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影响桥梁桩基耐久性的环境因素有哪些?

文章出处:南京无限达工程设备有限公司人气:-发表时间:2018-04-11 00:00:00【
摘要 : 桥梁基础工程常用到桩基础,由于桥位的特殊性,桥梁桩基受环境因素的作用较大,存在着耐久性不足的危险性,因此桥梁桩基耐久性应在不同学科、不同层次上分微观和宏观两方面进行研究。下面南京无限达小编与你分享影响桥梁桩基耐久性的环境因素:

桥梁基础工程常用到桩基础,由于桥位的特殊性,桥梁桩基受环境因素的作用较大,存在着耐久性不足的危险性,因此桥梁桩基耐久性应在不同学科、不同层次上分微观和宏观两方面进行研究。下面南京无限达小编与你分享影响桥梁桩基耐久性的环境因素:

桥梁桩基的使用环境较其它混凝土结构的使用环境更为恶劣,因此环境因素对桩基耐久性的影响也较为突出。桥梁工程需要设桩基的情况,或是因为要穿越河床将荷载传递到基岩上,或是因为需穿越不良地基将荷载传递到深处坚实的土层上。而不同的地点土性不同,土所含的物质不同,地下水位或河道水位不同,因此,桩基使用环境的性质随着其所处的地点、区域的不同而有很大的差异;一年季节的变化也会造成一定的差异。另外,由于地下物质的生化作用,使用环境的性质还可能逐年恶化。所有这一切均会对钢筋起保护作用的混凝土产生影响,导致混凝土过早失去对钢筋应有的保护作用,最终影响桩基的耐久性。所以,在研究桥梁桩基的耐久性问题时,桩基的使用环境是一个必须加以考虑的因素。影响桥梁桩基耐久性的环境因素是多元化的,主要影响因素可分为以下几点:

1、土质因素

一般说来,所有的土均含有有机物(尽管其数量和种类千变万化)。有些土中含有氨基酸、碳水化合物、有机酸、油以及蜡;有些土中含有羧基、石碳酸氢氧基、酯、还可能有其它聚合体。这些物质的存在或是给土中的微生物提供养料,使微生物活动更为频繁,恶化桩基的使用环境,或是直接腐蚀混凝土,进而腐蚀钢筋。对于桩基穿越的软土来说,其除了含有非晶体或微晶体的水化铝、水化镁或水化铁的硅酸盐外,还含有其它各种物质,其组分十分复杂。这些物质对桩基耐久性的影响有待进一步研究。对于河床上的淤泥来说,其厚度因不断有新的河床沉积而常年变化,且沉积物质也千变万化。在水和微生物的作用下,不同层面的淤泥均会有较大的差异。所有这一切以及它们对桩基的耐久性的影响也有待进一步研究。对于桩基穿越的盐渍土,特别是含有大量易溶盐的饱和土,由于易溶盐在施工时极易渗入桥梁桩基常用的灌注桩中,对桩基的耐久性有较大的影响。而在桩基的使用过程中,桩身极易出现盐结晶,这对桩基的耐久性亦有较大的影响。

2、河道水位因素

河道水位一年四季发生变化,对于采用高桩承台的桩基础来说,其对桩基耐久性的影响就表现得更为突出。水上和水下的桩基,其混凝土碳化的程度不同,这种不均匀的碳化使桩基混凝土强度不均匀,在使用数年后,内部钢筋的锈蚀也不均匀,极易产生应力集中和缺口效应。而局部桩身因水位变化引起的干湿循环,又加剧了以上过程。

3、季节及气候因素

季节有雨季旱季,气候有降雨、冰冻及艳阳天。有些区域雨季地下水位高,旱季地下水位低,地下水位的变化不但使桩基的受力情况发生变化,而且使地下有害物质对桩基的作用发生变化。冰冻和冻融会引起桩基产生微裂缝,使内部钢筋的锈蚀加大加快。温度的高低循环、地下水位的高低循环,也对桩基产生不均匀作用,影响桩基的耐久性。

4、荷载因素

桥梁传给桩基的荷载较其它建筑物要大,对于有些桥型,不但对桩基有较大的垂直荷载,且有较大的水平荷载。桥梁上的荷载还是动荷载。在这样的荷载作用以及以上各因素的联合作用下,桥梁桩基上的微裂缝处更易产生应力集中和缺口效应,使其耐久性进一步降低。

5、水分入渗因素

由于桥梁桩基所处位置的特殊性,其周围一般水分较多。而混凝土本身有一定的渗透性,使水分渗入桩体,易于使桩内钢筋较快锈蚀。若桩基混凝土表面有明显的气孔与内部空腔相连,这种作用就更为严重。因此水分入渗因素对桩基耐久性也有较大影响。

由于桥梁桩基有时是单排桩有时是多排桩,有时还有斜桩,不同的桩组合有不同的受力特征,而不同受力特征的构件具有不同的耐久性特征和抗力变化规律,再者桥梁桩基的耐久性失效是一个随机过程。这就需要在前面的工作基础上,对桥梁桩基整体结构耐久性进行研究。重点研究它与桩基耐久抗力的关系,研究解决桥梁桩基随时间变化的耐久可靠度、桥梁桩基的耐久性设计方法等。通过这些研究,实现桥梁桩基设计方法由传统的单一强度控制的设计方法,向由强度、耐久性双指标控制的设计方法发展。

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