時(shí)間:2022-10-05 07:15:52
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關(guān)鍵詞:復(fù)雜地質(zhì);橋梁樁基;常遇問題;處理對(duì)策
一、復(fù)雜地質(zhì)條件下橋梁樁基施工技術(shù)
橋梁樁基在復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工具有高技術(shù)難度,因此,在進(jìn)行橋梁樁基施工前要進(jìn)行探索,然后進(jìn)行鉆孔以及橋梁樁基的護(hù)壁工作基其他項(xiàng)目施工,下面對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹:
第一,挖孔樁技術(shù)。在復(fù)雜地質(zhì)條件下,進(jìn)行橋梁樁基挖孔一般采用人孔挖孔工藝,因?yàn)檫@種工藝施工方便而且具有較快速度,并不需要大型設(shè)備,所以,在復(fù)雜地形條件下,運(yùn)用人工挖孔樁施工較為適合。在進(jìn)行挖孔樁時(shí),首先要次梁孔樁的中心位置,并且在孔樁的周邊位置設(shè)定排水坡,保證在進(jìn)行施工時(shí)沒有積水影響,這是挖孔樁施工前的準(zhǔn)備工作。其次,進(jìn)行挖孔施工。挖孔時(shí)要隨著挖孔樁加深的過程沒一米澆筑混凝土護(hù)壁,而且護(hù)壁的厚度要與身相同,為25厘米。同時(shí)在挖孔時(shí)要對(duì)孔的深度及寬度及時(shí)的進(jìn)行檢測(cè),以免出現(xiàn)誤差。在挖空的過程中,施工人員要由上到下,由內(nèi)到外而有序的用搞頭,鍬等工具進(jìn)行挖掘,如果遇到堅(jiān)硬的圖層,巖石要用錘頭等工具敲碎后在進(jìn)行,而且允許的誤差范圍為3厘米。而且高度要以土層的質(zhì)量為依據(jù),一般為0.5米與1米之間。挖出的土用吊桶等工具運(yùn)出。
第二,樁基的護(hù)壁工作。對(duì)樁基進(jìn)行護(hù)壁施工跟一般用復(fù)合式的鋼板進(jìn)行拼接,上下節(jié)之間的循環(huán)進(jìn)行,用于連接鋼板的工具為U形卡或者其他連接工具,為混凝土澆灌提供便利。但是,我們要注意的是,用于樁基護(hù)壁的混凝土不可以用機(jī)器進(jìn)行混合,而是要運(yùn)用人工來攪拌。而且在進(jìn)行井圈護(hù)壁是要符合以下規(guī)定。第一,井圈中心位置與軸線之間的偏差要小于20毫米。第二,井圈的地面要較場(chǎng)地高出250毫米至300米之間,同時(shí)護(hù)壁的厚度要比井壁厚100毫米至150毫米。因此,在進(jìn)行井圈護(hù)壁施工時(shí)要對(duì)護(hù)壁的厚度進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督,同時(shí)所使用的混凝土以及鋼筋等材料也要符合規(guī)定,而且護(hù)壁之間的銜接長(zhǎng)度也要很小,一般以不超過50毫米為限,且護(hù)壁要在一個(gè)工作日內(nèi)完成,而模板要在護(hù)壁工作完成一天后才能夠拆除。同時(shí),在進(jìn)行護(hù)壁施工時(shí),如果護(hù)壁出現(xiàn)質(zhì)量問題,如漏水等,要及時(shí)的進(jìn)行修補(bǔ),以免水流入橋梁樁基內(nèi),降低樁基的強(qiáng)度,出現(xiàn)事故。
二、復(fù)雜地質(zhì)條件下橋梁樁基施工常遇問題
由于地質(zhì)的復(fù)雜性使得橋梁樁基施工時(shí)會(huì)遇到很多的問題,因此,為了提高在復(fù)雜地質(zhì)條件下的橋梁樁基的施工,我們要對(duì)常遇問題進(jìn)行研究。
(一)橋梁樁基鉆孔時(shí)的常遇問題
在進(jìn)行鉆孔時(shí),由于地質(zhì)條件的不同很容易出現(xiàn)各種各樣的問題。如鉆孔漏漿,鉆孔偏差較大,掉鉆以及卡鉆等問題。
第一,樁基的鉆孔漏漿是因?yàn)樵谶M(jìn)行鉆孔施工時(shí),因?yàn)榭椎纳疃冗^深而使鉆機(jī)到達(dá)了樁基的透水層,而透水層的厚度因?yàn)榈刭|(zhì)情況的不同而有所差異,所以,如果施工時(shí)不加以注意,就會(huì)引得泥漿或者水向孔內(nèi)流入。
第二,掉鉆,卡鉆問題則是因?yàn)殇摻z繩或者鉆桿在長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)出現(xiàn)松動(dòng)引起的,而在復(fù)雜地質(zhì)下更是極易出現(xiàn)。復(fù)雜地質(zhì)與其他的地質(zhì)環(huán)境不同,尤其是山地,巖溶地質(zhì)條件下,為鉆孔機(jī)的運(yùn)用增加了難度,因此常出現(xiàn)掉鉆的情況。同時(shí),復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境容易出現(xiàn)巖層厚度不均的狀況,而且鉆孔時(shí)出現(xiàn)的廢渣也會(huì)調(diào)入鉆孔機(jī)中阻礙鉆孔機(jī)的運(yùn)足。最后是斜孔的問題,鉆孔機(jī)與巖石發(fā)生撞擊時(shí),受到其他物質(zhì)的阻礙而使鉆孔機(jī)的方向轉(zhuǎn)移,形成了斜孔。這都是因?yàn)閹r石表面不平,地質(zhì)不均勻以及鉆孔架的擺放等原因引起的,而在地質(zhì)復(fù)雜不均的情況下,這種情況更是經(jīng)常遇到。
(二)灌注樁施工時(shí)的常遇問題
在進(jìn)行樁基灌注時(shí),常常遇到樁基的頸縮,斷樁,以及混凝土灌注量過多等現(xiàn)象。例如頸縮,斷裂及混凝土灌注過量等。
第一,頸縮是因?yàn)闃痘膶?shí)際直徑小于進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的要求,因而,在進(jìn)行混凝土灌注時(shí),因?yàn)闃痘谑艿綁毫Φ淖饔枚a(chǎn)生空隙,在拔管后混凝土?xí)蛑苓厰D壓,形成頸縮。在地質(zhì)復(fù)雜的條件下,樁基實(shí)際大小很容易受到地質(zhì)的限制而產(chǎn)生誤差,引發(fā)了頸縮。
第二,因?yàn)闃痘木嚯x較近而使得強(qiáng)度不足的樁基因?yàn)閿D壓而產(chǎn)生的斷裂。在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中,樁基的建設(shè)會(huì)隨著地質(zhì)的均勻狀況而使密度不均,在密度較大的位置,樁基會(huì)產(chǎn)生擠壓,進(jìn)而形成了斷樁。
第三,混凝土的過量是由于挖孔時(shí)出現(xiàn)洞穴或者因?yàn)闃痘耐馏w受到了干擾而產(chǎn)生變動(dòng)。在復(fù)雜的地質(zhì)條件下,地殼或山體的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起巖石,土層運(yùn)動(dòng)使樁基也產(chǎn)生了輕微的運(yùn)動(dòng)而使得孔底出現(xiàn)洞穴,使混凝土的灌注比規(guī)定的量增大。
這兩個(gè)問題是在復(fù)雜地質(zhì)條件下橋梁施工常遇的問題,此外,對(duì)于在正常地質(zhì)下,橋梁樁基施工問題也會(huì)遇到,因此,在隨著地質(zhì)環(huán)境的不同,橋梁建設(shè)也面臨著不同的問題。
三、問題的處理對(duì)策
為了提高在復(fù)雜地質(zhì)條件下橋梁樁基施工常遇問題,可以采取以下措施來進(jìn)行:
第一,解決樁基鉆孔常遇問題的對(duì)策。當(dāng)出現(xiàn)鉆孔漏漿時(shí),可以通過將護(hù)筒的位置加深活降低護(hù)筒的水頭的高度,這樣當(dāng)護(hù)筒周圍位置出現(xiàn)漏水,漏漿現(xiàn)象時(shí),因?yàn)楦叨炔畹拇嬖诰筒粫?huì)流入鉆孔內(nèi)。而且還可以降低鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,應(yīng)用這種方法時(shí),可以在鉆頭上摻夾近粘土,增大粘土與土層之間的粘度而是鉆頭速度減緩。而解決掉鉆問題,不能通過技術(shù)解決,需要準(zhǔn)備相應(yīng)的打撈工具,當(dāng)鉆孔機(jī)掉鉆時(shí),立即進(jìn)行打撈,如果鉆頭被埋到土層中,要先將浮在鉆頭上的土清除了,在進(jìn)行打撈。解決斜孔的對(duì)策則是在進(jìn)行鉆孔時(shí)要對(duì)鉆孔的中心用鋼絲繩進(jìn)行水平垂直測(cè)量,看鋼絲繩的平面與孔口是否符合規(guī)范,如果出現(xiàn)的偏差較輕時(shí),施工人員要立即進(jìn)行調(diào)整。又或者在斜孔發(fā)生位置進(jìn)行掃孔,將斜孔校正;如果偏差較嚴(yán)重,則要將斜孔先進(jìn)性填埋,然后再重新鉆孔。最后是解決卡鉆的對(duì)策,只能用錘頭之類的工具將周圍巖層敲碎在實(shí)施鉆孔工作。
