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【摘 要】 近几年来,我国建筑工程发展迅速,桥梁方面的建设表现也是尤为明显,特别是现阶段,国内有关桥梁建设的相关工程更是日益增多,相关的建设技术也是有着明显的提高。但是因为某些历史原因,我国早期建设的桥梁不管在结构安全性上还是在稳定性上都是相对较差,这一现象在桩基础结构的桥梁上问题表现的更是尤为明显,为了确保桥梁的稳定性,并且加强和提高桥梁的安全性能,必须对存在问题的桥梁桩基础进行加固处理,而如何对桥梁桩基础进行加固就是本文详细为大家阐述和分析的地方。
【关键词】 桥梁桩;稳定性;加固设计
1、前言
基于目前因为某些历史原因,我国早期兴建的桥梁建筑存在技术的安全隐患和对稳定性的考虑,确保早期桥梁结构的安全稳定性能,必须要对桥梁桩基础进行加固设计。桩基础是整个桥梁结构中重要的组成部分之一,是造成桥梁结构稳定性和带来安全隐患的重要因素之一。我国的桥桩基础特别是早期建设的桥都是由钢筋混凝土建成,这种材料结构较容易使得桩基础发生损害。
2、造成桥梁结构桩基础发生伤害的原因进行分析
2.1混凝土碳化导致混凝土裂开
大多数情况下,混凝土材料属于碱性材料,会氧化钢筋表面,在钢筋表面镀上一层氧化膜,也是保护膜,可以保护钢筋因环境影响而造成酸性腐蚀等现象。当混凝土在发生碳化反应,其自身的碱性性质就会逐渐减弱,最后导致自身的保护膜发生反应,最终消失或者损害,从而在水分或者其他酸性介质的影响下发生侵蚀,使得混凝土结构发生开裂,当裂缝越来越大,桥梁结构桩基础就很容易受到损害或者相应的影响。
2.2碱骨料反应导致桩基础稳定性受到影响
当骨料中的活性硅与水泥中的碱发生化学反应,产生硅胶,这一化学反应中,因为混凝土结构被碱骨料造成了一定的破坏,并且这个破坏会有一定的耐久性,并且破坏效率快,最终会造成严重不可修复的后果,很难获得有效的控制和能够做出相应的解决对策。一般情况下,会在一年到两年的时间内使得混凝土结构发生明显的开裂破坏现象,使得桥梁桩基础结构发生很大的影响。
2.3冻融循环造成桥梁结构强度大大的降低
在低温结冰的环境下,当水渗入到混凝土中,根据热胀冷缩的原理,会造成结冰膨胀,容易破坏混泥土内部结构,特别是在这种多次冻融循环的作用下,混凝土的强度就会大大的降低,甚至会出现生锈和铁皮剥落开裂的情况。一般情况下,在这种反复的冻融循环的情况下,粒径逐渐增大,混泥土剥落直径也会得到相应的扩大,并且速度较快,不及时处理,会直接影响到桥梁桩基础结构。
3、桥梁桩基础加固设计的基本原则
桥梁的桩基础造成伤害,应该及时的做好加固设计的处理,加固设计的基本原则应该秉持科学合理,切实可行的加固设计方案和技术的实施。因为桥梁桩基础是基于地下,基于这项因素,对于桥梁桩基础进行加固设计,必须做到以下几点:
3.1明确桥梁桩基础加固性质
在对桥梁桩基础进行加固设计之前,首先要做好对桥梁结构的病害分析,并得出结果,研究相应的数据,最终明确加固设计方案。目前在桥梁桩基础加固设计的主要设计方案有以下几种:强度加固,耐久性加固,刚度加固这三种。所谓的强度加固就是加强桥梁桩基础结构的强度,确保结构的整体安全性;耐久性加固就是加强桥梁桩基础结构的耐久性,对已经损伤的部位进行合理有效的修复,刚度加固就是加强桥梁桩基础结构的刚性,确保桥梁桩基础的正常构造需要,不管是哪一种方案,都是为了增强桥梁结构的稳定性和安全性,延长桥梁使用期。
3.2考虑加固过程中的经济性
在对桥梁桩基础做出相应的加固设计和制定加固方案的过程中,应详细的考虑到经济效应,做到以最小或者最适当的投入获得最有利益的结构和最大的产出,能够在满足桩基础加固的基础上还要保证节约加固成本,提高经济性。
