太原桥梁桩基水下检测需要多少钱-桥墩水下桩基体检怎么收费-桥桩水下结构病害检测费用多少

太原桥梁桩基水下检测需要多少钱-桥墩水下桩基体检怎么收费-桥桩水下结构病害检测费用多少

铁路桥梁水下桥墩的使用条件和使用环境比水上结构更为恶劣，极易造成损伤和发生病害，从而导致桥梁承载力和耐久性降低，严重时危及铁路行车安全和运营寿命。部分铁路桥梁水下桥墩因使用年限长、周边环境变化大、人为采砂等原因，尤其是受暴雨、洪水、浮冰撞击等影响，不同程度地存在着安全隐患。

1国内外研究现状

国外桥梁水下墩台基础的安全检测与监测有明显的固定化、自动化趋势，并且逐步建立了相应的报警机制，桥梁运营单位能及时了解桥梁水下墩台基础的安全问题。

2水下墩台基础常见病害

铁路桥梁水下墩台基础的病害主要是由设计、施工、管理维护、自然环境、人为因素等多方面原因造成的，其主要的常见病害有混凝土表观病害、冲刷病害、变位病害和其他病害，水下桥墩病害如图1所示。

2.1 表观病害

铁路桥梁水下桥墩绝大多数是钢筋混凝土、混凝土和砖石砌筑而成，受上部结构荷载或基础缺陷的直接影响，易产生损坏。在船舶撞击或漂浮物冲击等突然外载作用下，水下桥墩会产生局部破损，造成材料剥落或者剥离，还易受干燥、潮湿、寒暑、冻结、冰融等气候条件以及海水、工业腐蚀性水等的作用而产生病害。建筑材料随使用时间的增长也会老化。常见的水下桥墩表观病害有以下几类:

1)表观裂缝。造成裂缝的原因主要有材料、施工、环境、结构与荷载等，混凝土裂缝根据缝宽和缝深可以分为龟裂或细微裂缝、表面或浅层裂缝、深层裂缝和贯穿性裂缝。工业腐蚀性水、感潮河段极易产生裂缝，此外施工不当、运营维护不到位、基础不均匀沉陷、温差影响、局部应力等原因都可造成表观裂缝。

2)混凝土表面的蜂窝麻面、骨料外露和疏松脱壳。这些主要受水流冲蚀、磨损作用而形成，影响结构的耐久性和安全性。

3)混凝土表面的孔洞、锈蚀露筋。这类病害往往是由施工原因造成，受水流冲刷、水中酸根离子的侵蚀，钙离子由内向外扩散导致氢氧化钙溶解，引起混凝土强度和密实度下降，影响结构的承载能力和对钢筋的保护作用。

4)混凝土破损、刮擦。这类病害是由多种原因引起的，例如机械、船舶、漂流物等的撞击。

5)水生物侵袭。感潮河段混凝土表面滋生的海生物及内陆河段滋生的微生物造成混凝土腐蚀。

2.2 基础冲刷

基础冲刷是水下桥墩的重要病害形式。桥墩及基础影响原水流的方向，导致水流在基础周围迅速改变，带走基础下面及周围的土，引起冲刷病害。冲刷会改变结构的受力状态，对桥梁的使用安全有显著影响。冲刷形态分为一般冲刷与局部冲刷2种。一般冲刷通常由河道输沙不平衡或泥沙超限开挖所致，局部冲刷主要由建造水工结构物所致。桥墩结构属于水工结构物，其基础冲刷属于局部冲刷。

2.3 结构变形

混凝土结构变形包括长期变形和短期变形2 种。长期变形是由外部条件缓慢变化和收缩、徐变等混凝土固有性质所致。外部条件缓慢变化包含地基下沉、地基变形引起的性残余变形等情况。而短期变形是外力作用下产生的塑性变形，如结构在交通荷载、地震荷载、船撞等外力作用下发生的塑性变形。结构下沉、倾斜等变形影响构件的受力状态，当变形过大时，直接影响桥梁的使用安全。

2.4 其他病害

设计时桥位选址、桥墩结构形式、尺寸选择不合理，以及结构调治物、防洪设施等未按要求设计或设计不合理，对桥墩结构的安全性会产生不利影响。施工原材料选择不当、质量不可靠等原因会造成桥墩的耐久性降低。施工时水下质量难以控制，造成质量缺陷又不易被发现，从而对桥墩的使用造成影响。