第二,解決樁基灌注樁常遇問題的對(duì)策。解決樁基灌注時(shí)的頸縮問題可以采取的對(duì)策為在進(jìn)行拔管時(shí)要讓管內(nèi)存在的混凝土的下平面高于地面,這樣會(huì)使樁基受到的壓力降低,不至于發(fā)生擠壓,同時(shí),混凝土的坍落度要控制在50至70毫米內(nèi)并限制拔管的速度,此外還要注意拔管時(shí)采用的方法,而橋梁樁基施工時(shí)一般采用的漢斯復(fù)打法。然后是斷樁的解決對(duì)策,要擴(kuò)大樁基之間的距離,而這個(gè)距離在相關(guān)規(guī)定中是樁基直徑的四倍,而且要等樁基的強(qiáng)度強(qiáng)化后在進(jìn)行后續(xù)的施工環(huán)節(jié),其中最為重要的是要對(duì)打樁的順序仔細(xì)慎重的進(jìn)行,以便能夠準(zhǔn)確的辨認(rèn)出那些事新灌注的樁基,以免出現(xiàn)由于順序問題使將強(qiáng)度不夠的樁基出現(xiàn)的斷樁問題。對(duì)于混凝土灌注量過大的解決對(duì)策,我們首先要對(duì)橋梁建設(shè)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行認(rèn)真的了解,對(duì)于土層松軟的環(huán)境中進(jìn)行灌注要先進(jìn)行試打樁灌注,效果正常時(shí)才進(jìn)行正常的灌注施工,反之,要更換樁型。
以上是解決復(fù)雜地質(zhì)條件下橋梁樁基施工常遇問題的對(duì)策,但是在對(duì)策的選擇時(shí)要根據(jù)施工的具體換進(jìn)而選擇適用的方法,這樣才能夠保證橋梁施工的順利進(jìn)行及橋梁的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】橋梁樁基礎(chǔ);缺陷復(fù)合檢測(cè);加固新方法
中圖分類號(hào):TU473.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、引言
隨著近些年來我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)的交通事業(yè)得到了飛速的發(fā)展,橋梁作為交通事業(yè)的重要組成部分,不僅是一個(gè)重要的交通實(shí)體,也是國(guó)家綜合國(guó)力和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要體現(xiàn),近些年來,我國(guó)的橋梁建設(shè)行業(yè)發(fā)展迅速,且橋梁建設(shè)的復(fù)雜度也越來越高,在橋梁的建設(shè)中,樁基的建設(shè)作為其基礎(chǔ),技術(shù)條件十分復(fù)雜,發(fā)展的空間也十分廣闊,目前,樁基技術(shù)已經(jīng)成為地基承建領(lǐng)域中的主要分支之一,經(jīng)過多年的發(fā)展,樁基技術(shù)的承建工藝日新月異,一些新的設(shè)計(jì)理論和科技成果不斷的出現(xiàn),樁基技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。樁基礎(chǔ)的樁基礎(chǔ)可以用于堅(jiān)硬的基巖、卵礫石、砂、硬塑黏性土層之中,具有很高的群樁以及豎向單樁承載力,可以承受橋梁的全部豎向荷載,也可以保證橋梁的傾斜在正常范圍內(nèi),此外,橋梁樁基礎(chǔ)較大的側(cè)向剛度可以有效的抵御由于地震等自然災(zāi)害引起的力矩荷載以及水平荷載,保證橋梁的穩(wěn)定性。某橋梁工程,橋梁總長(zhǎng)127m,橋面凈寬10m,橋外側(cè)設(shè)有0.5m的防撞護(hù)欄,樁基礎(chǔ)的截面直徑為1.4m,地基飽和抗壓強(qiáng)度為7.0MPa,樁身嵌入泥質(zhì)粉砂巖層的厚度為6.3m,樁基采用機(jī)械沖孔灌注樁,混凝土強(qiáng)度為C30,下面就根據(jù)該橋梁的情況探討橋梁樁基礎(chǔ)缺陷復(fù)合檢測(cè)及其加固的方法。
二、橋梁樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量的復(fù)合檢測(cè)
(一)超聲波投射檢測(cè)法
超聲波投射檢測(cè)法就是在橋梁樁內(nèi)部埋設(shè)縱向聲測(cè)管道,并將超聲脈沖發(fā)射以及接受探頭放置在聲測(cè)管之中,在聲測(cè)管中灌注好足量的清水作為耦合劑,在檢測(cè)時(shí),儀器可以發(fā)出周期性的電脈沖,這種電脈沖可以穿透混凝土,并將探測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)化為電信號(hào),這樣,就可以計(jì)算出超聲脈沖穿過樁體的時(shí)間、脈沖的主頻率、接受波的幅值以及頻譜等數(shù)據(jù);在計(jì)算出這些數(shù)據(jù)之后,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就可以根據(jù)判別軟件對(duì)各種計(jì)算出的參數(shù)進(jìn)行綜合的分析和判斷,這樣,就可以計(jì)算出混凝土內(nèi)部缺陷的位置、大小和性質(zhì),并根據(jù)計(jì)算結(jié)果給出混凝土的總體強(qiáng)度以及總體均勻性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),通過該種方法對(duì)橋梁進(jìn)行評(píng)價(jià),發(fā)展0號(hào)橋臺(tái)1號(hào)樁距離樁平面25.6到26.2米范圍內(nèi)存在接受信號(hào)波形異常的情況,證實(shí)樁基礎(chǔ)存在質(zhì)量缺陷,內(nèi)部發(fā)生畸變,因此,就對(duì)該缺陷部位以及接近缺陷部位的位置進(jìn)行取芯檢驗(yàn),根據(jù)取芯檢驗(yàn)結(jié)果證實(shí)缺陷的具體部位和實(shí)際情況,劃定缺陷部位,分析出缺陷的厚度,發(fā)生原因,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行后續(xù)的加固處理。
(二)樁身抽芯檢測(cè)法
為了更好的評(píng)價(jià)橋梁樁基礎(chǔ)的質(zhì)量,就可以對(duì)其進(jìn)行抽芯檢查,抽芯檢查法的主要工藝是鉆探技術(shù),即在橋梁的樁身上按照其長(zhǎng)度方向鉆取及樁巖土和混凝土的芯樣,對(duì)所鉆取得芯樣進(jìn)行觀察和測(cè)試,從而得出橋梁基礎(chǔ)的成樁質(zhì)量,抽芯檢測(cè)法作為一種可以對(duì)局部破損進(jìn)行檢測(cè)的方法,與其他的檢測(cè)方法相比而言,具有直觀、科學(xué)以及使用的特點(diǎn),種種的實(shí)踐表明,抽芯檢測(cè)法不會(huì)受到其他客觀條件的影響,特別適宜用于大直徑橋梁樁基礎(chǔ)缺陷的復(fù)合檢測(cè)中,在本工程的檢測(cè)中,取芯設(shè)備使用XY-1型取芯鉆機(jī),搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái),在抽芯前期一切正常,鉆到16.5米時(shí)出現(xiàn)鉆進(jìn)困難的現(xiàn)象,且伴隨跳鉆情況,繼續(xù)鉆進(jìn),出現(xiàn)醬黃色的返水,且橋梁樁周有水涌出,經(jīng)過勘察得知,該種情況的出現(xiàn)是由于施工方法導(dǎo)致孔傾斜度超出規(guī)定范圍所造成。
三、橋梁樁基礎(chǔ)缺陷原因分析
根據(jù)檢測(cè),證實(shí)0號(hào)橋臺(tái)1號(hào)樁基的缺陷位于橋梁的樁底部位,樁基由粘土、卵石以及砂土組成,厚度不均勻,有一定厚度的沉渣出現(xiàn),取芯檢測(cè)與超聲波檢測(cè)結(jié)論基本一致。根據(jù)分析,該橋梁樁基礎(chǔ)質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因是由于鉆孔泥漿的含砂量偏高、泥漿比重小、懸浮磚渣能力不足,清空不徹底,導(dǎo)致沉渣厚度出現(xiàn)超標(biāo)的情況,此外,在鉆孔清孔之后,由于以上因素的影響,就直接導(dǎo)致孔內(nèi)發(fā)生孔壁坍塌以及磚渣沉淀的事故。
