時間:2023-05-30 09:58:19
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁樁基檢測,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:低應變檢測技術;樁基檢測;工作原理;運用情況
前 言
由于環境影響、土層性質差異以及施工工藝的局限,對于樁基這種高隱蔽性的工程而言,要想確保其質量達到標準是有一定困難的,施工過程中難免會出現離析、夾泥、縮頸、斷裂等缺陷,這些缺陷不同程度地影響了基樁的質量進而影響到上部結構物的安全,因此對橋梁樁基予以檢測是相當必要的。只有借助樁基檢測技術真正了解樁基工程的具體情況,才能使樁基工程真正達到相關的質量標準與安全標準。
1 樁基動力檢測技術的定義、分類及特點
樁基動力檢測技術是指采用鐵錘去重力擊打樁頂,借助傳感器去測量樁身的應力、應變,結合樁周土的具體情況并經過分析、擬合去了解基樁的施工質量及承載力的一種檢測手段。樁基動力檢測技術通常分為兩類,一類為高應變檢測技術,另一類為低應變檢測技術。其中高應變檢測技術是指擊打在樁頂上的作用力相對較大,導致所獲得的打擊作用力和原本方案設計中的預估極限值相差不大;一般而言,高應變檢測技術比較常用的幾種分析方法有動力打樁公式法、凱斯法、曲線擬合法等,其主要功能在于測試樁基的承載力。低應變檢測技術是指擊打在樁頂上的作用力非常小,應力波僅在樁身內傳遞,不會導致樁周土松動。一般情況下,低應變檢測技術相當常用的幾種方法為應力波反射法、動力參數法以及水電效應法等,其主要功能在于測試樁基的完整性。由于樁基檢測技術具備著成本低廉、速度快、輕巧簡便且普及率廣的特點,使得其在橋梁工程領域中得到了廣泛使用。
2 低應變檢測技術
在樁基檢測技術的定義與分類中,我們了解到低應變檢測技術包含幾種常用的檢測方法,但最為常用的便是應力波反射法,本文筆者簡要介紹有關低應變反射波法的相關內容,具體如下:
2.1 低應變反射波法的工作原理
應力反射波法就是借助應力波在樁身中的具體傳播與反射情況對樁基予以檢測的一種檢測手段,其具體工作原理是:因為樁基和樁身四周的土之間存在著不同的波阻抗差,一旦樁頂遭遇瞬間施力,其所激發的多數應力波都會在樁基內進行傳播,傳播至樁頂以下1至2倍樁徑外可視為平面波,如果樁基中具備波阻抗差,那么這些應力波便會分成兩類,一種為反射波,另一種為透射波,此時,透射波接著往下傳播直至樁底返回,而反射波則會逆向傳播至樁頂,安裝在樁頂的傳感器接受到信息,針對這些信息,結合相關施工資料與檢測經驗可判明該樁基是否達到了質量與安全標準。
2.2 低應變檢測的準備工作
(1)對樁基工程的所有資料進行收集,比如該工程什么時候開工的;其工藝如何;混凝土強度怎么樣;樁身有多長等等,進行樁基檢測前必須對樁基的具體情況作充分的了解,盡可能打有準備之戰,以防誤判。
(2)實地檢查樁基工程的具體情況,了解具體的施工工藝,現場應對樁頭作全盤觀察,看是否存在泥濘情況,并作簡單擊打,看看其潮濕度如何,是否清理到了堅硬的混凝土,了解樁頭的疏松度怎么樣,如果樁頭有泥濘情況或浮漿未清除徹底情況出現,必須對其予以清理,確保樁頭清潔平整且完好。
