桥梁桩基础加固设计相关问题探究

2017-03-12徐胜利

中国高新技术企业 2017年12期

关键词：桩基础桥梁工程病害

徐胜利

（苏交科集团股份有限公司，江苏南京 210019）

桥梁桩基础加固设计相关问题探究

徐胜利

（苏交科集团股份有限公司，江苏南京 210019）

随着我国社会经济发展水平的提升，各地区桥梁工程的数量也越来越多，要确保桥梁在使用过程中的安全性和稳定性，就必须做好桥梁桩基础的加固设计工作，提高桥梁基础结构的稳固性。文章针对桥梁桩基础加固设计工作相关问题进行了分析。

桥梁工程；桩基础；加固设计；桥梁结构；稳固性

桩基础是桥梁工程中的重要组成部分，从目前的现状看，大部分桥梁工程的桩基础设计与施工方面都存在诸多问题，其中最典型的问题就是桩基础的牢固程度不达标，因此我们有必要加强对桥梁桩基础加固设计的重视度，以确保整个桥梁建设工程的质量。

1 桥梁桩基础加固设计现状

1.1 设计标准和工程实际情况结合考虑不周全

当前我国大多数桥梁工程在设计的过程中都存在设计标准与设计情况不相符合的问题，桥梁工程设计本身就是一项专业性、技术性的工作，要求设计人员必须全面掌握有关桥梁各部位的设计标准，尤其是桩基础的加固设计标准。另外，必须根据桥梁工程施工所在地的特点、使用要求、车辆荷载情况等问题进行桩基础的设计工作，以求最大限度提高桥梁的使用寿命，但是当前大多数设计人员在设计中并没有考虑到这一问题，导致桥梁工程在投入使用之后，由于车辆的不断增多而出现实际荷载远远超过设计荷载，最终造成桥梁基础结构遭受破坏。此外，由于在设计中没有考虑到当地的自然条件，致使桥梁在恶劣的自然环境中逐渐老化，不能达到预期设计使用寿命的要求。

1.2 施工材料选择不科学

现阶段，我国绝大部分桥梁桩基础加固工程在设计中都倾向于采用混凝土作为施工材料，混凝土材料相比传统材料具有强度高等诸多优点。但是，由于受到冬季低温的影响，地下水渗透到混凝土结构中之后，很容易发生结冰膨胀的现象，进而导致其内部结构遭到严重破坏，尤其是在一些冬季时间较长的北方地区，由于长时间处于0℃的环境中，更容易发生冻融循环的情况，使混凝土的强度越来越低，最终出现剥落撕裂的严重后果。一些设计人员在进行施工材料选择时，往往没有考虑到这一问题，导致在后期加固施工中遇到诸多麻烦。

1.3 技术、工艺流程等设计不合理

桥梁桩基础的加固具有一定的复杂性，在加固过程中需要用到各种各样的技术工艺，一旦在技术、工艺流程的设计上不合理，就很可能导致整个加固工程达不到预期的效果。但是，从目前的现状看，大多数桥梁桩基础加固设计中都不够重视技术的选择和工艺流程的优化，在技术设计上倾向于采用传统技术，这些技术往往不能满足现代桥梁工程加固的需求，再加上工艺流程设计的不合理，最终导致整个工程设计方案根本不具备可行性。

1.4 设计管理不到位

要确保桥梁桩基础的加固设计的质量，就必须对设计的全过程进行严格控制，做好设计流程管理、人员管理等各项工作，但是，当前大部分桥梁桩基础加固设计都没有考虑到对设计过程的管理，没有明确划分各部门的管理职责，导致出现问题时纠纷不断，此外，在设计方案审核等关键环节存在严重的疏漏，根本没有按照规范的流程进行设计方案的审核，最终导致设计方案中的一些细节问题不能及时发现，给后期方案的执行造成严重阻碍。

2 桥梁桩基础加固设计需要注意的问题分析

在实际进行桥梁桩基础加固设计之时，为了降低桥梁桩基础各类结构病害出现的几率，提高桥梁的稳定性和安全性，就必须做好桩基础加固设计的工作，一般来说，在设计过程中应注意以下三个方面的问题：第一，设计人员必须明确桥梁加固的性质，在开展设计工作之前，必须全面搜集有关桥梁建设工程的资料，结合实践经验以及工程的实际状况进行设计。尤其要注意对桥梁桩基础病害的分析和检测，在全面了解各类病害及其产生原因的基础之上进行加固设计。通常来说，可将桥梁桩基础的加固设计方法分为耐久性加固、刚度加固和强度加固三种，这三种加固方式所适用的范围及其发挥的功效是不同的，其中耐久性加固主要适用于已经发生损伤的部位，它主要通过对损伤采取一定的修复技术，从而达到遏制结构病害进一步蔓延的目的。刚度加固属于一种预防性措施，其应用主要是为了确保桥梁基础结构的使用功能达标。强度加固主要用于提升桥梁整体结构的安全性和可靠性，确保其使用寿命；第二，桥梁桩基础的加固设计必须考虑到各项技术工艺运用的科学性和可行性，尽量避免一些不合理的加固方法的使用，设计人员必须根据桥梁工程的实际情况，选择最为恰当的加固技术和方法，不能简单套用一些类似工程项目的加固处理方法，以免在施工中遇到不必要的麻烦，最终导致施工成本的大量浪费以及工程进度的延误；第三，要坚持成本最小化的原则，尽量用性价比较高的加固施工材料来达到桩基础加固的目的，既要确保不超过最初的预期成本，同时也要保证桥梁工程的最终施工质量。

