武守信，何亞東，江昕宇

(西南交通大學 土木工程學院，成都 610031)

橋梁基礎(chǔ)是將上部結(jié)構(gòu)承受的荷載傳遞到地基持力層的結(jié)構(gòu)。橋梁基礎(chǔ)位于整座橋梁結(jié)構(gòu)的最底部，一般埋置于地表以下或深水中。由于橋梁結(jié)構(gòu)的所有荷載都最終傳給基礎(chǔ)，基礎(chǔ)就成為控制橋梁結(jié)構(gòu)安全的最基本結(jié)構(gòu)。橋梁基礎(chǔ)工程是應(yīng)用地質(zhì)學、土力學、結(jié)構(gòu)力學的知識進行橋梁基礎(chǔ)設(shè)計和施工的一門學科。橋梁基礎(chǔ)工程包括了基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基參數(shù)的確定，例如，地基土的承載力和基礎(chǔ)的沉降估計。前者屬于結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)，后者是巖土工程師的任務(wù)。然而，基礎(chǔ)的設(shè)計和維護涉及到土力學、巖石力學、水力學以及結(jié)構(gòu)力學之間的交叉領(lǐng)域，其中大部分屬于巖土工程領(lǐng)域。橋梁基礎(chǔ)不同于其他建筑物基礎(chǔ)，其特點是：1)承受動荷載；2)很多基礎(chǔ)位于河流甚至深水激流之中；3)體型較大。由此帶來的設(shè)計和施工問題構(gòu)成了橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域獨特的研究課題。筆者針對橋梁基礎(chǔ)工程特有的突出問題進行綜述。橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域的每一進展都對大跨度橋梁的建設(shè)和安全運營起著奠基性的作用，尤其在面臨各種跨海、跨江、跨地質(zhì)不良區(qū)域的橋梁建設(shè)中，基礎(chǔ)工程的研究尤為重要。以近年來中國橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域的科研成果為依據(jù)，總結(jié)和評述近年來在橋梁基礎(chǔ)沖刷、波浪作用、地震作用、基礎(chǔ)損傷評估以及地質(zhì)不良區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)計與施工方面的研究進展，并對未來的研究趨勢進行展望，以期促進橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域科學研究的不斷發(fā)展。鑒于其他國家雖然新建橋梁較少，但在橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域仍有若干值得重視的研究方向，也進行評述。

1 基礎(chǔ)沖刷研究

橋梁基礎(chǔ)的沖刷問題是引起涉水橋梁事故的重要因素之一。沖刷是水流在可侵蝕河床上由于水動力作用引起的一種自然現(xiàn)象，在涉水橋梁中普遍存在。沖刷通常可分為自然演變沖刷、一般沖刷和局部沖刷。自然演變沖刷是指在水流作用影響下，隨著時間的推移，自然發(fā)育而導致河床降低的沖刷；一般沖刷是指由于墩柱的存在縮小了過水斷面，水流將河底和兩側(cè)泥沙沖走的沖刷；局部沖刷是指水流受基礎(chǔ)的阻攔作用在基礎(chǔ)附近產(chǎn)生漩渦，將泥沙從基礎(chǔ)周圍帶走并形成沖刷坑的過程。此外，基于沖刷坑是否能得到上游來沙的填補，局部沖刷又分為清水沖刷和動床沖刷。

1.1 沖刷機理

橋梁基礎(chǔ)的沖刷機理十分復雜，并與諸多因素密切相關(guān)，研究者大多以水力條件、沉積物條件、基礎(chǔ)形式及空間布置、基礎(chǔ)周圍流場等對沖刷過程的影響展開研究。

基礎(chǔ)周圍的流場作用是引起沖刷的直接原因，研究流場特性就是從根源上研究沖刷的產(chǎn)生及發(fā)展。目前，對圓柱橋墩三維繞流的水流力及流場的三維特性通過精細化研究得到了明確的認識，對于墩柱豎向各分段的阻力、升力及三維漩渦的形成發(fā)展過程有了較好的了解。已有的成果可為橋墩水流力的計算和橋墩局部沖刷估算提供一定的參考[1-2]。可以預見，三維數(shù)值模擬可以使橋墩沖刷計算結(jié)果更準確。