(3)借助砂輪對樁基進行打磨,一般在普通的樁基檢測中必須打磨的光面為3~4個,且這些光面的直徑最好處于8~10cm左右,而且還需對那些露頭的鋼筋作簡單處理,令其往外側傾倒,如果鋼筋外露較長的,尤其是已經綁扎好鋼筋籠的,為防止錘擊時鋼筋產生次生震蕩,可在鋼筋根部包裹土團或者砂團。之后,在光面上設置傳感器,確保安裝位置能真正檢測到全部的反射波信號。
(4)檢測時間的安排盡量是樁身已達到28d齡期,只有在相近齡期情況下檢測到的數據才可以用于分析樁基工程的整體質量情況與安全水平,如果齡期相差較大,尤其有短齡期檢測的情況,其檢測結果不具備整體分析比較的條件,在筆者實際檢測工作中不到齡期檢測的情況是常遇的,這就需要結合地區檢測的經驗來分析判斷。
2.3 數據收集
2.3.1 如何挑選震源與傳感器
要想借助反射波手段,一定得具備震源,如果擊打方式不同,主要是錘質的不同,其所生成的作用曲線也會存在差異,可見,要想檢測到真正有用的反射信號,必須挑選最適宜的震源。通常情形下,橋梁樁基一般為長樁,其擊震源最好具備相當寬的脈沖,在實際工作中筆者基本采用的是尼龍質的錘頭,效果良好。
2.3.2 如何挑選傳感器
對于樁基檢測技術而言,傳感器是收集信號最為核心的設備,因此我們不僅需選用質地較好的傳感器,而且還需在設置時,使其和樁體緊密連接,以確保傳感器能夠接收到最為正確的波形曲線,便于數據分析。現在的低應變檢測基本都是采用加速度傳感器,筆者實際工作對于傳感器的安裝通常都采用橡皮泥,效果優于黃油。
2.3.3 使用力棒(錘)時需掌握好力度與角度
在樁基低應變檢測中使用力棒(錘)時必須對擊打力度與角度予以全盤把握,盡可能使擊打力不會對反射波曲線形成影響,我們要求錘擊角度必須垂直,擊打力度可根據樁長情況適度調整,每次錘擊后必須迅速提錘,不能將錘壓在樁頭,一般情況下,應當提前對掄錘人員作相關的培訓指導。
3 數據處理
3.1 完整樁
當前,低應變反射波法還具備著一定的局限,還存在不少因素對轉、挖孔樁的缺陷反射情況形成一定的負面影響。通常完整樁基應當具備三方面因素,即:具備正常的波速、存在明確的樁底反射信號及波形曲線無缺陷信號。
3.2 考慮鋼護筒對曲線所形成的影響
橋梁樁基與建筑樁基的最大區別是施工的場地條件不一樣,橋梁樁基相當部分在水上施工,一般鋼護筒均沉的較深,少部分工地鋼護筒直徑大于樁徑,成樁后形成大頭樁,如此一來,便形成樁縮頸的情形,而反射波對于這一情況會當作缺陷反應在樁基檢測曲線中,因此,對于傳感器所收集的數據進行分析處理時,需特別注意,必須排除這一情況,以免誤判。
3.3 考慮鋼筋籠對曲線所形成的影響
如果樁身并非全部采用鋼筋籠,由于具備鋼筋籠的位置與不具備鋼筋籠的位置會形成不同的波阻抗差,那么其所形成的反射波曲線也會出現差異,一般情況下,由于具備鋼筋籠的位置所含有的鋼量大,因此其比不具備鋼筋籠的位置更易反應出其具體缺陷情況。
4 依據處理數據分析樁基具體情況
(1)分析整個樁基的完整度,依據施工工藝與地層情況對樁基的大致情況進行初步判斷;
(2)借助定量分析軟件去分析并判斷樁基是否存在缺陷,如果僅僅依靠肉眼觀察,其所獲數據與實際情況會相差非常大;
(3)對整個橋梁樁基工程中的所有檢測到的曲線予以分析,總結出該工地樁身所存在的相同點與差異處,根據分析所有樁身的具體情況去判斷整個樁基工程的具體情況。
