斜拉桥水下基础检测与评价

2019-09-04

武汉船舶职业技术学院学报 2019年2期

(1.湖北交通职业技术学院,湖北武汉 430070；2.湖北交投科技发展有限公司，湖北武汉 430030)

桥梁基础作为桥梁结构的重要组成部分，承担着将上部结构荷载传递给地基的重要作用。桥梁水下基础会因为基础混凝土浇筑质量差或流水长期冲刷侵蚀等原因出现如混凝土冲蚀、磨损、破损、露筋、锈蚀、夹泥、开裂和缩径等病害，其病害的发展直接影响桥跨结构的实用性和耐久性，严重时还会危及桥梁运营安全。

1 工程概况

某斜拉桥是106国道跨越长江的重点工程，全桥长2675.65m。主桥为55m+200m+480m+200m+55m预应力混凝土双塔双索面斜拉桥。主桥全长990m，主跨径为480m。大桥涉水桥墩为4#-10#墩，均为钻孔灌注桩，桩基类型为端承桩。4#桥墩设置8根直径1.8m桩长46.5m桩基；5#-6#墩为索塔主墩，均设置19根直径为3m桩基，6#墩其中12号桩长47m，其余桩长44m，5#墩桩长35m；6#墩为溶洞发育区，溶蚀现象严重。7#桥墩设置6根直径2.2m，桩长23m桩基。8#桥墩设置6根直径1.8m桩长19.5m桩基。9#墩桩基直径为1.8m,桩长9-1为26.05m,9-2至9-4为16.3m,共4根桩基。10#桥墩设置4根直径为1.8m桩长13.9m桩基。大桥基础布置见图1。

图1 大桥基础布置示意图

2 水下基础检测内容与方法

采用EM2040C多波束测深仪和检测船等试验检测设备，EM 2040C是一款基于EM2040技术的浅水型多波束测深仪,适用于高分辨率测图和海底检测。检测分汛期和枯水期两次进行，枯水期检测在12月份进行，汛期检测在次年8月份检测。汛期检测内容只对河床进行扫描，枯水期检测内容包括水下墩柱、桩基础外观及基础冲刷检测与河床扫描。

(1)水下墩柱及桩基础外观缺陷检测

专业潜水员对混凝土剥落、漏筋、锈蚀、桩基缩颈与空洞情况、生物腐蚀等进行水下探摸、摄像检查，特别是水下承台或系梁与桩基连接处及混凝土缺陷情况，检测时配置水下通信系统，与水下摄像系统结合，现场及时核实典型病害相关位置数据。

(2)河床扫描检查内容主要包括

1)河床断面测量：对桥梁中心线上下游10m位置河床横断面以及水中墩中轴线沿流向河床纵断面进行测绘。2)调查桥区河段河床的冲淤变化及上游1200m、下游800m采砂等情况，并测量该范围河床标高。河床扫描区域图如图2及图3所示。

图2 大桥河床横断面扫描区域图

图3 大桥河床纵断面扫描区域图

3 水下基础外观检测结果

4#墩～10#墩检测时，各桥墩承台桩基础均被河床填埋，各桥墩、承台外露部位未发现有破损露筋、露骨、开裂等病害。5#桥墩～8#桥墩承台以下均被钢围堰包裹保护，钢围堰内部均灌注了混凝土；9#桥墩～10#桥墩承台外侧均被钢结构包裹。5#桥墩～10#桥墩水下基础表面整体覆盖着一层大小约为0.1m×0.05m×0.05m的贝类水生物，覆盖面积为95%。图4～图7为5#桥墩基础的检测结果。

图4 5#桥墩基础表面现状

图5 5#桥墩基础钢围堰顶部

图6 5#桥墩钢围堰表面水生物

图7 5#桥墩钢围堰与河床连接处

4 河床扫描检测结果

(1)沿桥梁中心线上、下游10m横断面检测结果。汛期上游侧河床标高较枯水期变化在-0.70m～+0.70m之间，汛期下游侧河床标高较枯水期变化在-0.50m～+1.90m之间，汛期与枯水期河床整体变化不明显。

河床标高较原设计总体河床变化在+2.16m～-13.64m之间，其中5#墩和6#墩河床下切情况严重，5#桥墩周边冲刷在-13.64m～-11.44m之间，6#桥墩周边冲刷在-4.32m～-3.72m之间。

(2)桥墩附近河床纵断面扫测结果。枯水期5#桥墩基础附近河床局部冲刷情况较严重，以5#桥墩基础为中心，在基础周围形成了一个圆形冲刷坑，该冲刷坑半径为60m，较周边河床该冲刷坑最大深度为13m。枯水期5#桥墩基础冲刷扫描见图8、图9。汛水期5#桥墩基础冲刷扫描见图10、图11。5#桥墩上游100m～1200m河床标高较枯水期变化在-0.80m～-0.10m之间，5#桥墩下游100m～800m河床标高较枯水期变化在-0.70m～+0.30m之间，汛期较枯水期河床整体呈轻微下切趋势。5#桥墩桩基础现埋深情况见表1。