摘要：水中桥梁桩基的病害逐渐显露，水中桥梁桩基病害因其较隐蔽、危害性强、劣化速度快成为桥梁工程界关注的焦点，桥梁管养单位对水中桩基的健康状况日益重视。
关键词：水中桩基 病害 防治
前言
桥梁水中桩基的病害是桥梁施工常见的问题，了解水中桥梁桩基的病害形成的原因，进行针对性的防治，能够有效地延长桥梁的使用寿命和节约维修资金。
一、病害类型
水中桥梁桩基病害形成主要有以下几种：
(1)施工质量缺陷
钢筋笼偏位、混凝土保护层厚度不足、桩头混凝土夹泥、多孔、强度不足等。深埋桩身受上覆土的保护，一般的施工质量缺陷不会对桩基承载能力和耐久性造成严重损害，但浅埋桩身和水中桩身，特别是因冲刷而外露的桩身段，易因混凝土质量差而形成冲蚀和钢筋的锈蚀等病害。
(2)混凝土冲蚀
混凝土冲蚀指水中桩基长期受水流、漂浮物等的冲刷磨损，混凝土逐渐被消磨，造成局部或者整个桩径周围混凝护层变薄，严重时形成露筋或者桩头脱空。
(3)钢筋锈蚀
桩基中钢筋锈蚀首先是钝化膜的破坏，混凝土的碳化及氯离子侵蚀都会造成覆盖钢筋表面的碱性钝化膜的破坏，水分和氧入侵后，引起钢筋锈蚀。钢筋锈蚀后伴有体积膨胀，混凝土出现顺筋裂缝，钢筋与混凝土的粘结力破坏，钢筋截面面积减少，使结构构件的承载力降低，随着时间的推移，锈蚀逐渐恶化，可导致结构的完全破坏。表观上主要表现为锈斑、锈胀、顺筋开裂、混凝土脱落，位于冲刷区域的桩身段，钢筋锈蚀后由于水流作用混
凝土迅速脱落，形成钢筋外露，钢筋锈蚀速度也会加快，因此冲刷和钢筋锈蚀往往互为作用，加速桩身破坏。
(4)河床冲刷
冲刷是组成河床的泥沙颗粒被水流冲走，致使河底高程降低或河岸后退，从而使得位于土层下部的桩身外露从而降低桩基承载能力、稳定性，而且冲刷外露桩基因本身质量较差，易冲蚀和环境腐蚀。
成因分析
钻孔灌注桩通过桩侧、桩端土阻力支撑上部结构，水中桩基设计一般为嵌岩桩，桩身质量要求相对较高，但水中桩因受施工技术和条件的限制，往往更容易出现各种质量问题，加之暴露与水中的桩身段受水流冲刷、干湿交替、氯化物侵蚀等环境作用，成为桥梁抗腐蚀能力较差的构件，总体来说，水中桩基的病害的原因主要有以下几种：
设计原因
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（85和07规范）规定，桩基础承台底面不要求位于冲刷线以下，只要避开冻融、冰冻层，避免漂流物或船只等的直接撞击即可，因此根据水深、河床状况等可将桩基础设计为高桩承台，或者埋深浅的低桩承台，这虽然施工起来更为方便，降低了施工难度，但使得桩身外露于水中成为普遍现象，部分桥梁的桩身位于水流冲刷和干湿交替区或浪溅区等易腐蚀区域，但实际设计中除海湾桥梁外一般桥梁桩基设计并不考虑桩身抗腐蚀问题，这就使得水中桩基因受环境侵蚀劣化成为必然。
（2）施工原因
施工中钢筋笼偏位，保护层厚度不足和桩头混凝土质量差等施工质量缺陷对水中桩基耐久性影响最大。钢筋笼偏位通常导致桩身一侧钢筋保护层厚度不足或者露筋，在水流和腐蚀环境中钢筋很快锈蚀造成混凝土脱落，钢筋外露，水流冲刷严重的情况下还会造成桩身水蚀缩径，桩头脱空等。钻孔桩桩头浮浆较多，一般要就超灌0.5~1.0m，然后将带泥浆的桩头凿除，如果桩头未要求凿除或凿除不彻底，就造成桩头质量差，在水中桩头同样容易锈蚀或冲蚀。现行桩基检测规范无筋笼偏位，保护层厚度检测的相关规定，对于水中桩基桩头部位的桩身混凝土质量也无特殊要求，如果桩头质量稍差，但符合Ⅱ类桩要求也允许使用，这为水中桩身段出现病害埋下隐患。