5 低應變檢測技術存在的問題
低應變檢測技術在實際的檢測分析中仍舊需要借助檢測人員的實踐經驗,對于深長樁的底部缺陷的檢測力所不能及,一般檢測長度不宜超過30m,同時樁身四周的土層情況對于反射波曲線也存在著一定的影響,因此在樁基工程中使用低應變檢測技術仍舊存在著一定的局限性。
6 結束語
綜上所述,對于樁基工程的檢測技術而言,盡管低應變檢測技術是一種使用范圍相對較廣的技術,方便快捷,成本較低,給橋梁工程領域帶來了極大的便利,但同時它在實際工作中仍舊存在著一定的不足之處,要求我們不斷對其進行總結改進,并進一步結合鉆芯取樣等手段使低應變檢測更為有效。
關鍵詞:橋梁樁基分類檢測
中圖分類號:TV551.4文獻標識碼: A
一、引 言
近年來,我國經濟飛速發展,大規模基礎設施建設方興未艾,其中公路工程的質量顯得尤為重要。橋梁工程是公路工程中的重要項目,投資規模巨大,施工技術要求高。樁基是結構物的主要承重部分,承受著由橋跨結構傳給墩臺的巨大負荷,其質量的優劣直接決定了橋梁的安全性和使用壽命。橋梁樁基工程屬于隱蔽工程,要想控制好其質量,先進的檢測技術是前提。本文簡述了我國橋梁樁基的質量分類,總結了橋梁樁基常用的檢測方法,并探討了這些方法各自的優缺點和適用范圍。
二、橋梁樁基分類(按質量優劣)
一般地,按質量優劣分為四類:
1、完整樁:動測波形呈規則衰減,波速值也正常,達到設計樁長,樁身完好,混凝土強度達到設計標號。一般情況下,單純擴徑的樁也列入此類。2、基本完整樁:動測波形呈現小畸變,樁底反射清晰。樁身有小缺陷,如輕度縮徑、局部輕度離析等,推測對單樁承載力及橫向剪切力沒有太大影響,樁身混凝土波速正常,可達到混凝土設計標號。3、缺陷樁:動測波形出現較明顯的不規則反射,對應樁身缺陷如裂紋、離析、縮徑、夾泥等:樁身混凝土波速偏低從而達不到設計標號,對單樁承載力有一定的影響,該類樁一般要求設計單位復核單樁承載力后提出是否處理意見。4、嚴重缺陷樁:動測波形嚴重畸變,對應樁身缺陷如裂縫、嚴重離析、夾泥、嚴重縮徑、斷樁等。該類樁一般不能使用,需進行工程處理。三、橋梁樁基檢測方法
一般地,橋梁樁基常用檢測方法有如下幾種:
1、靜載試驗法
這是目前公認的檢測基樁豎向抗壓承載力最直接、最可靠的試驗方法。但在工程實踐中發現,基準樁的問題有時會被檢測人員所忽視,容易出現基準樁打入深度不足,試驗過程產生位移的問題。
2、鉆芯法
這種方法具有科學、直觀、實用等特點,在檢測混凝土灌注樁方面應用較廣。一次完整、成功的鉆芯檢測,可以得到樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度和樁身完整性的情況,并判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀,但是抽芯技術對檢測判斷的影響很大。某工程先用XY-1型工程鉆機,采用硬質合金單管鉆具,用低壓慢速小泵量及干鉆相結合的鉆進方法,結果采芯率不到70%,芯樣完整性極差,大多呈碎塊;后來改用SCZ-1型液壓鉆機,采用金剛石單動雙管鉆具,采芯率達99%,芯樣呈較完整的圓柱狀。所以,《技術規范》對鉆機和鉆頭作了相應的規定,就是為了避免抽芯驗樁的誤判。
