高速公路橋梁樁基質量檢測評估及加固措施

張曉華

（福州潮洋工程試驗檢測有限公司，福建 福州 350000）

1 工程概況

某高速公路橋梁全長為3 068 m，橋寬為26.5 m，其中主橋為一聯12跨（45 m+10 m×90 m+45 m）預應力混凝土變截面箱梁，分離式左右幅，單幅上部結構采用單向預應力單箱單室混凝土箱梁，梁寬12.5 m，箱寬6.0 m，箱梁頂部為2.5%的單向橫坡，采用懸澆施工。

主橋橋墩為混凝土雙柱式橋墩，樁基為雙排4根鉆孔灌注樁基礎。主墩及交界墩的支座分別采用GPZ-15000DX和GPZ-3000DX盆式支座，主引橋交界處采用GQF-MZL模數式橋梁伸縮縫。本文檢查了大橋主橋左幅第4號，5號，6號，7號，8號，9號，10號墩樁基的外觀，選取其中15個樁基進行了專項檢查［1］。

2 大橋主橋樁基外觀檢查

檢查該橋主橋左幅4號～10號橋墩樁基的外觀，表1為檢查具體結果，圖1，圖2展示了樁基混凝土露筋、孔洞、不密實概況。

表1 大橋主橋左幅樁基缺陷統計

圖1 樁基病害

圖2 樁基凹洞、露筋

3 大橋主橋左幅樁基保護層測量

在大橋主橋左幅選取15個樁基礎并依據《混凝土舊橋材質狀況與耐久性檢測評定指南及工程實例》評價結構鋼筋耐久性［2］。利用CM9鋼筋保護層測定儀測量大橋主橋左幅橋梁樁基保護層厚度，測試結果見表2。

表2 大橋主橋左幅樁基保護層厚度測試結果

由表2檢測結果表明Dne/Dnd在0.6～1.6之間，Dne為實測混凝土保護層厚度值；Dnd為混凝土保護層厚度設計值［3］。檢測結果顯示大部分樁基礎的混凝土保護層對其具有較好的防護效果，僅極個別樁基礎混凝土保護層發生破壞。分析結果顯示7-1樁基混凝土護層厚度偏低和鋼筋籠偏位，8-1樁基和10-1樁基混凝土保護層偏薄且鋼筋籠偏位，圖3，圖4展示了樁基的鋼筋籠的偏位情況。

圖3 左幅7-1樁基鋼筋籠偏移示意圖

圖4 左幅8-1樁基鋼筋籠偏移示意圖

4 大橋主橋左幅橋墩樁基強度檢測

對大橋主橋左幅橋墩3根樁基強度檢測滿足要求，大橋主橋左幅橋梁樁基混凝土強度檢測結果如表3所示［4］。

表3 大橋主橋左幅樁基混凝土強度檢測結果

5 耐久性檢測評定

通過現場檢測發現大橋主橋左幅樁基存在著不同程度的凹洞、不密實、露筋等問題，依據JTG 5120—2021公路橋涵養護規范評定大橋主橋左幅單根樁基缺損狀況結果見表4［5］。

表4 大橋主橋左幅樁基缺損狀況評定結果

依據《混凝土舊橋材質狀況與耐久性檢測評定指南及工程實例》和大橋主橋左幅樁基的專項檢驗成果對樁基進行耐久性評估具體內容詳見表5。

表5 大橋主橋左幅樁基的耐久性評定結果

6 病害原因分析

大橋的樁基存在混凝土露筋、孔洞、不密實、鋼筋籠偏位等問題，因此需要對橋梁的樁基病害進行原因分析為加固工作奠定基礎。

造成混凝土露筋、孔洞和不密實的原因是：1）鋼筋放置位置和間距等不當。2）在施工過程中模板隔離劑的噴灑不均勻。3）由于混凝土內部的配筋太密從而造成混凝土的下料困難。4）混凝土澆筑時未進行分層或過厚的混凝土澆筑未按照施工規范進行。5）混凝土的坍落度較低從而影響了和易性。6）混凝土因澆筑的高度超過設計要求而未采取有效的處理措施從而導致混凝土的離析。

引起樁基礎鋼筋籠偏移的原因是：1）鋼筋在進行現場翻樣時沒有考慮到各主筋的位置與避讓關系。2）鋼筋籠未按照要求尺寸進行施工。3）在混凝土澆筑時造成的鋼筋變形而未能在混凝土凝結前對鋼筋進行校正。4）樁基保護層襯墊的大小尺寸和安裝不正確。在工程建設過程中，應嚴格遵守工程技術規程和設計程序。

7 加固措施

防止露筋、孔洞和不密實的方法措施：1）在澆筑混凝土時應保證鋼筋的定位精確并加強檢查。2）選用顆粒組成合適的集料并保證混凝土流動性。3）在模板上噴灑隔離劑要均勻，若澆筑的高度超過了設計的規定時必須立即進行處置，以防止發生離析。4）在工程施工中要防止踩踏鋼筋，如出現鋼筋壓彎等現象必須及時糾正。5）出現露筋時要清洗干凈，再在其上涂抹1∶2或1∶2.5的水泥砂漿使其平整。如有混凝土的松散部位，必須先挖掉松散混凝土然后再用高一個等級標號混凝土進行填筑。

防止樁基鋼筋籠偏位的方法措施：1）鋼筋綁扎必須牢固且固定鋼筋的措施必須可靠有效。2）鋼筋在現場進行施工翻樣時要充分考慮到鋼筋與混凝土的相互避開關系。3）混凝土保護層厚度要準確且墊塊要沿主筋方向擺放，位置和數量要準確。4）在混凝土澆筑時要注意避免與鋼筋發生沖撞，嚴禁砸、壓、踩、撬等。5）在混凝土澆筑期間必須安排專門人員進行現場檢驗并進行糾偏［6］。

本文中此高速公路橋梁樁基處于潮差區，其受到了強烈的波浪和潮差影響。因此該橋樁基需要進行改造和加固，對于因露筋、孔洞、不密實和鋼筋籠偏移等的樁基采用如下措施：

采取 “鑿舊補新” 對樁基表層有缺陷且疏松的混凝土進行鑿除并對樁基表面進行鑿毛處理，然后再對銹蝕的鋼筋進行除銹處理并根據修復區域的大小及深度采用以下措施：1）樁表面修補面積小于0.1 m2或樁表面孔洞修補深度小于5 cm處，在樁基表面上涂抹1∶2.5的水泥砂漿使其表面平整并在樁身噴一次防腐蝕涂層；2）樁表面修補面積大于0.1 m2或樁表面孔洞修補深度大于5 cm處，用高一級標號的細石混凝土澆筑并在樁身噴一次防腐蝕涂層［7］。

對大橋主橋左幅5-2號，5-4號，9-3號病害嚴重的樁基需要進行專項加固，具體措施如下：首先清除表面松散的混凝土和夾泥，然后對樁基表面進行鑿毛處理和鋼筋除銹處理，采用了加大樁徑的加固方法并進行水下導管法澆筑混凝土［8］。

8 結語

橋梁樁基礎的質量檢驗一直是橋梁工程一個關鍵的問題，樁基礎產生的病害會影響到橋梁使用壽命。本文利用現有檢測手段和評估方法，針對高速公路大橋下部鉆孔灌注樁產生病害的部位、種類、原因進行統計并分析橋梁的樁基礎產生病害的原因，以便為今后施工中預防此類病害的發生及橋梁樁基加固工作提供些參考建議。