3.3制定合理性的设计方案
桥梁桩基础在加固设计的过程中应该遵循合理性的原则,即制定出合理的设计方案,可以适当的学习其他的加固工程项目的方案,但是绝对不能完全的套用方案,必须根据自身环境和考虑自身条件的因素出发,这样才能够提高加固效果,并且在降低成本上有一定的帮助作用。
4、桥梁桩基础加固设计方案
4.1增补桩基加固设计法
当桥梁在基础的承载力不足的时候,为了进一步的提高其承载能力,从而延长桥梁寿命本身,相关工作人员可以通过增加桥梁桩基础并且扩大承台,达到分散墩台的压力。利用原有的桩基础周围,补加新的钻孔灌注桩,将桩顶紧密的连接在一起,借此来提高桩基础的承载能力,提高稳定性,这就是所谓的增补桩基加工设计法。下面可以通过以下实例对该方法进行详细的分析:
某桥梁建立于1993年,因为当时工程资金有限,将该桥建立为漫水桥,桩基础为钢筋混泥土灌注桩。而到了目前,该桥已经不能满足输水的要求,需要重新进行加固设计,而桥面整体家加宽,抬高以及设计载荷较大,使得原先桩基础无法满足要求,而经过多方面的考虑,决定使用增补桩加固设计法,能够保证到原有的桩基础再次的利用,同时也降低了工程项目的成本,实施完成以后,该桥梁未出现任何的问题,加固效果非常良好。
4.2微型桩加固设计法
所谓的微型桩加固设计法就是需要能够利用一些直径较小的钢管混凝土对原有桩基础进行加固处理,这个方法的好处就是有着较强的承载能力,占用土地面积较小,孔径小等等优点。整个加固的设计方案和过程是需要注意排水处理和封底混凝土的浇筑质量,并且还要防止原有的桩基础的烦扰,在实施方案的过程中要做到逐桩式的实施理念,下面通过以下工程实例对此方法进行详细的分析:
某建筑桥梁总宽为6米,桩基础为混凝土钻孔灌注桩,直径为1.5米,桥上部为预应力空心板,应该桥所在地区交通日益繁华,规模发生变化,需要对此桥进行加宽处理,进行详细的分析,该桥应该使用微型桩加固法。首先,工作人员应该制定正确的图纸,并做出相应的定位,进行植筋,最后浇筑混凝土,并且采用逐桩式进行施工,通过该处理,能够满足桥面加宽的承载力要求。
4.3桩身补强加固设计方法
桩身补强加固设计方法是通过补浇混凝土或者是增设桩头钢筋来对桥梁桩基础已经收到的损害进行修复和弥补,从而做到提高桩身的强度,抗弯性能力和一定的抗腐蚀能力。通过桩身补强加固设计方法可以对破损较为严重的桥梁桩基础进行处理,桩身强度能够得到明显的增强,并且这个方法的可实施性比较高,适合在同类的工程中进行推广和使用。
4.4扩大加固基础设计方法
扩大基础加固设计方法是通过在桩基础周边对基础进行扩大的方法并且进行加固处理,从而保证桩基和基础能够相互结合,提高自身的整体性能,加强桥梁结构的稳定性,而且扩大加固基础设计方法对于加固处理的效果非常的良好。下面通过以下实例进行详细的分析。
在某交通桥梁进行检测的过程中,每根桩基础都有着非常明显的剥落情况,并且现象非常的严重,甚至还出现了空洞和蜂窝现象。因为钢筋的剥落,导致桥梁桩基的承载能力变弱,为此可以对其进行扩大加固的处理,最后工程项目竣工,加固处理效果良好。
5、结语
桥梁桩基础加固设计是一种地基处理技术,这种技术能保证桥梁桩基础结构的稳定性,减少相应和不必要的安全隐患,延长桥梁的使用时间和使用价值。合理运用和选择桥梁桩基础加固设计方案能够保证工程项目的经济性,减少工程成本,并且做到施工方便,工作相对容易,建设工程质量高等明显的社会效益。
参考文献:
[1]李海涛.桥梁桩基础冲刷病害加固设计探讨[J].四川建筑,2011(2).