通過水槽試驗發(fā)現(xiàn)，群樁基礎(chǔ)的沖刷可分為整體沖刷和樁周局部沖刷。當樁間距較大時，以整體沖刷為主，當樁間距較小時，以樁周的局部沖刷為主。對于不同尺寸、不同構(gòu)造的沉箱基礎(chǔ)及群樁基礎(chǔ)的沖刷特性試驗揭示了部分局部沖刷的演變機理。例如，相對于相同幾何尺寸的樁群基礎(chǔ)，圓形沉箱和矩形體沉箱的沖刷會更嚴重。具有直角的矩形沉箱比圓角型沉箱的抗沖刷性能要好，說明沉箱的轉(zhuǎn)角對于沖刷具有一定的抵抗作用。但是，這種內(nèi)在的抗沖刷機理仍然沒有明確。這些研究還表明，大型基礎(chǔ)的承載力和抗震性能應(yīng)考慮沖刷坑的形狀和邊界條件。

跨海大橋基礎(chǔ)經(jīng)常受到波浪和水流的共同作用，通過水槽試驗研究波浪和水流聯(lián)合作用下基礎(chǔ)周圍的局部沖刷特性、比較沖刷深度和沖刷坑隨時間的變化也受到研究人員的廣泛關(guān)注。研究結(jié)果表明，波流聯(lián)合作用下的沖刷范圍比波浪單獨作用或水流單獨作用下的沖刷范圍大，但沖刷深度并不一定更大[3]。這說明，在跨海大橋基礎(chǔ)沖刷計算時，對沖刷的范圍需要慎重考慮和估計。

1.2 沖刷預測與評估

橋梁基礎(chǔ)沖刷與許多因素相關(guān)，如基于水流的水力特性、橋墩和基礎(chǔ)的幾何特性等。目前，已提出許多橋梁基礎(chǔ)沖刷深度的計算公式，然而這些公式也多為經(jīng)驗公式或半經(jīng)驗、半理論公式，而且多是基于現(xiàn)場實測。因此，這些公式也具有一定的應(yīng)用局限性。

事實上，橋梁基礎(chǔ)沖刷直接對結(jié)構(gòu)支承邊界條件產(chǎn)生影響，可改變上部結(jié)構(gòu)的動力特性。因此，通過跟蹤結(jié)構(gòu)動力特性來反演基礎(chǔ)沖刷狀態(tài)具有理論上的可行性。研究人員已經(jīng)提出一種基于實測模態(tài)與模型更新的沖刷動力識別方法，可以快速評估運營階段橋梁基礎(chǔ)沖刷的狀態(tài)。值得提到的一種方法是，通過調(diào)整數(shù)值模型中的樁側(cè)等效彈簧剛度，使數(shù)值分析得到的沖刷非敏感模態(tài)的自振頻率和實測自振頻率一致(如圖1)，可以得到基礎(chǔ)的實際邊界條件[4]；再調(diào)整數(shù)值模型的沖刷深度直至全橋頻率綜合值與實際值一致(如圖2)，便可完成對沖刷深度的預測。這一方法在杭州灣大橋橋塔沖刷檢測中得到了良好應(yīng)用，可解決長期以來需要水下作業(yè)才能完成沖刷檢測的技術(shù)難題。這一數(shù)值方法在基礎(chǔ)沖刷預測方面的廣泛應(yīng)用是樂觀的。

圖1 自振頻率差值平方和與迭代次數(shù)的關(guān)系[4]Fig.1 Relationship between the sum of squares of frequency difference and the iteration times [4]

圖2 Fd與F的差值與沖刷深度的關(guān)系[4]Fig.2 Relationship between the difference of Fd and F and the scour depth in the simulation model [4]