四、橋梁樁基礎(chǔ)的加固方法
根據(jù)以上缺陷質(zhì)量原因的分析,可以使用以下的方式對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固:
(一)洗孔處理
洗孔處理對(duì)對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固的基礎(chǔ)方式,其具體的處理方法為:待鉆孔抽芯完成之后,采用空壓機(jī)、沖淋器、高壓泥漿泵對(duì)鉆孔進(jìn)行交替洗孔,利用高壓射流水以及高壓氣流將孔內(nèi)的松散體沖刷干凈,并將缺陷部位的砂土和細(xì)小的卵石淘空,交替進(jìn)行,直到返水變清位置,用洗孔處理法對(duì)該橋梁工程進(jìn)行處理,證實(shí)松散物被有效的清理,孔底已經(jīng)基本干凈。
(二)安裝壓漿管
待整個(gè)洗孔處理完成之后,安裝壓漿管,該橋梁工程使用的壓漿管為2.54毫米的鍍鋅壓漿管,孔口有2根管,其中一根管作為壓漿管,另外一根管作為回漿管,為了填補(bǔ)缺陷部位的空洞,加強(qiáng)樁基礎(chǔ)的強(qiáng)度,就在孔內(nèi)填入一定的豆石骨料,待所有工序完成之后,將孔口的上部用細(xì)石砼將其封閉,待以上工序完成之后,方可進(jìn)入下一步工序。
(三)二次洗孔處理
待以上步驟完成,壓漿管的放置合格之后,需要等孔口上部的細(xì)石砼達(dá)到一定的強(qiáng)度,待其達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度之后,可以進(jìn)行二次洗孔處理,二次洗孔處理需要使用高壓泥漿泵在孔內(nèi)注水,同時(shí)利用高壓水流將遠(yuǎn)離孔口的粘土切割為懸浮狀,再使用空壓機(jī)、高壓泥漿泵以及沖淋器進(jìn)行交叉沖孔,將缺陷部位的松散物完全處理干凈,直到出現(xiàn)返水變清位置,這就基本達(dá)到了清孔的目的。
(四)壓降處理
待二次清孔完成之后,就可以進(jìn)行后續(xù)的壓漿處理,即使用高壓泥漿泵,用循環(huán)注射的方式將漿液使用壓力灌入的方式灌入孔內(nèi),在灌漿時(shí)使用間歇性灌漿和交替灌漿相結(jié)合的方式進(jìn)行,為了使?jié){液可以充分的擴(kuò)散,補(bǔ)強(qiáng)范圍可以增強(qiáng),在灌漿時(shí)需要使用最大的泵壓進(jìn)行灌漿,對(duì)該橋梁工程使用這種灌漿方式結(jié)果證明,水泥漿液通過充分的填充和擴(kuò)散,已經(jīng)在缺陷部位形成外壁,使樁身的完整程度得到有效的加強(qiáng),實(shí)現(xiàn)加固目的。
五、結(jié)語
橋梁的安全性關(guān)乎重大,對(duì)于橋梁樁基礎(chǔ)的復(fù)合檢測(cè)方法使用超聲波無損檢測(cè)和鉆芯檢測(cè)結(jié)合的檢測(cè)方式可以有效的檢測(cè)出樁基礎(chǔ)的缺陷位置、缺陷大小以及缺陷性質(zhì),待缺陷檢測(cè)完成后,就可以根據(jù)缺陷的實(shí)際情況使用加固方式,在加固前要開展清孔工作,待返水干凈后方可進(jìn)入下一階段的加固工作,加固方法以壓降處理法為宜,在工作進(jìn)行時(shí),要堅(jiān)持正確的操作方式,防止意外事故的出現(xiàn),對(duì)于重點(diǎn)環(huán)節(jié)的處理一定要嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行,保證樁基礎(chǔ)的加固質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[論文摘要] 橋梁工程中橋梁樁基極為關(guān)鍵,橋梁樁基由于深埋在地表下,再加上多數(shù)施工區(qū)域地下水較高,因而樁基的質(zhì)量一直都難控制,況且樁基質(zhì)量將直接影響橋梁的整體質(zhì)量。本文對(duì)橋梁樁基混凝土施工中應(yīng)注意的技術(shù)問題,進(jìn)行分析和總結(jié),供項(xiàng)目施工時(shí)參考。
隨著社會(huì)發(fā)展,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷深化,我國(guó)高速公路發(fā)展迅猛,橋梁和隧洞工程在高速路上廣泛運(yùn)用。橋梁工程中橋梁樁基極為關(guān)鍵,橋梁樁基由于深埋在地表下,再加上多數(shù)施工區(qū)域地下水較高,因而樁基的質(zhì)量一直都難以控制,況且樁基質(zhì)量將直接影響橋梁的整體質(zhì)量?,F(xiàn)就對(duì)橋梁工程樁基施工混凝土中的幾個(gè)技術(shù)問題提出自己的見解:
1.樁基施工中護(hù)壁混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與樁基混凝土的強(qiáng)度等級(jí)一樣,且護(hù)壁應(yīng)高出地面至少30厘米,另外應(yīng)對(duì)護(hù)壁進(jìn)行仔細(xì)檢查有無漏水和滲水。
2.樁基混凝土配合比,應(yīng)在施工前選擇取料場(chǎng)對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)合格后,分人工挖孔樁和鉆孔樁進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),一般情況下,鉆孔樁水下混凝土的坍落度比人工挖孔樁混凝土坍落度要大,但無論何種混凝土都應(yīng)滿足施工工藝的具體要求,如混凝土坍落度、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間等,其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。
3.混凝土灌注前應(yīng)仔細(xì)對(duì)孔底進(jìn)行檢查,檢查孔底有無積水和沉渣。一般情況下,沉渣較容易清除,但由于地下水位比較高時(shí),積水就難清盡,鑒于此一般有兩種處理方法:一是地下水量較少時(shí),可在第一盤混凝土灌注前使用海綿、毛氈等物品盡量將孔底積水吸干凈,一旦吸干凈就可以立即進(jìn)行混凝土灌注;且第一盤混凝土的水泥用量應(yīng)適大加大,灌注高度應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制,也利混凝土充分振搗;一是地下水量較大采用海綿、毛氈無法吸干凈時(shí),可以考慮按鉆孔樁進(jìn)行水下混凝土灌注。
4.鉆孔樁水下混凝土灌注應(yīng)仔細(xì)對(duì)每盤混凝土下料量和導(dǎo)管拔管高度進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算。否則極易出現(xiàn)導(dǎo)管拔出混凝土以造成斷樁,另外,應(yīng)將混凝土灌注超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高至少0.8米,也保證將樁頭鑿出浮漿后樁頂?shù)幕炷临|(zhì)量。
5.人工挖樁混凝土灌注首先應(yīng)將孔積水,特別是串筒潤(rùn)濕而流下的積水吸干凈,避免孔底混凝土由于積水而使混凝土局部水灰比增大而出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度偏低,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成混凝土離析,另外灌注過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土振搗高度,保證混凝土振搗充分避免漏振和過振,最后隨著樁基混凝土的不斷上升,樁基表面由于混凝土振搗而產(chǎn)生的浮漿不斷增加,這時(shí)應(yīng)用捉桶將表面的浮漿捉出倒掉,特別是接近樁頂更是如此,也避免由于混凝土配合比失真而造成樁頂出現(xiàn)低強(qiáng)度區(qū)。
6.樁基混凝土灌注完成后,在混凝土終凝后應(yīng)對(duì)樁基混凝土進(jìn)行保養(yǎng)。