[2]冯丽君.桥梁木桩基础加固的应用[A],中国铁道学2010(3).
[3]高翔.桥梁桩基础加固设计探究[J].工程勘测,1995,(6)
[4]纪纲.桥梁加固机理和应用[J].建筑技术开发,2003,12
[5]朱奎,桩基础质量分析和对策,2009,38.
【关键词】 桥梁桩;稳定性;加固设计
1、前言
基于目前因为某些历史原因,我国早期兴建的桥梁建筑存在技术的安全隐患和对稳定性的考虑,确保早期桥梁结构的安全稳定性能,必须要对桥梁桩基础进行加固设计。桩基础是整个桥梁结构中重要的组成部分之一,是造成桥梁结构稳定性和带来安全隐患的重要因素之一。我国的桥桩基础特别是早期建设的桥都是由钢筋混凝土建成,这种材料结构较容易使得桩基础发生损害。
2、造成桥梁结构桩基础发生伤害的原因进行分析
2.1混凝土碳化导致混凝土裂开
大多数情况下,混凝土材料属于碱性材料,会氧化钢筋表面,在钢筋表面镀上一层氧化膜,也是保护膜,可以保护钢筋因环境影响而造成酸性腐蚀等现象。当混凝土在发生碳化反应,其自身的碱性性质就会逐渐减弱,最后导致自身的保护膜发生反应,最终消失或者损害,从而在水分或者其他酸性介质的影响下发生侵蚀,使得混凝土结构发生开裂,当裂缝越来越大,桥梁结构桩基础就很容易受到损害或者相应的影响。
2.2碱骨料反应导致桩基础稳定性受到影响
当骨料中的活性硅与水泥中的碱发生化学反应,产生硅胶,这一化学反应中,因为混凝土结构被碱骨料造成了一定的破坏,并且这个破坏会有一定的耐久性,并且破坏效率快,最终会造成严重不可修复的后果,很难获得有效的控制和能够做出相应的解决对策。一般情况下,会在一年到两年的时间内使得混凝土结构发生明显的开裂破坏现象,使得桥梁桩基础结构发生很大的影响。
2.3冻融循环造成桥梁结构强度大大的降低
在低温结冰的环境下,当水渗入到混凝土中,根据热胀冷缩的原理,会造成结冰膨胀,容易破坏混泥土内部结构,特别是在这种多次冻融循环的作用下,混凝土的强度就会大大的降低,甚至会出现生锈和铁皮剥落开裂的情况。一般情况下,在这种反复的冻融循环的情况下,粒径逐渐增大,混泥土剥落直径也会得到相应的扩大,并且速度较快,不及时处理,会直接影响到桥梁桩基础结构。
3、桥梁桩基础加固设计的基本原则
桥梁的桩基础造成伤害,应该及时的做好加固设计的处理,加固设计的基本原则应该秉持科学合理,切实可行的加固设计方案和技术的实施。因为桥梁桩基础是基于地下,基于这项因素,对于桥梁桩基础进行加固设计,必须做到以下几点:
3.1明确桥梁桩基础加固性质
在对桥梁桩基础进行加固设计之前,首先要做好对桥梁结构的病害分析,并得出结果,研究相应的数据,最终明确加固设计方案。目前在桥梁桩基础加固设计的主要设计方案有以下几种:强度加固,耐久性加固,刚度加固这三种。所谓的强度加固就是加强桥梁桩基础结构的强度,确保结构的整体安全性;耐久性加固就是加强桥梁桩基础结构的耐久性,对已经损伤的部位进行合理有效的修复,刚度加固就是加强桥梁桩基础结构的刚性,确保桥梁桩基础的正常构造需要,不管是哪一种方案,都是为了增强桥梁结构的稳定性和安全性,延长桥梁使用期。
3.2考虑加固过程中的经济性
在对桥梁桩基础做出相应的加固设计和制定加固方案的过程中,应详细的考虑到经济效应,做到以最小或者最适当的投入获得最有利益的结构和最大的产出,能够在满足桩基础加固的基础上还要保证节约加固成本,提高经济性。
3.3制定合理性的设计方案
桥梁桩基础在加固设计的过程中应该遵循合理性的原则,即制定出合理的设计方案,可以适当的学习其他的加固工程项目的方案,但是绝对不能完全的套用方案,必须根据自身环境和考虑自身条件的因素出发,这样才能够提高加固效果,并且在降低成本上有一定的帮助作用。