3水下墩台基础检测内容和方法

在大量检测实践的基础上，研究确定了水下桥墩检测的6项主要内容:外观检查、结构测量、地形地貌、水文检测、无损检测和振动测试。

3.1 外观检查

1)表观状态，包括外观轮廓、平整度、表面附着物、淤积物。主要方法为潜水员水下摸探、目视检查、水下照相、水下录像等。通过潜水员的目视检查结合水下录像，能够及时反馈水下结构的使用情况。

2)裂缝，主要检测裂缝部位、数量、走向、长度、宽度、裂缝开裂部位钢筋锈蚀及析出物，并了解裂缝的变化情况，一般采用目视检查配合水下录像。裂缝长度可用钢尺检测，宽度用塞尺、测缝计、读数放大镜等工具进行检测，裂缝深度可采用钻孔取芯法。

3)混凝土损伤，主要检查剥蚀、冲蚀、疏松以及表面磨蚀、空蚀情况的面积和深度等。混凝土损伤宜采用专用工具测量，水下检测常用的设备仪器及工具包括水下摄像系统、钢尺和卷尺。

4)钢筋锈蚀，主要检查外露钢筋的外露部位、钢筋分布、外露数量、锈蚀面积、锈蚀程度。钢筋锈蚀宜采用专用工具测量，水下检测常用的设备仪器及工具包括水下摄像系统、钢尺、卷尺和游标卡尺。

5)孔洞/蜂窝麻面，主要检查混凝土孔洞/蜂窝麻面所在的部位、面积、深度等。宜采用专用工具测量，水下检测常用的设备仪器及工具包括水下摄像系统、钢尺和卷尺。

3.2 结构测量

水中结构在施工时一般条件较困难，施工精度也不易控制，施工完成后的结构物可能与原设计有一定的误差。通过对结构的外形轮廓尺寸进行测量并与原设计对比，掌握结构实际的结构尺寸和使用状态。

1)墩台、基础外轮廓尺寸

主要测量结构的长度、宽度和高度，圆形或圆端形桥墩测量其周长或直径，绘制得到结构的三维尺寸。宜采用专用工具测量，水下测量常用的设备仪器及工具包括水下摄像系统、钢尺和卷尺。

2)桥墩垂直(倾斜)度

一般桥墩为轴向受压或偏心受压结构，在竖向保持竖直(特殊设计的结构除外)，测量桥墩墩顶横桥向中心、纵桥向中心与水面位置对应处的坐标，用于判断其竖向是否倾斜。桥墩垂直(倾斜)度宜采用几何测量法、垂线测量法、光学测距等间接测量方法，或通过测量水中墩台及桥跨结构形态参数的变化推定其变位的方法，常用的设备仪器及工具包括全站仪、经纬仪、水准仪、倾斜仪等精密仪器。

3.3 地形地貌

1)河床断面测量(水深测量)

河床断面测量是河道地形测量的主要内容，包括纵断面测量和横断面测量。河道横断面测量的主要任务是测量出河道断面线上的各个地形点的高低起伏情况，并绘出河道横断面图，以掌握铁路桥梁桥墩基础冲刷情况和桥址处河道变迁及河床冲刷、淤积情况，对孔径渡洪能力作出评估，同时为水文检算提供依据。通常铁路桥梁河床断面测量任务是分别对桥址处和桥轴线上下游各25 m 处横断面进行测量，并绘制河床断面图。岸上河床断面测量相对简单，可以用智能定位仪直接测取测点的三维坐标。水中河床断面测量均需要采用冲锋舟等水上交通设备，通常采用双频测深仪和智能定位仪联测、便携式测深仪和智能定位仪联测、便携式测深仪和全站仪联测、智能定位仪直接测量等测量方式。

2)地形地貌测量

对桥位处及上下游一定范围内河床地形地貌进行扫测，并生成河床的地形、地貌三维图像。其目的是:①全面掌握桥位范围内河床的地形地貌，有无冲刷、淤积，河床的变化情况和河床覆盖层的土质特征;②查找桥基有无局部冲刷、淘空病害、周边有无堆积物、抛填物等;③取得详细的河床标高，为潜水辅助装备的安装提供可靠依据。地形地貌测量宜采用多波束测量法，常用仪器设备及工具包括检测船、多波束测深系统、小型发电机、卷尺等。有特定要求时，可选用三维成像系统检测。

3.4 水文检测

1)水流速度检测。测量桥位处的水流速度，为判定桥墩处的冲刷状态提供依据，同时也作为潜水员下水探摸时机的依据。水流速度检测宜采用浮标法和流速仪测量法，常用仪器设备及工具包括检测船、浮标、旋桨式流速仪、声学多普勒流速剖面仪。