橋梁工程樁基混凝土灌注完保養(yǎng)至齡期后,應(yīng)對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),目前我國(guó)對(duì)于交通工程中橋梁樁基的檢測(cè)方法普遍采用的有兩種,一是超聲波透射法,二是低應(yīng)變法。低應(yīng)變法由于其檢測(cè)結(jié)果精度低,目前主要用在小直徑樁或短樁的檢測(cè)。然而超聲波透射法雖然檢測(cè)成本高于低應(yīng)變法,但其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性較高,所以目前我國(guó)采用相當(dāng)普遍。
若采用超聲波透射法檢測(cè)樁基質(zhì)量,首先應(yīng)進(jìn)行聲測(cè)管的預(yù)埋。超聲波透射法檢測(cè)樁基質(zhì)量的工作機(jī)理一般情況下就是一個(gè)發(fā)射,一個(gè)接收,兩個(gè)探頭從樁底按一定規(guī)定的高度上利用發(fā)射探頭所發(fā)射的超聲波通過混凝土再到接收探頭,其間根據(jù)某些聲學(xué)參數(shù)如幅度、頻率等的不同變化,從而反映出混凝土內(nèi)部情況如孔洞、強(qiáng)度、離析等。而聲測(cè)管就是探頭運(yùn)動(dòng)的通道。聲測(cè)管埋設(shè)時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)圖要求綁縛于樁基的鋼筋籠上,由于此工作方式,因此超聲波透射法檢測(cè)樁基質(zhì)量不受樁長(zhǎng),樁徑的影響,成為目前我國(guó)較受歡迎的樁基檢測(cè)方法,而根據(jù)我個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)見解,要進(jìn)行好超聲波透射法檢測(cè)基質(zhì)量工作,除了檢測(cè)人員個(gè)人素質(zhì)外,還有就是檢測(cè)設(shè)備的優(yōu)劣,更為重要的因素就是聲測(cè)管的埋設(shè)是否滿足規(guī)定技術(shù)要求反之將直接影響著樁基的檢測(cè)結(jié)束,嚴(yán)重時(shí)將會(huì)造成檢測(cè)人員誤判。一般情況為避免發(fā)生上述情況,聲測(cè)管的埋設(shè)應(yīng)采用如下方式作業(yè):
1.聲測(cè)管一般應(yīng)該采用鋼管,而塑料PVC管雖然價(jià)格便宜,但由于施工中綁扎和水泥水化過程中發(fā)熱等因素影響而容易變形,最終造成探頭的上下運(yùn)動(dòng)無法進(jìn)行檢測(cè),所以一般在工程中不采用塑料PVC管。
2.鋼管聲測(cè)管在進(jìn)行聯(lián)結(jié)時(shí),一般采用螺絲口連接或焊接,焊接過程中應(yīng)注意不要燒壞鋼管,也免出現(xiàn)洞口導(dǎo)致混凝土澆筑時(shí)水泥漿體滲入而堵塞管道;螺絲口連接應(yīng)在絲口處采用麻絲緊纏,目的以是為了防止水泥漿體滲入而堵塞管道。
3.采用超聲波透射法檢測(cè)樁基質(zhì)量時(shí),聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求,現(xiàn)普遍采用埋設(shè)三根或四根,圓孔樁一般為三根,方孔樁一般為四根。
4.聲測(cè)管綁縛于樁基鋼筋籠上時(shí),首先安裝第一根時(shí)應(yīng)平行于樁孔軸心線;其次是聲測(cè)管之間應(yīng)盡量平行,然后綁縛于樁基鋼筋籠上且不允許有松動(dòng)現(xiàn)象;第三是對(duì)于端承樁而言,由于樁底情況是我們需要重點(diǎn)觀察的地方,因而幾根聲測(cè)管尾都應(yīng)一直放到樁底且應(yīng)處于同一水平面上;第四,聲測(cè)管在埋設(shè)時(shí)應(yīng)盡量等距離分布;第五,在樁頂處聲測(cè)應(yīng)高出樁頂混凝土面30~50cm為宜。
關(guān)鍵詞:無損檢測(cè);橋梁;樁基
中圖分類號(hào):U41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
我國(guó)的公路橋梁檢測(cè)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下快速的發(fā)展,傳統(tǒng)的檢測(cè)方法已經(jīng)不能對(duì)公路橋梁的情況作出準(zhǔn)確的檢測(cè)和判斷,無損檢測(cè)技術(shù)正是在這樣的背景下發(fā)展起來的。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步改變了傳統(tǒng)檢測(cè)的公路橋梁檢測(cè)的現(xiàn)狀,使得公路橋梁的檢測(cè)更精準(zhǔn)安全,實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)技術(shù)由有損檢測(cè)到無損檢測(cè)的轉(zhuǎn)變,為公路起來建設(shè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,所以檢測(cè)時(shí)要加強(qiáng)運(yùn)用。
一、無損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介
無損檢測(cè)技術(shù)就是指在對(duì)結(jié)構(gòu)與主體不產(chǎn)生影響的前提下,通過某種物理方法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行確定,從而判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生性能改變,能夠達(dá)到使用要求。無損檢測(cè)技術(shù)基本與最前沿的科學(xué)技術(shù)相關(guān),借助科技的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)實(shí)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。道橋工程中的無損檢測(cè)技術(shù)主要是為了在不影響正常運(yùn)營(yíng)使用的前提下完成對(duì)質(zhì)量的檢測(cè),應(yīng)用了機(jī)械力學(xué)、材料力學(xué)與物理學(xué)等技術(shù),同時(shí)是對(duì)電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合。
二、橋梁樁基的無損檢測(cè)技術(shù)
(一)聲波無損檢測(cè)
聲波無損檢測(cè)主要是利用在混凝土結(jié)構(gòu)聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,其主要檢測(cè)樁基的完整性。其主要對(duì)在撞擊中傳播的應(yīng)力波進(jìn)行分析,如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值保持不變,如果應(yīng)力波在樁基中均勻傳播,則表明樁基的完整性比較好。如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值發(fā)生變化,則表明沿樁基在長(zhǎng)度方向上存在缺陷。同時(shí),在樁基存在缺陷部位應(yīng)力波將發(fā)生突變,從而使得應(yīng)力波發(fā)生透射波、反射波或者散射波等現(xiàn)象。由于,無損檢測(cè)對(duì)樁基不產(chǎn)生破壞,所以特別適用于橋梁工程的樁基完整性的檢測(cè)工程中。
(二)高應(yīng)變檢測(cè)
這種檢測(cè)手法應(yīng)用的時(shí)間已經(jīng)相當(dāng)長(zhǎng),它主要是對(duì)樁的豎向抗壓承載能力與設(shè)計(jì)要求是否相符進(jìn)行判定。使用這種方法對(duì)樁身的預(yù)制樁接頭以及水平整合型的具體縫隙等各種缺陷進(jìn)行判定時(shí),能查明其是否能夠?qū)ωQ向抗壓的具體承載能力產(chǎn)生影響,并在此基礎(chǔ)上對(duì)缺陷的程度進(jìn)行合理判定。這種方法已經(jīng)普遍應(yīng)用于一些地區(qū)。就目前情況來看,國(guó)內(nèi)外運(yùn)用的高應(yīng)變法的測(cè)試與結(jié)果分析的主要基礎(chǔ)還是一維桿撥動(dòng)的相關(guān)理論,沒有將樁和土之間互相作用的相關(guān)機(jī)理考慮在內(nèi),因此,在對(duì)承載力進(jìn)行測(cè)試時(shí),運(yùn)用這種方法有一定程度的局限性。
(三)低應(yīng)變法