3、反射波法(瞬態時域分析法)
在國內,絕大多數的檢測機構采用反射波法檢測樁身完整性,主要原因是其儀器輕便、現場檢測快捷,同時將激勵方式、頻域分析方法等作為測試、輔助分析手段融合進去。當然,低應變法檢測時,不論缺陷的類型如何,其綜合表現均為樁的阻抗變小,而對缺陷的性質難以區分,這是其最大的局限性。
圖1反射波法
表1 樁身結構完整性評判分類表
類別 樁身結構完整性定義 波形特征
Ⅰ 樁身結構完整。 無缺陷反射波、或有擴頸反射波,有明確(正常)的樁底反射信號,波速正常。
Ⅱ 樁身存在輕微缺陷,但樁身結構完整性基本不影響樁的正常使用。 缺陷反射波幅值小,有明確(正常)的樁底反射信號,波速正常。
Ⅲ 樁身存在明顯缺陷,應采用其它方法進一步抽檢確定其可用性。 缺陷反射波幅值較大、樁底反射不明顯。
嵌巖樁樁反射波與入射波相位相同。
波速不正常。
Ⅳ 樁身存在嚴重缺陷或斷樁。 缺陷反射波幅值大。
周期性缺陷反射波。
4、高應變法
高應變法的主要功能是判定樁豎向抗壓承載力是否滿足設計要求。在判定樁身水平整合型縫隙、預制樁接頭等缺陷時,能夠在查明這些“缺陷“是否影響豎向抗壓承載力的基礎上,合理判定缺陷程度,可作為低應變法的補充驗證手段。在某些地區,利用高應變法增加承載力和完整性的抽查頻率,已成為一種普遍做法。
5、聲波透射法
與其他完整性檢測方法相比,聲波透射法能夠進行全面、細致的檢測,且基本上無其他限制條件。但由于存在漫射、透射、反射,對檢測結果會造成影響。
圖2聲波透射法
6、低應變動測法
低應變動測法是使用小錘敲擊樁頂,通過粘接在樁頂的傳感器接收來自樁中的應力波信號,采用應力波理論來研究樁土體系的動態響應,反演分析實測速度信號、頻率信號,從而獲得樁的完整性。該方法檢測簡便,且檢測速度較快,但如何獲取好的波形,如何較好地分析樁身完整性是檢測工作的關鍵。
測試過程是獲取好信號的關鍵,測試中應注意:①測試點的選擇。測試點數依樁徑不同、測試信號情況不同而有所不同,一般要求樁徑在120cm以上,測試3~4 點。②錘擊點的選擇。錘擊點宜選擇距傳感器 20~30 cm 處不必考慮樁徑大小。③傳感器安裝。傳感器根據所選測試點位置安裝,注意選擇好粘貼方式,一般有石蠟、黃油、橡皮泥在保證樁頭干燥,沒積水的情況下。④盡量多采集信號。一根樁不少于10 錘,在不同點,不同激振情況下,觀測波形的一致性,以保證波形真實且不漏測。
圖3低應變動測法
7、超聲脈沖法
超聲脈沖檢測法是檢測混凝土灌注樁連續性、完整性、均勻性以及混凝土強度等級有效方法。它能準確地檢測出樁內混凝土中因灌注質量問題造成的夾層、斷樁、孔洞、蜂窩、離析等內部缺陷,并能測出混凝土均勻性及強度等級等性能指標,其具有準確、直觀、迅速、簡便、費用較低等優點,是我國灌注樁質量檢測的重要手段之一。
圖4超聲脈沖法
四、結束語
當前,橋梁樁基檢測技術的研究和發展正方興未艾,欲提高樁基檢測的質量與效益, 一方面要不斷改善已有儀器的硬件性能和質量,并努力開發出新的儀器;另一方面也要加強對樁基檢測技術理論的研究工作,以尋求更精確的物理模型。
【關鍵詞】橋梁;樁基;檢測方案
一、樁基情況