2)浑浊度检测。测量桥位处水的浑浊度，为判定桥墩处的冲刷状态提供依据，同时也作为潜水员下水探摸时机的依据。浑浊度检测宜采用浊度仪。

3)腐蚀性物质含量检测。提取桥位处的水样，化验水中的腐蚀性物质。腐蚀性物质含量检测宜采用氯度分析法和盐度计法，常用仪器设备及工具包括氯化物测定仪、盐度测试仪。

4)水流流向观测。根据河面上的浮标或漂浮物的流向来判断水位流向。

3.5 无损检测

无损检测是判断结构使用状态的辅助手段，对于长期位于水位以下的结构目前较难直接进行无损检测，如混凝土强度、碳化深度、钢筋分布、钢筋锈蚀检测等。但对于水面以上、水位变动区域在条件允许条件下可以进行无损检测。

1)混凝土强度。可采用回弹仪测量结构表面的回弹强度，必要时可钻取混凝土芯样制成标准试件测得混凝土抗压强度。

2)碳化深度。采用酒精溶液测量混凝土结构的碳化深度。水下混凝土不受碳化作用。

3)钢筋分布及保护层厚度。采用钢筋探测仪探测墩台、基础的钢筋布置情况及保护层厚度，常用仪器为钢筋保护层厚度测定仪。

4)钢筋锈蚀。采用半电池电位法测试结构内钢筋的锈蚀情况，常用仪器为钢筋锈蚀仪。

3.7 检测项目划分

按照检测项目可分为一般检测项目和专项检测项目2种。

一般检测包括表观状态、裂缝状态、混凝土损伤、钢筋外露锈蚀、混凝土蜂窝麻面等。此外，还包括结构的外轮廓尺寸、河床断面及地形地貌，桥位处水的流速及浑浊度。必要时，应调查缺陷发展变化过程、基础和结构的变形情况。

专项检测包括桥墩垂直度测量、水中腐蚀性物质含量检测、无损检测及振动性能测试等。

4检测案例

2016年以来，陆续开展了26座铁路桥梁水下桥墩的检测，发现了破损、裂缝、孔洞、钢筋外露、钢筋锈蚀、冲刷、掏空等多种病害。

4.1 外观病害

水下桥墩外观检测时，潜水员携带水下摄像系统的摄像头和照明设备，对水下桥墩外观质量进行初步检查、摸探和摄像。然后组织潜水员和专业技术人员对病害和关键部位进行详细检测，利用钢尺等小型工具对病害尺寸进行测量，详细记录病害的位置、形状、数量等，水下摄像系统见图2。

4.2 桥墩冲刷

使用船载多波速测深系统对桥墩周围河床进行扫测，发现有冲刷、淤积等情况时，再由潜水员水下采用码杆尺等辅助工具进行目视、探摸和水下摄像检测，通过2 种检测方法测量数据比对确定冲刷的面积和深度。检测仪器设备和检测出的冲刷病害见图3。

图3 冲刷检测仪器布设及桥墩冲刷病害

多波束测深系统扫测成果图中，不同的水深用不同的颜色显示，从图上可以直观地对河床冲刷、淤积情况进行初步判断，同时可以通过抽取任一特定断面的水深数据绘制成河床断面图，通过河床断面图对比分析，得到精确的冲刷、淤积深度。

1.1 反自然枯洪规律 三峡工程建成后，冬季蓄水发电，夏季泄水防洪，库区水岸由原来的冬陆夏水变为冬水夏陆，建库前后库区的生态环境发生极大的变化。

4.3 水下地形测量

4.4 水文检测

1)流速测量

水流速度采用转子式流速仪测量，水流速度测量的目的主要是积累潜水员下水进行检测作业时的水流速度数据，判断检测区域水流是否适合潜水员作业。经过近3 年的水流速度检测数据积累发现，水流速度小于0.75 m/s时，潜水员可以正常下水作业;水流速度大于等于0.75 m/s且小于1.5 m/s时，潜水员不宜下水作业，在配备其他辅助潜水设施确保安全的前提下潜水员可以下水作业;水流速度大于1.5 m/s 时，潜水员无法下水作业。

2)浊度测量

浑浊度采用浊度仪测量。浊度测量的目的主要是测量记录潜水员下水作业时的水下能见度情况，为判断检测区域水下浑浊度是否满足潜水员水下目视和摄像检测要求提供数据参考。

在检测实践的基础上，通过试验得出，在照明充足的情况下，适合潜水员水下目视作业的最大浊度为80 NTU。当浊度大于80 NTU 时，潜水员目视检测能见度会受到很大限制，工作效率也会极大降低。当水下能见度低不易直接采用水下摄像检测时，可采用清水箱(图5)辅助摄像的方法得到清晰的水下照片。