這種方法主要是對(duì)樁身的完整性進(jìn)行檢測(cè)。很多缺陷或者是質(zhì)量事故都在流水處或者是底層的變化處發(fā)生,底層的變化會(huì)導(dǎo)致反射波的產(chǎn)生從而影響波形,所以要對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行查看,了解施工的具體記錄,從而確定缺陷的具置。定量分析軟件能幫助我們判定基樁缺陷的具體程度,雖然這一軟件有一定的不足之處,但是它對(duì)應(yīng)力波在樁身進(jìn)行傳播的具體過程進(jìn)行了分析,只要保證樁周選擇合理的土參數(shù),就能起到一定的效果。在運(yùn)用低應(yīng)變法進(jìn)行檢測(cè)時(shí),不斷缺陷屬于什么樣的類型,其共同的表現(xiàn)就是樁的阻抗減小,不能區(qū)分缺陷性質(zhì)。
1.低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法的適用范圍介紹
公路橋梁工程樁基低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法的適用范圍對(duì)測(cè)量影響是十分巨大的,其中公路橋梁工程樁基測(cè)土阻力是主要因素,測(cè)土阻力包括兩個(gè)部分:動(dòng)土阻力和靜土阻力,后者是主要影響因素,其特點(diǎn)可以概括如下:(1)消減反射波峰值;(2)加快應(yīng)變力衰減;(3)動(dòng)土阻力波的產(chǎn)生限制了可測(cè)樁基的長(zhǎng)度。
通過總結(jié)實(shí)際公路橋梁工程樁基施工過程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),在公路橋梁工程樁基中采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法對(duì)公公路橋梁工程樁基進(jìn)行檢測(cè)時(shí),公路橋梁工程樁基的長(zhǎng)度通常在5~50m的范圍之間,公路橋梁工程樁基的半徑一般需小于0.9m,盡管一些長(zhǎng)度大于50m的公路橋梁工程樁基仍能夠獲得樁底的應(yīng)力波信號(hào),然而因公路橋梁工程樁基的承載力較大,公路橋梁工程樁基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不夠準(zhǔn)確,同時(shí)也會(huì)受到公路橋梁工程當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的影響。
2.低應(yīng)變動(dòng)測(cè)試過程分析
低應(yīng)變動(dòng)測(cè)試過程中,測(cè)量人員為了提高公路橋梁工程樁基測(cè)量結(jié)果的精確性和準(zhǔn)確性,要特別注意以下幾點(diǎn):選取測(cè)量點(diǎn)和錘擊點(diǎn)、安裝傳感器等。
(1)選取測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試點(diǎn)的選取應(yīng)該以公路橋梁工程樁基直徑為選取依據(jù),選取原則要保證公路橋梁工程樁基測(cè)試點(diǎn)滿足實(shí)際測(cè)量的需求,通常情況下,公路橋梁工程樁基直徑不小于0.15m,基樁測(cè)量點(diǎn)的選取應(yīng)該大于5個(gè),而且要保證和鋼筋籠的間距在15cm以上,選取的方式要保證公路橋梁工程樁基測(cè)量點(diǎn)均勻,打磨處理應(yīng)該仔細(xì)認(rèn)真,保證后續(xù)公路橋梁工程樁基施工正常進(jìn)行。
(2)選取錘擊點(diǎn)。公路橋梁工程樁基檢測(cè)過程中的錘擊點(diǎn)適宜點(diǎn)為相距傳感器20~30cm的位置,如果錘擊點(diǎn)與傳感器間距離太近,錘擊的沖擊力可能對(duì)傳感器造成干擾,而若錘擊點(diǎn)與傳感器間距離太遠(yuǎn),就可能有橫波的影響產(chǎn)生波形震動(dòng)現(xiàn)象,這將無法準(zhǔn)確反映公路橋梁工程樁基的狀況。所以錘擊點(diǎn)和傳感器位置選取的好壞直接決定著公路橋梁工程樁基檢測(cè)效果,可以聘請(qǐng)公路橋梁工程樁基檢測(cè)專業(yè)技術(shù)人才進(jìn)行測(cè)量檢測(cè),保證公路橋梁工程樁基檢測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。
(3)傳感器的安置。按照公路橋梁工程樁基測(cè)試點(diǎn)的選取情況來確定傳感器的安裝,粘貼方式是最為常用的安裝公路橋梁工程樁基檢測(cè)傳感器的方法,因此這就要求在公路橋梁工程樁基的頂部干燥的時(shí)候,比較常用的粘貼劑包括:橡皮泥、黃油、石蠟、等,粘貼層的厚度應(yīng)該適中,避免過厚造成公路橋梁工程樁基檢測(cè)傳感器應(yīng)力波接收不準(zhǔn)確的情況。
三、加強(qiáng)無損檢測(cè)技術(shù)在橋梁中應(yīng)用的措施
(一)加強(qiáng)無損檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新
技術(shù)創(chuàng)新是將無損檢測(cè)技術(shù)充分運(yùn)用到公路橋梁檢測(cè)中的首要前提。因?yàn)楣窐蛄航ㄔO(shè)技術(shù)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)公路橋梁結(jié)構(gòu)、用材等的變化,使得檢測(cè)的難度加大,現(xiàn)有的檢測(cè)方法不一定都能完成相應(yīng)的檢測(cè)工作,所以需要新的測(cè)量方法才能有效的完成,所以將加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新尤為重要。例如引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)、建立實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)研究、對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、結(jié)合公路橋梁檢測(cè)的實(shí)際進(jìn)行相關(guān)研究等都是加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新的有效方式。
(二)提高相關(guān)檢測(cè)人員的素質(zhì)
在公路橋梁的檢測(cè)中,經(jīng)常要用到各種儀器設(shè)備和各種檢測(cè)技術(shù),而且使用這些儀器設(shè)備和技術(shù)的要求很高,因此需要相關(guān)工作人員具備較高的專業(yè)素質(zhì),才能順利的完成檢測(cè)的任務(wù)。提高相關(guān)工作人員的素質(zhì)可以進(jìn)行崗前培訓(xùn)、定期組織員工學(xué)習(xí)無損檢測(cè)技術(shù)的各種知識(shí)、開展無損檢測(cè)技術(shù)知識(shí)的講座、錄用專業(yè)的高水平的相關(guān)人才等。只有這樣才能為公路橋梁檢測(cè)的順利進(jìn)行提供更多的人員基礎(chǔ),最終取良好的測(cè)量效果。
結(jié)束語
隨著我國(guó)交通業(yè)的不斷發(fā)展,已建成的道路橋梁的檢測(cè)成為維修、維護(hù)的重要依據(jù),通過正確有效的檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用,管理者能夠更加明確地了解道路與橋梁目前的運(yùn)營(yíng)狀況,從而形成科學(xué)決策,另外檢測(cè)技術(shù)還對(duì)道路與橋梁的設(shè)計(jì)產(chǎn)生正反饋的影響,不斷提高。無損檢測(cè)技術(shù)是對(duì)道路橋梁進(jìn)行無損傷性的檢測(cè),能夠保證交通正常進(jìn)行,經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不受干擾。我國(guó)目前要不斷加強(qiáng)無損檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)與人員培養(yǎng),不斷進(jìn)行技術(shù)推廣試驗(yàn),提高適用性,通過技術(shù)與管理雙重作用,實(shí)現(xiàn)道路與橋梁的質(zhì)量保證。