目前，對沖刷預測的研究多集中在局部沖刷，對壓縮沖刷(一般沖刷)的研究較少。但有時實際壓縮沖刷不可忽略，如三峽水庫蓄水后，下泄沙量急劇減小，加劇了長江下游河床沖刷，此時橋墩壓縮沖刷預測成為關(guān)鍵技術(shù)問題之一。在建立橋墩壓縮沖刷預測模型時，對不同尺度模型、橋墩邊界的選取應(yīng)不同，水沙過程的確定也直接影響沖刷預測的結(jié)果。有的研究者在考慮上述因素后，所建立的壓縮沖刷預測模型對長江下游河段歷年沖刷結(jié)果的預測值和實際值相當符合[5]。這說明，沖刷模型的橋墩邊界條件對預測結(jié)果有重要的影響。

涉水橋梁的基礎(chǔ)沖刷問題普遍存在，因而對受沖刷的橋墩和基礎(chǔ)進行性能評估很有必要。地基條件、沖刷坑幾何形態(tài)和沖刷后土體應(yīng)力歷史等，都會對受沖刷樁的性能造成影響。一項基于壽命周期可靠性的受沖刷樁的性能評估研究[6]指出，考慮側(cè)向變形和沉降的系統(tǒng)失效概率大于單一破壞失效概率，樁基的側(cè)向變形失效概率和沉降失效概率在使用壽命中是不斷變化的(如圖3)，隨著使用年限的增加，主要的失效模式會從沉降破壞轉(zhuǎn)為側(cè)向變形破壞。這一研究結(jié)果可以指導不同服役階段的基礎(chǔ)沖刷防護工作，甚至提出隨時間變化的沖刷防護措施。

圖3 橋梁樁基抗沖垂向和側(cè)向穩(wěn)定可靠度分析[6]Fig.3 Reliability analysis of bridge pile foundation for vertical and lateral stability against scour [6]

1.3 沖刷防護

沖刷防護通常可分為主動防護和被動防護，主動防護是通過變水流特性來減小沖刷，如護圈、環(huán)翼式橋墩、墩前犧牲樁等，被動防護是增加床面抗沖刷能力來抵抗沖刷，如拋石、擴大基礎(chǔ)防護等。

實際工程中可能會采取多種防護措施相結(jié)合的方案，如墩前犧牲樁和拋石防護相結(jié)合的綜合治理方案能有效地減少橋墩所受沖刷[7]。袋裝碎石上層壓載袋裝混凝土干混料和復合材料勾連體相結(jié)合的防護方案，不僅可以提高海床的抗沖刷能力，還能降低基礎(chǔ)附近水流流速和挾沙能力[8]，針對防護措施的失效風險分析，也讓防護效果得到了量化的比較。防護裝置的各參數(shù),如護圈位置、尺寸及防護范圍等會對沖刷產(chǎn)生較大影響。一般護圈應(yīng)采用整圈防護并埋入河床，安裝在一般沖刷面以下。有研究指出，護圈外徑為墩徑3倍時，可使沖刷深度減少一半以上[9]。

波浪作用下樁周的局部沖刷作用不同于普通水流沖刷。為了抵御這種沖刷，有研究人員研制了一種新型沖刷防護裝置，并在水槽單樁沖刷試驗中探究了其防沖刷效果[10]。結(jié)果表明，該防護裝置的存在改變了最大沖刷深度的位置，但存在一個適中的防護筒高度，超過一定高度，防護效果將變差，因此，對于沖刷防護措施的研究在今后是一個值得重視的課題。沖刷研究的最終目的是提出沖刷防護措施，目前這方面研究的比較弱。

