高速公路桥梁桩基质量检测评估及加固措施

张晓华

（福州潮洋工程试验检测有限公司，福建 福州 350000）

1 工程概况

某高速公路桥梁全长为3 068 m，桥宽为26.5 m，其中主桥为一联12跨（45 m+10 m×90 m+45 m）预应力混凝土变截面箱梁，分离式左右幅，单幅上部结构采用单向预应力单箱单室混凝土箱梁，梁宽12.5 m，箱宽6.0 m，箱梁顶部为2.5%的单向横坡，采用悬浇施工。

主桥桥墩为混凝土双柱式桥墩，桩基为双排4根钻孔灌注桩基础。主墩及交界墩的支座分别采用GPZ-15000DX和GPZ-3000DX盆式支座，主引桥交界处采用GQF-MZL模数式桥梁伸缩缝。本文检查了大桥主桥左幅第4号，5号，6号，7号，8号，9号，10号墩桩基的外观，选取其中15个桩基进行了专项检查［1］。

2 大桥主桥桩基外观检查

检查该桥主桥左幅4号～10号桥墩桩基的外观，表1为检查具体结果，图1，图2展示了桩基混凝土露筋、孔洞、不密实概况。

表1 大桥主桥左幅桩基缺陷统计

图1 桩基病害

图2 桩基凹洞、露筋

3 大桥主桥左幅桩基保护层测量

在大桥主桥左幅选取15个桩基础并依据《混凝土旧桥材质状况与耐久性检测评定指南及工程实例》评价结构钢筋耐久性［2］。利用CM9钢筋保护层测定仪测量大桥主桥左幅桥梁桩基保护层厚度，测试结果见表2。

表2 大桥主桥左幅桩基保护层厚度测试结果

由表2检测结果表明Dne/Dnd在0.6～1.6之间，Dne为实测混凝土保护层厚度值；Dnd为混凝土保护层厚度设计值［3］。检测结果显示大部分桩基础的混凝土保护层对其具有较好的防护效果，仅极个别桩基础混凝土保护层发生破坏。分析结果显示7-1桩基混凝土护层厚度偏低和钢筋笼偏位，8-1桩基和10-1桩基混凝土保护层偏薄且钢筋笼偏位，图3，图4展示了桩基的钢筋笼的偏位情况。

图3 左幅7-1桩基钢筋笼偏移示意图

图4 左幅8-1桩基钢筋笼偏移示意图

4 大桥主桥左幅桥墩桩基强度检测

对大桥主桥左幅桥墩3根桩基强度检测满足要求，大桥主桥左幅桥梁桩基混凝土强度检测结果如表3所示［4］。

表3 大桥主桥左幅桩基混凝土强度检测结果

5 耐久性检测评定

通过现场检测发现大桥主桥左幅桩基存在着不同程度的凹洞、不密实、露筋等问题，依据JTG 5120—2021公路桥涵养护规范评定大桥主桥左幅单根桩基缺损状况结果见表4［5］。

表4 大桥主桥左幅桩基缺损状况评定结果

依据《混凝土旧桥材质状况与耐久性检测评定指南及工程实例》和大桥主桥左幅桩基的专项检验成果对桩基进行耐久性评估具体内容详见表5。

表5 大桥主桥左幅桩基的耐久性评定结果

6 病害原因分析

大桥的桩基存在混凝土露筋、孔洞、不密实、钢筋笼偏位等问题，因此需要对桥梁的桩基病害进行原因分析为加固工作奠定基础。

造成混凝土露筋、孔洞和不密实的原因是：1）钢筋放置位置和间距等不当。2）在施工过程中模板隔离剂的喷洒不均匀。3）由于混凝土内部的配筋太密从而造成混凝土的下料困难。4）混凝土浇筑时未进行分层或过厚的混凝土浇筑未按照施工规范进行。5）混凝土的坍落度较低从而影响了和易性。6）混凝土因浇筑的高度超过设计要求而未采取有效的处理措施从而导致混凝土的离析。

引起桩基础钢筋笼偏移的原因是：1）钢筋在进行现场翻样时没有考虑到各主筋的位置与避让关系。2）钢筋笼未按照要求尺寸进行施工。3）在混凝土浇筑时造成的钢筋变形而未能在混凝土凝结前对钢筋进行校正。4）桩基保护层衬垫的大小尺寸和安装不正确。在工程建设过程中，应严格遵守工程技术规程和设计程序。

7 加固措施

防止露筋、孔洞和不密实的方法措施：1）在浇筑混凝土时应保证钢筋的定位精确并加强检查。2）选用颗粒组成合适的集料并保证混凝土流动性。3）在模板上喷洒隔离剂要均匀，若浇筑的高度超过了设计的规定时必须立即进行处置，以防止发生离析。4）在工程施工中要防止踩踏钢筋，如出现钢筋压弯等现象必须及时纠正。5）出现露筋时要清洗干净，再在其上涂抹1∶2或1∶2.5的水泥砂浆使其平整。如有混凝土的松散部位，必须先挖掉松散混凝土然后再用高一个等级标号混凝土进行填筑。

防止桩基钢筋笼偏位的方法措施：1）钢筋绑扎必须牢固且固定钢筋的措施必须可靠有效。2）钢筋在现场进行施工翻样时要充分考虑到钢筋与混凝土的相互避开关系。3）混凝土保护层厚度要准确且垫块要沿主筋方向摆放，位置和数量要准确。4）在混凝土浇筑时要注意避免与钢筋发生冲撞，严禁砸、压、踩、撬等。5）在混凝土浇筑期间必须安排专门人员进行现场检验并进行纠偏［6］。

本文中此高速公路桥梁桩基处于潮差区，其受到了强烈的波浪和潮差影响。因此该桥桩基需要进行改造和加固，对于因露筋、孔洞、不密实和钢筋笼偏移等的桩基采用如下措施：

采取 “凿旧补新” 对桩基表层有缺陷且疏松的混凝土进行凿除并对桩基表面进行凿毛处理，然后再对锈蚀的钢筋进行除锈处理并根据修复区域的大小及深度采用以下措施：1）桩表面修补面积小于0.1 m2或桩表面孔洞修补深度小于5 cm处，在桩基表面上涂抹1∶2.5的水泥砂浆使其表面平整并在桩身喷一次防腐蚀涂层；2）桩表面修补面积大于0.1 m2或桩表面孔洞修补深度大于5 cm处，用高一级标号的细石混凝土浇筑并在桩身喷一次防腐蚀涂层［7］。

对大桥主桥左幅5-2号，5-4号，9-3号病害严重的桩基需要进行专项加固，具体措施如下：首先清除表面松散的混凝土和夹泥，然后对桩基表面进行凿毛处理和钢筋除锈处理，采用了加大桩径的加固方法并进行水下导管法浇筑混凝土［8］。

8 结语

桥梁桩基础的质量检验一直是桥梁工程一个关键的问题，桩基础产生的病害会影响到桥梁使用寿命。本文利用现有检测手段和评估方法，针对高速公路大桥下部钻孔灌注桩产生病害的部位、种类、原因进行统计并分析桥梁的桩基础产生病害的原因，以便为今后施工中预防此类病害的发生及桥梁桩基加固工作提供些参考建议。