3 桥梁桩基础加固设计的原则

桥梁桩基础的病害对整个桥梁工程的施工质量具有十分严重的影响，因此必须高度重视桩基础加固设计工作，不仅要在病害出现之后及时进行处理，同时也必须在病害未发生之前做好预防工作，要制定出科学合理的病害防护与加固方案，就必须严格遵循以下三个原则：

3.1 分清加固类型和性质的原则

桥梁桩基础的加固与桥梁其他部位的加固工程具有明显的不同，需要全面考虑工程的实际情况及其影响因素，选择恰当的加固类型：第一，应对桥梁施工现场进行勘探，了解当地的地形、地质、水文等条件，进而为加固设计工作的开展提供必要的信息支撑；第二，应了解桥梁桩基础各类病害的特点及其原因，根据病害所在部位和需要达到的加固效果，选择最为适宜的加固类型，包括强度加固、刚度加固、耐久性加固等。

3.2 合理性原则

合理性原则主要是针对加固技术方法的选择而言的，只有确保加固技术方法的合理性，才能真正发挥出其加固效果，一旦在技术方法的选择上不合理，不仅不能达到预期的加固效果，还可能造成整个工程建设资金的浪费，具体来说，在加固技术的选择上，设计人员必须根据实际病害情况选择最适用的加固技术，同时还要考虑到所选技术方法在施工现场是否具备可行性，是否会对周边环境、居民生活等产生影响。

3.3 经济性原则

所谓经济性原则，指的是在进行桥梁桩基础加固设计的时候，必须坚持以最小的成本投入，取得最佳的效果，当然也不能一味地追求材料、设备的低价格，要在确保各类资源的应用效果的前提下，尽量降低其采购成本，否则不仅不可能达到节约成本的目的，同时还可能造成加固效果不明显，需要重新返工的情况，进而浪费更多的成本。

4 桥梁桩基础加固设计的方法

4.1 扩大桥梁基加固法

扩大桥梁基加固法在现代桥梁桩基础加固中十分常见，它是站在整体的角度考虑桥梁加固的一种方法，能够全面提高桥梁的稳固性，一般来说，在交通桥梁年检的时候，若出现桩基础破坏、侵蚀比较严重的情况，且钢筋也出现外露或混凝土出现空洞，此时采用扩大桥梁基加固法最为适用。

4.2 桥梁桩的本身修补加固法

桥梁桩本身修补加固法的应用主要是针对一些已经出现的受损桩基进行修复，它能大幅提高桥梁桩基础的硬度、强度及其持久性。在应用该方法对桥梁桩基础进行修复的时候：第一，要进行实地调查，全面了解桥梁桩基础的破坏情况及修补范围，分析技术方法的可行性；第二，利用钢筋混凝土的浇筑来封装桥梁桩基，该技术方法不但可以完美地修复受损严重的桥梁桩基础，而且还能对桥梁桩基础本身的强度起到一定程度的提升作用，对于承载力要求较高的桥梁桩基础修复工程来说比较适用。

4.3 桥梁桩基自体加固法

该方法是在已有的混凝土桩基础之上直接进行加固的一种方法，对于直径较小的钢筋混凝土桥梁桩基础的加固来说尤为适用，它的主要优点是施工工程量小、成本投入少，绝大部分小规模桥梁都是采用的桥梁桩基础自体加固法来进行加固的。

4.4 增加桩基加固法

增加桩基加固法在现代桥梁桩基础加固工程中的应用十分广泛。通过增加桥梁桩，能显著提升整个承台的作用力和承载范围，对于桥梁桩基承载力不足的情况较为适用，简单来说，就是增加一定数量的新桥梁桩或者把现有的桥梁桩的承载力进行一定程度的提升，进而达到增强桥梁工程稳固性和安全性的目的。该方法的主要优点是效果显著、工作量小，但其主要缺陷是在实际施工过程中会对原有的交通情况产生影响。