橋梁下部結(jié)構(gòu)缺陷及其原因
摘要：墩臺(tái)和基礎(chǔ)是橋梁的重要組成部分，是直接承受橋梁上部結(jié)構(gòu)的荷載，同時(shí)將荷載傳遞給地基的受力結(jié)構(gòu)。橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在建造過(guò)程中或經(jīng)過(guò)多年使用后，將會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，產(chǎn)生各種缺陷。本文對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)缺陷及其原因進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：橋梁；下部結(jié)構(gòu)；原因
一、橋梁下部結(jié)構(gòu)缺陷
1、橋梁基礎(chǔ)的缺陷
�。�1）基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉陷。由于地基的壓密下沉引起基礎(chǔ)沉降，在一定范圍內(nèi)是正�，F(xiàn)象，而超出一定的范圍則將對(duì)橋梁產(chǎn)生有害的影響。在軟土地基上修建的橋梁基礎(chǔ)，由于經(jīng)常受到土基壓實(shí)下沉和地下水位升降等的影響，往往還會(huì)產(chǎn)生不均勻的沉降。(2)基礎(chǔ)的沖刷和傾斜。基礎(chǔ)由于經(jīng)常受到洪水的沖刷而發(fā)生滑移。砂礫石河床上的橋梁，洪水時(shí)墩臺(tái)周?chē)乃�，由于受到墩臺(tái)的阻擋，使水流發(fā)生很大變化，待沖到一定深度水流無(wú)法再?zèng)_動(dòng)砂礫時(shí)，再穩(wěn)定下來(lái)。另外，橋臺(tái)基礎(chǔ)建造于軟土地基，當(dāng)臺(tái)背填土超過(guò)一定高度且基礎(chǔ)構(gòu)造處理不當(dāng)時(shí)，作用于臺(tái)背的水平力增大、將導(dǎo)致地基失穩(wěn)，產(chǎn)生塑性流動(dòng)，使橋臺(tái)前移。當(dāng)基礎(chǔ)上、下受力不均勻時(shí)，臺(tái)身也隨之產(chǎn)生不均勻的滑移，導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)傾斜，產(chǎn)生滑移或傾斜的橋臺(tái)基礎(chǔ)，多為建造在軟土地基上的重力式橋臺(tái)、倒T形橋臺(tái)。
2、墩(臺(tái))身的缺陷
橋墩(臺(tái))身位于橋梁上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間，是橋梁上部結(jié)構(gòu)的主體，墩臺(tái)結(jié)構(gòu)由于具有將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給基礎(chǔ)的功能，墩臺(tái)容易受到上部結(jié)構(gòu)荷載增加和基礎(chǔ)出現(xiàn)缺陷的直接影響，尤其是當(dāng)基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降、傾斜等現(xiàn)象時(shí)，將會(huì)使墩臺(tái)受到很大的損壞，墩臺(tái)損壞的主要形式是出現(xiàn)裂縫。常見(jiàn)的裂縫有水平裂縫、豎向裂縫及網(wǎng)狀裂縫等。在如船只及漂浮物的撞擊等外力作用下，墩臺(tái)會(huì)產(chǎn)生局部破壞，混凝土墩臺(tái)會(huì)產(chǎn)生脫落與分離。此外，墩臺(tái)本身材料隨使用時(shí)間的增長(zhǎng)還會(huì)老化�？偠灾瑯蛄憾张_(tái)本身的缺陷主要有：裂縫、脫落、鋼筋外露、銹蝕、老化等。
3、墩、臺(tái)及基礎(chǔ)承載力不足
隨著公路等級(jí)和車(chē)輛荷載等級(jí)的提高，許多干線公路上的舊橋都在逐步地采取補(bǔ)強(qiáng)、加固和拓寬措施，使其適應(yīng)現(xiàn)代交通的需要。但橋梁結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體，在上部結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固和拓寬的同時(shí)，其下部結(jié)構(gòu)(墩、臺(tái)瓦基礎(chǔ))也應(yīng)相應(yīng)地采取切合實(shí)際的加固措施，以提高承載能力，使下部結(jié)構(gòu)適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)傳遞荷載的需要。
二、橋梁下部結(jié)構(gòu)的維修加固
在對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)墩臺(tái)基礎(chǔ)的缺陷，靈活的采取不同的維修加固方法，本節(jié)介紹幾種常用墩臺(tái)養(yǎng)護(hù)維修加固改造的方法。
1、塌臺(tái)基礎(chǔ)的養(yǎng)護(hù)
磚石、混凝土和鋼筋混凝土橋梁墩臺(tái)養(yǎng)護(hù)的目的和任務(wù)是為了使結(jié)構(gòu)物完整、穩(wěn)定、不發(fā)生傾斜，并減少行車(chē)振動(dòng)和基礎(chǔ)沖刷，貫徹“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的方針，定期檢修、維護(hù)橋梁，以保證使用安全。根據(jù)有關(guān)養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，對(duì)墩臺(tái)養(yǎng)護(hù)的主要工作內(nèi)容有：墩臺(tái)表面必須保持清潔，要及時(shí)清除青苔、雜草、荊刺和污穢；圬工砌體長(zhǎng)期受大氣影響、雨水侵蝕而發(fā)生灰縫脫落，應(yīng)重新勾縫；混凝土表面發(fā)生侵蝕剝落、蜂窩麻面等病害，應(yīng)及時(shí)將周?chē)磧�，用水泥砂槳抹平；圬工砌體鑲面部分，嚴(yán)重風(fēng)化和損壞時(shí)，應(yīng)予更換。用石料或混凝土預(yù)制塊補(bǔ)砌，要求色澤和質(zhì)地與原砌體基本一致；粱式橋墩臺(tái)頂面沒(méi)有流水坡或坡面凹凸不平，有裂縫時(shí)，應(yīng)及時(shí)鋪填水泥砂漿或混凝土，做成橫向坡度以利排水。