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關(guān)鍵詞:橋梁工程,病害分析,處理對(duì)策
1引言
該橋梁為單跨簡(jiǎn)支T梁拼裝結(jié)構(gòu),經(jīng)實(shí)地測(cè)量,跨徑為10m,橋?qū)?49.9 m,橋面共分為八個(gè)車道及雙兩側(cè)人行道。該橋設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為:人群荷載4kN/m2,掛--100,汽--20。橋梁整體立面及橫斷面見圖1~2所示,由于該橋運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng),混凝土老化,加上施工質(zhì)量的問題和缺乏足夠的養(yǎng)活措施,使該橋橋面與上下部結(jié)構(gòu)的病害都較多,橋梁振動(dòng)較大,影響行車安全。為此,為正確反應(yīng)該橋的使用性能及受力行為,現(xiàn)對(duì)該橋進(jìn)行病害檢測(cè)分析,分析研究結(jié)果為該橋的使用提出相應(yīng)的對(duì)策,確保該橋安全使用。
圖1 橋梁立面圖
2 橋梁病害檢查
2.1橋梁外觀檢查內(nèi)容:
2.2 橋梁結(jié)構(gòu)的主要病害
通過對(duì)橫滘橋進(jìn)行詳細(xì)的外觀檢查,可得該橋的主要病害表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(1)橋面系:橋面排水設(shè)施已完全被堵塞,雨水只是靠縱坡排出,導(dǎo)致某些橋面段排水不暢,出現(xiàn)積水。
(2)上部結(jié)構(gòu):小部分T梁的梁底鋼筋保護(hù)層不夠、有露筋的現(xiàn)象;如圖2所示;部分T梁梁底、梁腹出現(xiàn)受力裂縫;如圖3所示。大多數(shù)T梁帽梁上都粘有雜物,對(duì)梁體會(huì)有一定程度的腐蝕,也影響橋梁的過水能力;如圖4~5所示。
(3)下部結(jié)構(gòu):基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重,樁基大部外露、被沖刷掏空。
由上述橋梁外觀檢查的結(jié)果可見,該橋主要的病害表現(xiàn)為:約有1/3的T梁梁體存在彎曲受力裂縫,基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重。論文參考網(wǎng)。這些病害已明顯影響到橋梁的使用性能和耐久性。論文參考網(wǎng)。
3 裂縫檢測(cè)
試驗(yàn)前查看裂縫情況發(fā)現(xiàn),5?!?0#梁梁腹和梁底存在彎曲受力裂縫, 主要分布于梁跨中區(qū)域內(nèi)。裂縫長(zhǎng)度在5~30cm不等,裂縫間距在10~30cm之間。典型的梁裂縫分布圖見圖6。
5#梁最長(zhǎng)裂縫約為25cm,一般裂縫長(zhǎng)度在5~20cm間,裂縫間距在10~25cm之間,最大裂縫寬度約0.1 mm。6#梁最長(zhǎng)裂縫約為30cm,一般裂縫長(zhǎng)度在5~25cm之間,裂縫間距在10~30cm之間,最大裂縫寬度約0.2mm。試驗(yàn)過程中未見梁體有新裂縫出現(xiàn),原有裂縫在試驗(yàn)過程中也未產(chǎn)生可觀測(cè)到的變化。
圖6 T梁裂縫分布圖
4 變形檢測(cè)結(jié)果
縱、橫向測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)及計(jì)算撓度分布如圖7~8所示。在試驗(yàn)荷載作用下,實(shí)測(cè)的最大撓度值滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于梁式橋豎向撓度允許
限值的要求。論文參考網(wǎng)。
圖7 縱向測(cè)點(diǎn)在各試驗(yàn)工況作用下的實(shí)測(cè)撓度曲線
圖8 橫向測(cè)點(diǎn)在各試驗(yàn)工況作用下的實(shí)測(cè)撓度曲線
5結(jié)語
通過對(duì)該橋的理論、外觀以及病害的因素分析,該橋承載能力尚可,使用性能較差,雖然其目前尚能勉強(qiáng)滿足使用荷載的要求,但耐久性能、使用性能不足。為此,建議對(duì)于梁體裂縫應(yīng)采用化學(xué)灌漿方法進(jìn)行修補(bǔ)處理;對(duì)于保護(hù)層厚度不足、梁體漏筋等缺陷采取噴射混凝土方法進(jìn)行修補(bǔ)處理。在橋頭設(shè)置限載標(biāo)志,禁止超載的車輛通行。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]橋梁樁基礎(chǔ);無破損;檢測(cè)技術(shù)
中圖分類號(hào):V448.15+1a 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)11-0154-01
引言
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)橋梁等交通設(shè)施建設(shè)的要求也在不斷的提高,而橋梁樁基礎(chǔ)是橋梁工程的重要部分,其質(zhì)量的好壞往往決定著橋梁的性能,但常規(guī)的檢測(cè)方法又具有一定的局限性,因而研究無破損檢測(cè)技術(shù)具有積極的意義,以下做簡(jiǎn)要的論述。
1.橋梁樁基礎(chǔ)常見的病害及成因
橋梁樁基礎(chǔ)是地基加固的主要形式,也是整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的承壓構(gòu)建,但是在施工中存在用料不規(guī)范、操作不按流程、施工隊(duì)伍素質(zhì)不齊、設(shè)備不精確、地質(zhì)環(huán)境影響等,都會(huì)造成橋梁樁基的缺陷,而橋梁樁基常見的缺陷有以下幾類。
1.1 樁基樁徑縮小
樁徑是決定橋梁豎向承壓能力的關(guān)鍵指標(biāo),但樁徑縮小是比較常見的施工問題,會(huì)導(dǎo)致抗彎能力減弱、承載不達(dá)標(biāo)等問題,樁基樁徑縮小主要有三個(gè)方面的原因:其一,地質(zhì)構(gòu)造含有承壓水的地層時(shí),地下水的沖刷導(dǎo)致砂漿流失,樁徑縮??;其二,地質(zhì)條件不良,樁基周圍土層遇水后向樁孔中突起致使樁徑縮??;其三,鋼筋綁扎過密導(dǎo)致流動(dòng)性差,部分鋼筋外漏導(dǎo)致樁徑縮小。在此類缺陷樁基中,需要對(duì)波形進(jìn)行分析,產(chǎn)生相反的反射波,縮徑越大,振幅就越大。
1.2 混凝土樁基沉渣
此類問題主要發(fā)生在施工過程中,在鉆孔灌注樁進(jìn)行混凝土灌注之前沒有進(jìn)行徹底的清洗,導(dǎo)致樁基本身的強(qiáng)度降低。混凝土樁基沉渣也有可能是沒有及時(shí)進(jìn)行灌注導(dǎo)致的,與施工的組織規(guī)劃有關(guān)。當(dāng)樁基礎(chǔ)底部為弱風(fēng)化圍巖時(shí),產(chǎn)生同向反射波,波速急劇下降,周期變長(zhǎng),主頻變低;當(dāng)樁基礎(chǔ)很短強(qiáng)度高時(shí),產(chǎn)生較強(qiáng)的同向反射波。
1.3 混凝土樁基離析
在橋梁樁基施工中,由于攪拌不均勻,成形之后的混凝土必然出現(xiàn)性能上的波動(dòng),如膠結(jié)不好,或者是樁孔內(nèi)存在大量的積水導(dǎo)致骨料受到?jīng)_刷,在樁基沉積,但砂漿浮在骨料之上,造成樁基離析的問題。此類樁基礎(chǔ)會(huì)出現(xiàn)波形小范圍的畸變,嚴(yán)重時(shí)波峰會(huì)消失,最后出現(xiàn)低頻合成波。
2.橋梁樁基礎(chǔ)無損檢測(cè)技術(shù)研究
2.1 人工激震動(dòng)測(cè)技術(shù)研究
通過人工激勵(lì)的方式產(chǎn)生地震波,地震波傳遞之后產(chǎn)生反射,接收器接受之后可以進(jìn)行分析。由于地震波傳播的介質(zhì)是非均勻性的,必然會(huì)產(chǎn)生反射,地震波在橋梁樁基中出現(xiàn)衰減,波能轉(zhuǎn)化為熱能。如果橋梁樁基存在缺陷,波速降低,傳播時(shí)間增加,地震波信號(hào)發(fā)生散射而衰減。根據(jù)傳播方向和波動(dòng)介質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的差異,可以將波形分為橫波與縱波,其他形式的波也能分解為橫波與縱波。橫波傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)垂直,質(zhì)點(diǎn)位置發(fā)生剪切應(yīng)變,但橫波只能在固體介質(zhì)中傳播??v波是指?jìng)鞑シ较蚝唾|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)相同的波,由于交變拉壓應(yīng)力的存在,出現(xiàn)伸縮變形,在氣體、液體和固體中都能傳播。