2 基礎(chǔ)波浪作用研究

2.1 波浪力計算

跨海橋梁可能面臨浪高水深等惡劣海況，不斷變化的波浪荷載遇到橋墩的阻擋后運動會發(fā)生改變，形成新的波浪場，隨著入水深度的增加，結(jié)構(gòu)的頻率也越來越低，當其與波浪的頻帶寬接近時，可能會引起結(jié)構(gòu)的較大變形，威脅使用安全。因此，準確估計橋梁基礎(chǔ)所受的波浪荷載對跨海橋梁的設(shè)計施工具有重要意義。

由于波浪自由液面隨時間忽高忽低來回變化，使得作用于結(jié)構(gòu)上的水平波浪合力(矩)也隨時間變化，尤其當波高相對水深是較大的數(shù)值時，自由液面變化對結(jié)構(gòu)所受的波浪合力(矩)影響不可忽略。這方面的研究一般基于Morison方程、修正的Airy波浪理論和Stokes波浪理論得出考慮波浪自由液面影響下柱體波浪合力(矩)的計算公式(如圖4)[11]。這一公式反映了不同水深與波長比、波高條件下波浪自由液面對柱體所受的水平波浪合力(矩)的影響。祝兵等[11]對比了基于修正的Airy波浪理論和Stokes波浪理論的數(shù)值計算結(jié)果，探討了波浪非線性的影響。

圖4 小尺度柱體波浪力(矩)計算的坐標系[11]Fig.4 Coordinate system for wave forces(moments) computation of small piles [11]

海洋中的波浪和水流往往共同存在，水流的存在會改變波浪原來的運動特性，影響樁體的受力。此外，沖刷的存在也會影響波流力[12]。沖刷坑的深度變化對樁基順橋向波浪力的影響有限，對橫橋向波流力影響較大。而考慮最大沖刷深度與沖刷坑平均流速的組合后，計算值與試驗值吻合較好。可見，對于受沖刷較嚴重的跨海橋梁，其波流力計算不能忽略沖刷的影響。

采用邊界元法也可計算基礎(chǔ)上的波浪力和力矩，研究者將數(shù)值結(jié)果與實驗結(jié)果進行比較，通過將結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的衍射效應(yīng)考慮到慣性分量中，得到適當?shù)膽T性系數(shù)，從而建立波浪力和力矩的簡單估計方法[13]。

圖5 波浪多孔介質(zhì)海床單樁相互作用三維示意圖[14]Fig.5 3D sketch of wave-porous seabed-structure interaction[14]

2.2 波浪作用影響分析

跨海橋梁中，波浪常與水流共同作用，對橋墩基礎(chǔ)沖刷、結(jié)構(gòu)受力等產(chǎn)生嚴重影響，因而研究這些影響機制和結(jié)果對結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要意義。劉茜茜等[15]通過波流水槽模型試驗，研究了波浪作用下桶形基礎(chǔ)的沖刷坑形態(tài)與尺寸變化，分析了結(jié)構(gòu)的抗沖刷性能。研究表明，桶形基礎(chǔ)周圍沖刷坑的尺寸主要受波高和結(jié)構(gòu)尺寸控制，桶形基礎(chǔ)的防沖刷特性取決于主桶頂蓋與水流的接觸范圍。這一研究為同類型結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化提供了依據(jù)。

波浪荷載作用下群樁基礎(chǔ)的承臺高度、樁數(shù)、樁徑等參數(shù)對基礎(chǔ)受力性能都有影響，采用合適的設(shè)計方案尤為重要[16]。低承臺群樁基礎(chǔ)雖然有利于減小基礎(chǔ)的波浪荷載，但施工圍堰入水深度和承受的波浪荷載將急劇增大，會帶來巨大的施工難度和風險。采用高承臺群樁基礎(chǔ)時，增大樁徑并適當減少樁數(shù)的方式可以更有效地改善基礎(chǔ)在波浪荷載下的受力性能。

3 橋梁基礎(chǔ)的抗震研究

3.1 橋梁基礎(chǔ)的地震響應(yīng)

