当前桥梁桩基耐久性问题研究

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1、当前桥梁桩基耐久性问题研究　　摘要：在桥梁基础工程中，桩基础是比较常见的。桥位本身所具有的特殊性，使得桥梁桩基容易受到各种自然因素的影响，进而表现出耐久性不足的问题。本文针对桥梁桩基耐久性问题展开了深入的探讨与分析，旨在给桥梁桩基耐久性设计提供一些助益，进而提高桥梁工程的整体质量。关键词：桥梁桩基；耐久性；分析中图分类号：TU997文献标识码：A文章编号：受各种非力学因素以及所处特殊环境的影响，桥梁桩基的性能会表现出逐年衰退的问题，从而直接或者间接地影响了桥梁桩基的耐久性。对于桥梁而言，保证其耐久性满足使用要求是至关重要的。当前，桥梁桩基耐久性相关的设计理论远远没

2、有达到成熟完备的水平，所以对桥梁桩基耐久性进行深入地研究既是理论的需要，更是现实的需要。研究桥梁桩基耐久性问题时，首先要考虑如何在设计上保证桩基的耐久性，其次要考虑在施工阶段减少对桩基耐久性的影响，第三要对现有桩基展开必要的残余寿命评估。这些和桥梁桩基的耐久性息息相关，也和桥梁使用功能密不可分。[1]1.工程概况7洛阳至栾川高速公路楼子沟大桥位于河南省伊川县境内，全长367.14m，采用12跨30m连续箱梁、圆形桥墩、肋式桥台、钻孔灌注摩擦桩基础。其中桩基混凝土为C30，墩柱及盖梁为C40，箱梁为C50。从该桥梁工程地质勘查报告中可得知，地面以下5-6m为相对稳定

3、的地下水，且有盐酸盐的存在，给桥梁桩基的耐久性造成了一定程度的不利影响。2.关于桥梁桩基耐久性问题的分析对桥梁桩基耐久性的研究，即对钢筋混凝土结构耐久性的研究，已有相当数量的成果问世。当前研究成果认为：钢筋混凝土结构耐久性丧失的力学过程包括两大部分，一是混凝土耐久性的丧失，二是钢筋耐久性的丧失。钢筋耐久性丧失主要是因为位于混凝土内部的钢筋不断锈蚀，从而造成它的有效承载力不断降低。通常说来，呈碱性的混凝土能够对钢筋起到很好的保护作用。混凝土若发生碳化反应，便无法形成对钢筋的有效保护，随着空气中氯离子的不断侵入，钢筋表面各个部位将会出现较大的电位差，从而形成阴极与阳极

4、，于是就产生所谓的电化学腐蚀。这种情况是造成混凝土结构中钢筋锈蚀的主要形式。2.1桥梁桩基耐久抗力计算由桩基设计理论,可得出桩基设计计算时需要满足如下公式：S(t)≤R(t)式中：7S(t)—载荷效应；R(t)—结构的抗力效应。该式没有将桩基耐久性因素考虑在内,但仍可使用该式进行桥梁桩基抗力的相关计算,只是需要结合桩基耐久性的问题,既要考虑载荷作用对桥梁桩基耐久性的影响,还要研究结构抗力和时间之间的关系,具体分为以下3点：1)研究各种因素(主要包括环境因素、非力学因素)与桩基混凝土以及钢筋性能之间的关系；2)研究桩基耐久载荷作用下耐久抗力与材料耐久参数之间的关系；

5、3）确定正确的计算方法，最终实现桥梁桩基的耐久抗力的量化。[2]2.2影响桥梁桩基耐久性的各种因素相较其它混凝土结构而言，桥梁桩基所要面对的环境是较为复杂、恶劣的，所以，环境因素也成了影响桩基耐久性的一个主要方面。桥梁工程在桩基的施工环节中，土性不同、土中物质的差异、地下水位的差异、季节变换等，都将极大地影响桩基的耐久性。除此之外，地下物质无时无刻都在生化作用，这种生化作用可能会造成环境性质的不断恶化。以上种种都将影响混凝土以及钢筋的使用功能，进而影响桥梁桩基的耐久性。因此，在分析桥梁桩基的耐久性相关问题的过程中，桩基所处的使用环境应该被作为一个重点研究领域。影响

6、桥梁桩基耐久性的环境因素是多种多样的，可总结为如下几点：土质因素、河道水因素、季节及气候因素、载荷因素以及水分渗入因素。[3]7除了环境因素对桥梁桩基耐久性产生重要影响之外，施工方法恰当与否也是影响桥梁桩基耐久性的一个重要方面。在我国桥梁工程中，钻孔灌注桩技术大约已有50年的发展历史，不管是施工技术，还是设计理论都取得了一定的成绩。所以，当前桥梁桩基施工常采用钻孔灌注桩技术。受桥梁工程本身性质的影响，桩基一般情况下均为水下施工，给质量控制造成了极大的难度，再加上其他影响正常施工的各种因素，难免出现“两次浇注”问题、桩身缩颈问题、夹泥断桩问题以及沉渣问题。施工方面的

7、不当，将给地下有害物质提供一个更易腐蚀钢筋、混凝土的机会，从而造成桩基耐久性不能满足设计要求和使用要求。2.3提高混凝土耐久性的技术措施提高混凝土耐久性的技术措施：采用优质的混凝土，并加入适当比例的矿物掺合料以及高效减水剂，实现水胶比、空隙率以及氯离子扩散系数的有效降低，从而增强混凝土的致密性以及抗渗透性。另外，应参考混凝土构件在桩基中的具体结构部位以及所处的外部环境，采取相应的补充防腐处理办法，如将保护层厚度适当加大或者将聚丙烯纤维作为内掺材料。总而言之，应该确保混凝土结构的耐久性能够满足设计标准。2.4试验分析7本试验是针对钻孔灌注桩基C30高性能混凝土的研究

8、，耐久性设