2、墩臺(tái)基礎(chǔ)的加固
基礎(chǔ)加固的常用方法有：擴(kuò)大基礎(chǔ)法、增補(bǔ)樁基法(打入樁或鉆孔灌注樁)和人工地基加固(改良地基法)等。墩臺(tái)的常用加固方法有：用鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固貫通裂縫的墩臺(tái)法；用增建擋土墻法處理墩臺(tái)滑移；以及用頂升法加固產(chǎn)生過(guò)大沉降的橋梁結(jié)構(gòu)等各種加固方法。本文對(duì)擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法進(jìn)行探討，此法適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋置太淺，而墩臺(tái)又是磚石或混凝土剛性實(shí)體式基礎(chǔ)時(shí)的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過(guò)大時(shí)，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的加固，主要由地基變形計(jì)算來(lái)加以選定。擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法可按下列順序進(jìn)行：(1)通常在必須加寬的范圍內(nèi)先打板樁圍堰，如墩臺(tái)基底土壤不好時(shí)，應(yīng)用必要的加固。(2)挖去堰內(nèi)土壤，直挖至必要的深度(注意墩臺(tái)的安全)。(3)在堰內(nèi)把水抽干后。鋪砌石塊(漿砌)，或作混凝土基礎(chǔ)。(4)新舊基礎(chǔ)要注意牢固結(jié)合，施工時(shí)，可加設(shè)連系(錨固)鋼筋或插以鋼銷(xiāo)，以使加固擴(kuò)大基礎(chǔ)和舊基礎(chǔ)牢固地結(jié)合成一整體。
3、墩臺(tái)基礎(chǔ)的改建
為了提高橋梁的通過(guò)能力，往往需要對(duì)舊橋采取拓寬措施。隨著上部結(jié)構(gòu)的拓寬，必將要求加寬原有墩臺(tái)基礎(chǔ)。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)考慮不周、臺(tái)背高填土和基礎(chǔ)承載力不足等因素，使橋臺(tái)或橋墩產(chǎn)生不同程度的沉陷，從而影響橋跨結(jié)構(gòu)的正常使用，亦需相應(yīng)加高橋梁墩臺(tái)。對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)采取的拓寬、加高措施，通常稱(chēng)為墩臺(tái)基礎(chǔ)的改建。(1)墩臺(tái)基礎(chǔ)的加寬。采用舊橋的基礎(chǔ)，靠墩臺(tái)蓋梁挑出懸空加寬部分，以便安裝加寬的上部橋跨，僅加寬橋墩和橋臺(tái)的上部，基礎(chǔ)和墩臺(tái)體則不必予以加固。墩臺(tái)蓋梁采用懸臂式加寬施工時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：應(yīng)先鑿除舊蓋梁連接部的混凝土保護(hù)層，使鋼筋露出，并在原主筋上焊接主筋。采用搭接焊形式而用兩條焊接縫時(shí)，其焊縫長(zhǎng)度應(yīng)不小于5d，用一條焊縫時(shí)，其焊縫長(zhǎng)度應(yīng)不小于10d。接長(zhǎng)部分的鋼筋需經(jīng)計(jì)算確定，并注意剪力鋼筋的布置；新舊混凝土連接表面應(yīng)粗糙，做成階梯及凹槽等。新舊混凝土面一般不采用沿斜面連接，否則，將使新舊連接部分可能沿斜面滑動(dòng)；施工時(shí)，應(yīng)消除連接部混凝土的灰塵。（2）墩臺(tái)基礎(chǔ)的加高。橋梁墩臺(tái)產(chǎn)生沉陷，嚴(yán)重時(shí)影響橋下凈空，甚至?xí)璧K通航，由于墩臺(tái)的沉降，使橋梁發(fā)生不均勻受力，出現(xiàn)局部破壞，惡化了上部結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，影響橋梁的正常使用。為此必須及時(shí)進(jìn)行改建加高。通過(guò)橋梁上部結(jié)構(gòu)來(lái)加高墩臺(tái)基礎(chǔ)的方法則是修復(fù)橋梁基礎(chǔ)沉陷的一種既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便易行的施工方法。墩臺(tái)基礎(chǔ)加高的注意事項(xiàng)：對(duì)不同形式的橋梁所采用的頂升方法不同；千斤頂?shù)陌仓靡欢ㄒQ直，不能傾斜；因橋臺(tái)沉降引起的梁的縱向位移，如需進(jìn)行矯正時(shí)，一般可采用橋下頂升矯正法、扒桿起吊矯正法或橋上頂升矯正法；橋梁的橫向移位及頂升法。在墩臺(tái)加高改建施工中，有時(shí)還可把舊橋頂升并進(jìn)行橫向移位。
三、結(jié)語(yǔ)
墩臺(tái)和基礎(chǔ)是橋梁的重要組成部分，橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)在建造過(guò)程中或建造后經(jīng)多年使用后，出現(xiàn)不同程度的損傷，產(chǎn)生各種缺陷。因此，在橋梁技術(shù)改造工程中，對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)的加固改造同樣不可忽視，否則難以達(dá)到提高整橋的承載能力及使用條件的目的�！ �
參考文獻(xiàn)：
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