在采用人工激震動(dòng)測(cè)法檢測(cè)橋梁樁基時(shí),地震波遇到樁基缺陷產(chǎn)生反射波,反射波相關(guān)于缺陷樁基的阻抗。缺陷樁基界面阻抗不同時(shí),就會(huì)產(chǎn)生地震反射波,發(fā)射波與入射波振幅的比值即為反射系數(shù)。傳感器接收到波形的參數(shù)之后,如頻率、聲速、振幅等,對(duì)樁基的缺陷進(jìn)行分析,可以判別樁基的問題,離析樁、縮徑樁、斷樁等缺陷在人工激震動(dòng)測(cè)技術(shù)下,其波形的表現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)差異,通過這些差異來進(jìn)行鑒別。傳統(tǒng)的橋梁樁基檢測(cè),在樁頂安裝傳感器,并進(jìn)行激振,獲取數(shù)據(jù)之后判斷樁基的質(zhì)量,但是傳統(tǒng)的檢測(cè)方式會(huì)有諸多的干擾,需要檢測(cè)人員有較高的分辨能力。而人工激震動(dòng)測(cè)法能有效分離干擾波,利用兩點(diǎn)之間的缺陷時(shí)進(jìn)行波速計(jì)算,有效應(yīng)對(duì)深度缺陷的檢測(cè)。
2.2 聲波透射法
聲波透射法是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的一種無損檢測(cè)技術(shù),聲波在不同的介質(zhì)中波形具有差異,在缺陷樁基中傳播時(shí)可以體現(xiàn)出來。缺陷樁基的混凝土材料不均勻,產(chǎn)生不同聲阻抗聲學(xué)界面,聲波沿著不同的藍(lán)截面?zhèn)鞑ィp快,能量散射也比較嚴(yán)重。樁基混凝土中產(chǎn)生諸多的散射波和折射波,散射波與折射波相互疊加會(huì)有聲能散失,聲波在缺陷樁基中會(huì)繞著缺陷進(jìn)行傳播,傳播路線不是直線,聲時(shí)變大,聲速減小。聲波在遇到缺陷截面時(shí)發(fā)生多次的折射和反射,聲能出現(xiàn)衰減,頻率和波幅減小,整個(gè)波形發(fā)生畸變。在聲波透射檢測(cè)法中,需要在灌注之前預(yù)留孔道,并在預(yù)留的孔道中埋設(shè)聲波探測(cè)管,移動(dòng)探測(cè)儀和接收儀,移動(dòng)時(shí)注意方向和高度,逐步獲取樁基橫截面的數(shù)據(jù),由物理參數(shù)來判別樁基的完整性,聲波透射法對(duì)樁基的孔徑和長(zhǎng)度要求不大。聲波透射法的檢測(cè)中,如果實(shí)測(cè)聲速值低于混凝土聲速臨界值,可以判定樁基存在缺陷;所檢測(cè)測(cè)點(diǎn)聲速值很小,并且趨于收斂,判定時(shí)采用聲速低限值進(jìn)行,如果聲速值低于底限值,則判定為異常樁基。
2.3 低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法
低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法對(duì)于樁長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁徑的情況比較實(shí)用,用振動(dòng)儀對(duì)樁頂進(jìn)行激振,周圍土體和樁身會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),通過樁基本身的應(yīng)變計(jì)將樁基振動(dòng)的速度和加速度傳遞給接受裝置。低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、速度快、范圍廣而被廣泛應(yīng)用,如果橋梁樁基本身存在斷樁、縮徑、擴(kuò)徑等差異性界面,彈性波在傳播時(shí)產(chǎn)生反射,傳感器對(duì)聲波進(jìn)行處理,以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。通過研究樁土之間的動(dòng)態(tài)響應(yīng),達(dá)到判斷樁基的長(zhǎng)度及質(zhì)量問題。隨著技術(shù)的發(fā)展,低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)的精確性也越來越高,受到廣泛的重視。
2.4 高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法
高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法的成本低,其組成的部分包括傳感器、分析儀、激振設(shè)備和測(cè)量?jī)x等,主要用于檢測(cè)樁基的豎向承壓能力和樁基的完整性,在樁頂施加豎向載荷,然后收集樁基相關(guān)動(dòng)力系數(shù),主要是速度與力的時(shí)程曲線,進(jìn)行分析計(jì)算,從而判斷樁基的豎向承壓能力和質(zhì)量問題,高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法在高程摩擦型樁基和摩擦型樁基的檢測(cè)中比較常用。
3.橋梁樁基礎(chǔ)無破損檢測(cè)的技術(shù)要求
在進(jìn)行橋梁樁基礎(chǔ)無破損檢測(cè)時(shí),需要注意幾個(gè)方面的技術(shù)要求:其一,樁頭處理,處理樁頭,確保清理干凈,平面整潔、干燥,便于后續(xù)的檢測(cè);其二,樁基礎(chǔ)的強(qiáng)度要求,由于是無破損檢測(cè),在檢測(cè)中不能削弱樁基礎(chǔ)的性能,一般要求達(dá)到樁基礎(chǔ)齡期達(dá)到10天以上,能夠很好的保護(hù)樁基礎(chǔ);其三,傳感器的選擇與安裝,樁基礎(chǔ)的缺陷檢測(cè)需要保證精度,因而檢測(cè)設(shè)備的選擇和安裝至關(guān)重要,傳感器是核心設(shè)備,要求精度高、靈敏性好,安裝位置要根據(jù)樁徑的大小合理選擇,避免漏測(cè)的情況,此外,傳感器必須固定好,以免差生較大的誤差,影響樁基礎(chǔ)缺陷的分析;其四,所有的檢測(cè)儀器必須無故障運(yùn)行,同時(shí)儀器必須連接好,處于最佳的工作狀態(tài);其五,檢測(cè)后的設(shè)備保養(yǎng)維護(hù),橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較復(fù)雜,對(duì)儀器設(shè)備會(huì)有一定的影響,因而檢測(cè)后需要進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng),為下次的檢測(cè)打下良好的基礎(chǔ),同時(shí)也能避免成本上升的問題。
4.結(jié)語
橋梁樁基礎(chǔ)是橋梁建設(shè)中的重要部分,對(duì)于橋梁的性能有很明顯的影響,而橋梁是當(dāng)今交通基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵,影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行,因而研究橋梁樁基礎(chǔ)的質(zhì)量問題具有積極的意義。隨著技術(shù)的發(fā)展,追求缺陷無損檢測(cè),既能達(dá)到質(zhì)量控制的目的,又能節(jié)省成本,減少破壞作用,因而研究無破損檢測(cè)技術(shù)十分重要。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞] 橋梁;樁基;檢測(cè);技術(shù)
[中圖分類號(hào)] U443.15 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A
1 樁基工程及樁基檢測(cè)技術(shù)的分類研究
1.1 樁基工程分類