在橋梁抗震研究方面，過去20多年結(jié)合大跨度橋梁和高速鐵路的建設(shè)，對于上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)進行了非常多的研究，具有豐富的成果。但對橋梁基礎(chǔ)的抗震研究則相對較少。在橋梁抗震設(shè)計中，多采用將基礎(chǔ)與地基用彈簧連接或更簡單地假定基礎(chǔ)和地基直接固結(jié)。直接固結(jié)的假定除了對位于巖石地基上的基礎(chǔ)適合外，對其他地基條件來說，顯然不符合實際行為，而采用彈簧連接需要確定半無限地基土的動力阻抗。目前，基礎(chǔ)的抗震設(shè)計多數(shù)忽略了地基土和基礎(chǔ)動力的相互作用(soil-structure interaction,簡稱SSI)[17-19]。

3.2 抗震性能評估

基礎(chǔ)抗震性能的評估與結(jié)構(gòu)安全性直接相關(guān)。動力分析一般給出地震作用下結(jié)構(gòu)的最大內(nèi)力和變形，但難以給出直觀的破壞分析結(jié)果。非線性靜力pushover分析被認為是評估結(jié)構(gòu)抗震性能的一種重要方法，有研究者提出將集中塑性鉸和分布塑性鉸與土體軟化彈性模量相結(jié)合的綜合方法來考慮靜力pushover分析中的非線性變形，對不同沖刷深度和不同土質(zhì)的多跨樁基橋梁進行抗震評估[23]。研究表明，對于位于密砂中的基礎(chǔ)，在沖刷深度達到某一臨界值之前，橋梁的抗震性能指標隨沖刷深度增加而有所增加，而對于位于松散砂中的基礎(chǔ)，橋梁的抗震性能指標隨沖刷深度增加而降低，但地震荷載下基礎(chǔ)的橫向位移較大，可能會出現(xiàn)失穩(wěn)問題，這一結(jié)論仍然有待更多的試驗驗證。不同土質(zhì)條件下基礎(chǔ)的沖刷對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響是今后值得研究的問題。

4 基礎(chǔ)損傷分析研究

橋梁基礎(chǔ)所受荷載及所處環(huán)境條件的復雜性決定了它是橋梁結(jié)構(gòu)中最易產(chǎn)生損傷的部分。由于基礎(chǔ)屬于隱蔽工程，基礎(chǔ)的損傷和病害不易發(fā)現(xiàn)。目前，關(guān)于橋梁損傷分析研究大多都集中于材料層次，然后將材料層次的損傷推廣到構(gòu)件和結(jié)構(gòu)層次，直接對橋梁基礎(chǔ)的損傷分析研究不多。橋梁損傷分析多數(shù)針對梁或橋梁結(jié)構(gòu)。然而，有研究表明，基于變速行駛車輛激勵的橋梁下部結(jié)構(gòu)損傷診斷方法可實現(xiàn)下部結(jié)構(gòu)損傷的準確識別[25]，如支座損傷、橋墩損傷及基礎(chǔ)沖刷，但對基礎(chǔ)沖刷的損傷識別最為敏感。這一方法為橋梁基礎(chǔ)損傷的診斷和評估提供了一個簡便快捷的方法，但這一方法只能給出宏觀的判斷，無法提供基礎(chǔ)病害和損傷的具體形態(tài)。

跨海大橋基礎(chǔ)長期處在海水介質(zhì)中，受到的腐蝕、沖擊作用容易導致基礎(chǔ)損傷而影響結(jié)構(gòu)耐久性。近年來，跨海大橋基礎(chǔ)損傷的評估受到重視，一些研究者在評估跨海大橋基礎(chǔ)損傷狀況時，建立了基礎(chǔ)損傷分析模型和指標體系，為損傷等級評定提供了分級依據(jù)?；诮Y(jié)構(gòu)耐久性、基礎(chǔ)沖刷、不均勻沉降及基礎(chǔ)船撞等提出安全預警指標，并據(jù)此劃分預警等級、指標權(quán)重[26](如圖6)，可以為跨海大橋運營期維養(yǎng)及安全監(jiān)測提供技術(shù)支持。但是，對水中基礎(chǔ)的損傷機理和隨時間的演化過程仍然缺乏定量的、系統(tǒng)的研究，尤其是對于水下基礎(chǔ)材料的劣化機理和損傷的發(fā)展過程，還缺乏長期的、系統(tǒng)的監(jiān)測。

