保證公路橋梁樁基施工質(zhì)量，促進公路橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。