环境因素
影响水中的桩基耐久性的因素主要有氯盐侵蚀、干湿交替、冰融循环破坏及风、浪、潮的冲刷等。环境因素是影响桩基耐久性的外因，相对复杂，与气候、水质、水文等因素相关，沿海地区水中氯离子浓度大、气温高、湿度大易形成钢筋锈蚀。内陆地区桩基病害多由冲刷引起。跨河桥梁建设因地制宜充分考虑本地区、本河流的具体情况，采取必要的措施防止环境对水中桩基的侵蚀。
人为因素
影响水中桩基耐久性的主要人为因素有水污染、不合理的采矿挖沙、养护不到位等、水污染现象在我国河流中非常普遍，污水中桩基易受酸性分解侵蚀和硫酸盐侵蚀，使混凝土开裂剥落。受腐蚀的钢筋膨胀，造成混凝土开裂剥落。另外随着我国基础设施建设的发展，河沙成为重要的建筑材料，但桥址附近的乱采乱挖往往会造成河道的变迁，冲刷加大，使桩头外露，影响桩基的承载能力和耐久性。其次，由于桩基位于水中，后期养护部门对桩基检测、维护往往不到位、不及时，也会使桩基病害由小变大，甚至发生坍塌等灾害，造成安全事故和经济损失。
病害特点
桩基耐久性问题普遍重视不够，从而导致病害多发。
(1)劣化速度快
主要原因一是这段时间为桥梁建设的高峰期，另外一个原因就是在桥梁建造的过程中未充分考虑桩基的抗冲刷、冲蚀及抗腐蚀问题，造成水中桩基在十几甚
至几年的时间内发生严重病害。
(2)地域特点明显
浙江、福建、广东等东南部沿海地区病害桥梁数量最多，这与该地区交通发达，河流密布桥梁数量相对较多有关，但更主要的原因是这一地区温度高、湿度大、海湾或近海桥梁受氯离子侵蚀等因素的影响，混凝土及钢筋劣化速度，劣化程度以及发生病害桩基的数量等均高于内陆地区。沿海地区水中桩基础病害以钢筋锈蚀以及因锈蚀而引起的混凝土锈斑、锈胀、混凝土脱落等病害为主，内陆地区水中桩基以冲刷冲蚀病害为主。
(3)一般性桥梁病害较重
跨海湾、长江、黄河等的重点大跨桥梁的主体桥梁桩基耐久性能较好，未见此类桥梁水中桩基病害文献。重点工程的设计、施工及养护等各环节控制相对严格，减少了水中桩基病害的发生。但大多数桥梁建造过程中对水中桩基耐久性问题普遍重视不够，从而导致病害多发。
四、病害防治方法
(1)从结构设计上减少高桩承台的使用，如使用高桩承台时应保留钢护筒，对桩基混凝土进行保护。同时应避免桩身段位于水位变动区、浪溅区和潮差区。
(2)除对混凝土保护层厚度严格的要求外，对于水中桩身及可能冲刷外露的桩身段还应有混凝土密实性与抗环境侵蚀能力的相关规定，如采用合理水灰比、使用外加剂、加入纤维增强材料、新型特种水泥、低锈蚀钢材等方法，在合理控制造价的基础上提高混凝土的抗渗、抗腐蚀能力。
(3)施工中严格控制桩上段的施工质量，防止钢筋笼偏位、保护层厚度不足和桩头混凝土质
量差等病害的产生，对与桩上段的检测验收标准应高于深埋于土中的桩身。
(4)加强养护和检测，并严禁桥址附近的采砂作业，严格执行桥梁上下游禁止采砂的规定，对存在采砂、采石等桥梁桩基采取保护措施，并加强监管。
(5) 各水利部门、环境部门要加强水资源保护，减少水污染的发生。
结束语
水中桥梁桩基的加固成本很高，甚至能达到桩基本身造价成本的若干倍，因我们不仅要做好现有桥梁水中桩基的检测养护工作，更要强调重视，从设计、施工、检测、养护各个环节，提高新建水中桥桩基的耐久性，保障桥梁的结构安全。
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