圖6 跨海大橋主墩基礎(chǔ)安全預警評估模型[25]Fig.6 Early warning assessment model of main pier foundation safety of cross sea bridge [25]

5 地質(zhì)不良區(qū)域基礎(chǔ)的設(shè)計和施工

地質(zhì)不良區(qū)域基礎(chǔ)的設(shè)計和施工一直是橋梁基礎(chǔ)設(shè)計的難題。中國西南山區(qū)地質(zhì)條件惡劣，但由于交通建設(shè)規(guī)劃的要求，部分橋梁不得不經(jīng)過巖溶、陡坡等地質(zhì)條件不良地段。解決這些地段橋梁基礎(chǔ)的施工設(shè)計問題成為近年來橋梁基礎(chǔ)工程面臨的艱巨挑戰(zhàn)之一。

巖溶地段基礎(chǔ)施工技術(shù)研究在近年來有較快的進展。巖溶地段樁基施工，成孔過程中易出現(xiàn)漏漿、塌孔、卡鉆等事故，風險較大，中國技術(shù)人員提出了許多關(guān)于巖溶處理方面的創(chuàng)新技術(shù)[27-30]。支承嵌巖樁的設(shè)計核心是確定樁基持力層及嵌巖深度，嵌巖深度在滿足樁基承載力的前提下宜淺不宜深，而摩擦樁的關(guān)鍵是合理選取樁側(cè)土的極限摩阻力。巖溶頂板穩(wěn)定性、覆蓋層巖溶臨空面的穩(wěn)定性等是巖溶地區(qū)樁基穩(wěn)定性研究的關(guān)鍵問題。針對目前樁端巖溶頂板穩(wěn)定性分析平面假設(shè)的不完善，張永杰等[31]考慮溶洞空間形態(tài)特征進行巖溶樁基穩(wěn)定性分析，將樁端巖溶頂板分別簡化為固支梁、拋物線拱、圓拱、固支雙向板或殼體模型，給出不同模型下溶洞頂板最小安全厚度的計算方法，這一研究可以用于分析不同空間形態(tài)溶洞頂板的破壞模式及其影響規(guī)律。

陡坡地區(qū)樁基承載力一直是橋梁基礎(chǔ)的長期研究課題，近幾年來也有較快的進展。對于坡度、臨坡距等影響，有研究顯示[32]，同一臨坡距時，樁基承載力與坡度負相關(guān)，隨坡度增加，承載力最大降幅達30%；同一坡度時，樁基承載力與臨坡距正相關(guān)，且在坡度較大時，這種影響更加顯著。為充分保證安全，有必要在陡坡樁基附近設(shè)置穩(wěn)定樁[33]。研究表明，樁前穩(wěn)定樁只有設(shè)在樁基附近時才能有效發(fā)揮作用；樁后穩(wěn)定樁可以顯著減小土體運動對樁基的作用力，其最佳位置取決于界面抗剪強度。這些研究為陡坡地區(qū)橋梁基礎(chǔ)的安全設(shè)計提供了新的理論依據(jù)。