4、桥梁桩基础加固设计方案
4.1增补桩基加固设计法
当桥梁在基础的承载力不足的时候,为了进一步的提高其承载能力,从而延长桥梁寿命本身,相关工作人员可以通过增加桥梁桩基础并且扩大承台,达到分散墩台的压力。利用原有的桩基础周围,补加新的钻孔灌注桩,将桩顶紧密的连接在一起,借此来提高桩基础的承载能力,提高稳定性,这就是所谓的增补桩基加工设计法。下面可以通过以下实例对该方法进行详细的分析:
某桥梁建立于1993年,因为当时工程资金有限,将该桥建立为漫水桥,桩基础为钢筋混泥土灌注桩。而到了目前,该桥已经不能满足输水的要求,需要重新进行加固设计,而桥面整体家加宽,抬高以及设计载荷较大,使得原先桩基础无法满足要求,而经过多方面的考虑,决定使用增补桩加固设计法,能够保证到原有的桩基础再次的利用,同时也降低了工程项目的成本,实施完成以后,该桥梁未出现任何的问题,加固效果非常良好。
4.2微型桩加固设计法
所谓的微型桩加固设计法就是需要能够利用一些直径较小的钢管混凝土对原有桩基础进行加固处理,这个方法的好处就是有着较强的承载能力,占用土地面积较小,孔径小等等优点。整个加固的设计方案和过程是需要注意排水处理和封底混凝土的浇筑质量,并且还要防止原有的桩基础的烦扰,在实施方案的过程中要做到逐桩式的实施理念,下面通过以下工程实例对此方法进行详细的分析:
某建筑桥梁总宽为6米,桩基础为混凝土钻孔灌注桩,直径为1.5米,桥上部为预应力空心板,应该桥所在地区交通日益繁华,规模发生变化,需要对此桥进行加宽处理,进行详细的分析,该桥应该使用微型桩加固法。首先,工作人员应该制定正确的图纸,并做出相应的定位,进行植筋,最后浇筑混凝土,并且采用逐桩式进行施工,通过该处理,能够满足桥面加宽的承载力要求。
4.3桩身补强加固设计方法
桩身补强加固设计方法是通过补浇混凝土或者是增设桩头钢筋来对桥梁桩基础已经收到的损害进行修复和弥补,从而做到提高桩身的强度,抗弯性能力和一定的抗腐蚀能力。通过桩身补强加固设计方法可以对破损较为严重的桥梁桩基础进行处理,桩身强度能够得到明显的增强,并且这个方法的可实施性比较高,适合在同类的工程中进行推广和使用。
4.4扩大加固基础设计方法
扩大基础加固设计方法是通过在桩基础周边对基础进行扩大的方法并且进行加固处理,从而保证桩基和基础能够相互结合,提高自身的整体性能,加强桥梁结构的稳定性,而且扩大加固基础设计方法对于加固处理的效果非常的良好。下面通过以下实例进行详细的分析。
在某交通桥梁进行检测的过程中,每根桩基础都有着非常明显的剥落情况,并且现象非常的严重,甚至还出现了空洞和蜂窝现象。因为钢筋的剥落,导致桥梁桩基的承载能力变弱,为此可以对其进行扩大加固的处理,最后工程项目竣工,加固处理效果良好。
5、结语
桥梁桩基础加固设计是一种地基处理技术,这种技术能保证桥梁桩基础结构的稳定性,减少相应和不必要的安全隐患,延长桥梁的使用时间和使用价值。合理运用和选择桥梁桩基础加固设计方案能够保证工程项目的经济性,减少工程成本,并且做到施工方便,工作相对容易,建设工程质量高等明显的社会效益。
参考文献:
[1]李海涛.桥梁桩基础冲刷病害加固设计探讨[J].四川建筑,2011(2).
[2]冯丽君.桥梁木桩基础加固的应用[A],中国铁道学2010(3).
[3]高翔.桥梁桩基础加固设计探究[J].工程勘测,1995,(6)
[4]纪纲.桥梁加固机理和应用[J].建筑技术开发,2003,12
[5]朱奎,桩基础质量分析和对策,2009,38.