樁基工程根據(jù)其不同的應(yīng)用功能,受力情況和施工方法,有著不同的分類,對(duì)應(yīng)的樁基檢測(cè)方法也會(huì)有所不同。不同樁的樁身完整性的判別標(biāo)準(zhǔn)亦不同,一般按照樁身完整性類別不同可將其化為以下四類:一類樁樁身完整且能正常使用;二類樁樁身基本完整僅有輕度缺陷,仍可使用;三類樁樁身缺陷明顯影響樁身結(jié)構(gòu)承載力;四類樁樁身缺陷嚴(yán)重影響樁身結(jié)構(gòu)承載力。
1.2 樁基檢測(cè)技術(shù)分類
目前我國(guó)常使用的樁基檢測(cè)技術(shù)主要分為四大類,每類又分為兩種不同的檢測(cè)方法,一般來說,各類技術(shù)的選擇是以檢測(cè)目的和技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)為基本的評(píng)判依據(jù),而事實(shí)上每類技術(shù)都有其適用的范圍[1]。
2 常用樁基工程檢測(cè)技術(shù)的功能及優(yōu)缺點(diǎn)分析
根據(jù)以上筆者對(duì)樁基工程及樁基檢測(cè)技術(shù)的分類研究,下面我們就幾類常見的不同樁基檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)目的和功能,以及相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析。
直接檢測(cè)技術(shù)中的取樣試件試驗(yàn)可以反映灌注混凝土強(qiáng)度及灌注前混凝土性能,是混凝土灌注樁施工質(zhì)量驗(yàn)收主控項(xiàng)目,常用于檢測(cè)混凝土是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等級(jí)。
在輻射檢測(cè)技術(shù)中,常用超聲波透射法檢測(cè)灌注樁的樁身缺陷及其位置,以判定其樁身的完整性的類別,這種檢測(cè)方法過程比較細(xì)致,且不受樁徑樁長(zhǎng)的限制,但因要預(yù)埋聲測(cè)管,成本高,最終無法定量地判斷樁身缺陷。
動(dòng)力試樁技術(shù)主要有低應(yīng)變法和高應(yīng)變法。其中低應(yīng)變法測(cè)試簡(jiǎn)便、原理清晰、成本低、成果可靠,常用于檢測(cè)各類樁基樁身缺陷及其位置,以判定樁身完整性類別。但這種檢測(cè)方法也存在局限,如樁頭混凝土比較松軟時(shí),應(yīng)力波不能沿樁身往樁底傳播,將無法獲取樁底的反射信號(hào);當(dāng)樁身缺陷較多時(shí),會(huì)影響后續(xù)的缺陷反射信號(hào)測(cè)試;當(dāng)樁身存在擴(kuò)頸或縮頸等變化較緩慢的缺陷時(shí),將會(huì)使變化界面處的反射信號(hào)不太明顯,造成誤判或漏判;檢測(cè)效果還會(huì)受樁長(zhǎng)徑比的影響,如對(duì)深部的缺陷反應(yīng)不靈敏;該檢測(cè)方法還存在缺陷只定性而不能定量分析的不足。相對(duì)低應(yīng)變法而言,高應(yīng)變法所用設(shè)備較為笨重,效率低且費(fèi)用高,但其有效檢測(cè)深度和激勵(lì)能量較大,尤其是其在用于判定樁身水平整合型縫隙或預(yù)制樁接頭等缺陷時(shí),可有效查明是否影響到豎向抗壓承載力,因此這種方法常用于判定單樁豎向抗壓承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求,除此之外還可用于分析樁側(cè)和樁端阻力,但波形分析中的不確定性依然會(huì)導(dǎo)致其誤差偏大。
在靜力試樁技術(shù)中,可分為鉆芯法和靜載試驗(yàn)法。其中鉆芯法所取巖芯可制作成試件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),因此常用于檢測(cè)灌注樁樁長(zhǎng),樁身混凝土強(qiáng)度(只反映小部分的混凝土質(zhì)量),樁底沉渣厚度,還可以判斷樁身完整性類別,但也存在盲區(qū),且設(shè)備龐大,操作費(fèi)工費(fèi)時(shí),價(jià)格也較高昂。而靜荷載試驗(yàn)根據(jù)其受力因素的不同,可分為單樁豎向抗壓、抗拔和水平靜載試驗(yàn)。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)既可用于確定和判斷單樁豎向抗壓極限承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求,還可通過樁身內(nèi)力及變形測(cè)試來測(cè)定樁側(cè)、樁端阻力,同時(shí)還能驗(yàn)證高應(yīng)變法的單樁豎向抗壓承載力檢測(cè)的結(jié)果。單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)主要用于確定單樁豎向抗拔極限承載力,判定其是否滿足設(shè)計(jì)要求,以及測(cè)定樁的側(cè)摩阻力,但它也有與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)相同的局限之處;單樁水平靜載試驗(yàn)主要用于確定單樁水平臨界和極限承載力,推定土抗力參數(shù),判定水平承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求,測(cè)定樁身是否彎矩和撓曲[2]。但這種三種檢測(cè)方法都很費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)錢,且用數(shù)量較少的樁作靜載試驗(yàn)所得出的結(jié)果較為片面,難以代表全體樁基的質(zhì)量情況,都不適用于高承載力樁。
3 我國(guó)常見的幾類樁基檢測(cè)技術(shù)有效檢測(cè)和綜合使用
根據(jù)目前普遍使用的橋梁樁基檢測(cè)方法一般規(guī)定為聲波透射法、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法及鉆孔取芯法等普檢技術(shù),這些技術(shù)方法因各自的理論假設(shè)及各種因素影響,均存在一定的局限性,因此有必要充分和有效利用各種方法的優(yōu)點(diǎn)來解決工程上的實(shí)際問題。
3.1 各類樁基檢測(cè)技術(shù)的有效檢測(cè)方法
若樁基檢測(cè)在低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法所適用范圍內(nèi),盡量采用動(dòng)測(cè)法,動(dòng)測(cè)結(jié)果樁基施工存在沉渣及持力層不符合要求時(shí),可用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法對(duì)聲波透射法進(jìn)行校核;對(duì)于動(dòng)測(cè)法之外的地質(zhì)條件復(fù)雜、主墩樁或較重要部位的樁基,則可用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)。若動(dòng)測(cè)法受到地質(zhì)條件的影響,使得樁底持力層、沉渣等難以判斷,可采用鉆孔取芯法進(jìn)行校核,當(dāng)取芯時(shí),通過加固處理難以解決樁基存在的局部缺陷或持力層稍差現(xiàn)象時(shí),可采用高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法進(jìn)行承載力檢驗(yàn)。
3.2 各類樁基檢測(cè)技術(shù)的綜合應(yīng)用
采用一種方法對(duì)樁身質(zhì)量(完整性)做出正確判定時(shí),根據(jù)檢測(cè)目的,檢測(cè)方法的適用范圍,并綜合考慮各種因素如地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)、施工因素以及受檢樁類型等,同時(shí)選用多種方法進(jìn)行檢測(cè),實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[3]。如可聯(lián)合低應(yīng)變法和鉆孔取芯法處理大直徑灌注樁的完整性。
結(jié)語:橋梁樁基工程及檢測(cè)技術(shù)分類繁多,為了保證各類樁基工程用到合適的樁基檢測(cè)技術(shù),筆者建議應(yīng)綜合各類檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),研究出一套高效的綜合檢測(cè)技術(shù),以適用當(dāng)前形勢(shì)的需要。
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