6 既有橋梁基礎(chǔ)的再利用

橋梁的老化、荷載等級的提高、以及交通線路的改建或擴建使既有線路上的橋梁基礎(chǔ)面臨著兩個選擇：利用或改建。由于橋梁基礎(chǔ)的施工工期長、施工費用高，新建橋梁基礎(chǔ)不僅投資大，而且還必須長時間中斷交通，對橋梁周邊的社會經(jīng)濟和環(huán)境影響較大。但是，如果既有基礎(chǔ)能有效利用，不僅可以節(jié)約大量投資，還能加快上部結(jié)構(gòu)的施工速度，降低施工對環(huán)境的影響。有鑒于此，美國和歐洲一些國家近年來開始重視基礎(chǔ)的再利用[34-35]。美國國家工程院2017年發(fā)表的一份關(guān)于舊橋基礎(chǔ)再利用的報告表明[35]，在美國的614 387座橋梁中，56 007座橋梁處于較差的工作狀態(tài)，占總數(shù)的9%，這其中有15%的舊橋急需維修或加固。歐洲于2003年開始啟動了一項研究計劃——RuFUS，研究建筑物基礎(chǔ)再利用的可行性，并發(fā)表了建筑物基礎(chǔ)的再利用指南[36]。中國在20世紀60年代開展的舊橋承載力評估科研工作中包括了既有下部結(jié)構(gòu)的加固和再利用，但對基礎(chǔ)的再利用研究并沒有形成一個獨立的科研領(lǐng)域。

橋梁基礎(chǔ)的再利用面臨的問題包括：對當前既有基礎(chǔ)狀況的探測和評估；基礎(chǔ)承載力的確定；基礎(chǔ)剩余壽命的確定；根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范對既有基礎(chǔ)的適用性評估。既有基礎(chǔ)再利用首先面臨的問題是很多基礎(chǔ)的設(shè)計數(shù)據(jù)缺失，例如基礎(chǔ)的類型、尺寸、深度等數(shù)據(jù)，由于無法找到當時的設(shè)計圖紙而無法確定，因此，需要采用有效的探測技術(shù)進行現(xiàn)場測量。目前，無數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的探測技術(shù)已經(jīng)成為一個研究方向[37-38]，聲波透射法、平行地震法和感應(yīng)場法(Induction field method)等無損檢測技術(shù)在基礎(chǔ)深度檢測方面得到廣泛的應(yīng)用，但單一無損檢測方法的準確性仍然難以保證，對于這些檢測方法的準確性仍然在不斷的研究之中。采用地球物理方法和電化學方法對基礎(chǔ)特征和狀況進行準確探測是基礎(chǔ)再利用方面的研究重點。目前，其他國家研究較多，中國研究較少。既有基礎(chǔ)承載力的評估和基礎(chǔ)的剩余使用壽命是目前研究的難點。目前，歐美等國也正在開展研究，但進展并不大[37]。中國對于新建橋梁基礎(chǔ)研究較多，但對于既有基礎(chǔ)承載力的研究相對較少。由于既有基礎(chǔ)承載力的評估涉及到多個領(lǐng)域，研究難度很大。但如果中國盡早開展這方面的研究，有可能在基礎(chǔ)再利用技術(shù)方面走在西方國家前面。

7 結(jié)論

1)復雜橋梁基礎(chǔ)水流沖刷動力學的試驗研究和三維數(shù)值模擬。對于不同幾何形狀基礎(chǔ)的水流沖刷機理需要通過試驗給予詳細的解釋并量化表達。三維數(shù)值模擬結(jié)果的準確性需要通過試驗予以驗證。

3)橋梁基礎(chǔ)失效機理的試驗研究和數(shù)值仿真。在試驗室模擬橋梁基礎(chǔ)的失效過程以及失效后橋梁的倒塌機理是未來一個重要的研究方向，地震作用下基礎(chǔ)的失效過程和橋梁倒塌機制是其中的一個重點研究課題。

4)地震區(qū)已損橋梁基礎(chǔ)的剩余壽命預測、承載力評估和再利用技術(shù)。首先,需要中國交通部門對全國范圍內(nèi)的舊橋基礎(chǔ)狀況和技術(shù)檔案進行調(diào)研，并根據(jù)調(diào)研結(jié)果制定系統(tǒng)的再利用方案和技術(shù)指南。地球物理技術(shù)和電化學技術(shù)在評估基礎(chǔ)狀況和基礎(chǔ)承載力方面的應(yīng)用是本方向的重點和難點。