工程范圍內橋梁樁基:橋梁樁基設計均為嵌巖樁,要求樁基嵌入中風化巖層不小于3倍樁徑,樁基灌注混凝土前,樁底沉渣厚度不能大于5cm,全部采用水下C30砼灌注施工。抗滑樁樁底嵌入路基面下完整巖內,樁底用水泥砂漿鋪底,厚100mm,樁身采用C25混凝土澆注。鑒于設計要求,結合本項目地質施工特點,決定采用低應變反射波法(小應變)、超聲波檢測和鉆孔抽芯檢測三種方法評定樁基質量。
二、檢測準備工作
基樁無破損檢測在成樁14天以后或混凝土強度至少達到設計強度的70%且不小于15MPa后檢測,抽芯檢測則需在混凝土齡期達到28天或預留的同條件養護試件強度達到設計要求,每批待檢樁檢測前將進行檢測的準備:
小應變檢測前,需提前鑿除至設計樁頂標高,打磨好樁頭,并保證樁頭干凈、無積水。
超聲波檢測則在檢測前,用20cm長的Φ32鋼筋綁在測繩上,保證牢固,對檢測管進行探孔,檢測是否堵管。如果堵管將采取措施疏通,同時保證檢測管內灌滿清水。
鉆孔抽芯檢測則在檢測前搭設鉆機施工平臺以及通水通電。
三、檢測法及目的
1.低應變反射波法(小應變)。低應變動測法是使用小錘敲擊樁頂,通過粘接在樁頂的傳感器接收來自樁中的應力波信號,采用應力波理論來研究樁土體系的動態響應,反演分析實測速度信號,頻率信號,從而獲得樁的完整性。目的是檢測樁身缺陷及其位置,判定樁身完整性類別。
2.超聲波檢測法。超聲波檢測法是最早采用的樁基完整性無損檢測法,其方法是在灌注砼之前,在樁內預埋若干根聲測管,作為超聲脈沖發射與接收探頭的通道,用超聲探測儀沿樁的縱軸方向逐點測量超聲脈沖穿過各橫截面時的聲波參數,然后對這些測值采用各種特定的數值判定或形象判斷,進行處理后,給出樁內砼缺陷類型、大小和位置,給出砼均勻性指標和強度等級。目的是檢測已預埋聲測管的混凝土灌注樁樁身缺陷性質、位置及范圍,評定基樁混凝土質量等級。
3.鉆孔抽芯法。鉆孔抽芯法主要是采用鉆孔機(一般帶φ10mm內徑鉆頭) 對樁基進行抽芯取樣,根據取出芯樣,可對樁基的長度、砼強度、局部缺陷情況、樁底沉渣厚度、持力層情況等做一清楚判斷,但鉆孔取芯有一孔之見的局限,只能對局小部范圍進行判斷,故在樁基等級評定時,仍以無損檢測為主。目的是檢測灌注樁樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度,判定或鑒別樁端巖土性狀,評定基樁混凝土質量等級;該法主要針對樁基存在較大的缺陷或經檢測對強度有懷疑的情況下采用。
四、檢測頻率
橋梁樁基采用超聲檢測+鉆孔抽芯檢測,抗滑樁采用低應變反射波法(小應變)+鉆孔抽芯檢測。
橋梁樁基是結構物的主要承重部分,其質量直接關系到結構物使用的安全性及長久性。同時樁基又是隱蔽工程,其質量檢測、評價又是工程建設各方所關注的,根據《公路橋涵施工技術規范》及《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2004)的要求,對樁基采用無破損法檢測樁的質量,并選取一定比例的樁基進行鉆孔取芯檢查。按設計要求,橋梁樁基采用超聲波檢測,頻率為100%。抗滑樁采用低應變反射波法(小應變)檢測,頻率為100%,共10根。根據業主要求及結合本項目的實際情況,樁基進行無損檢測后,大橋、中橋鉆孔取芯頻率為每座橋樁基總數的3%,且每座橋不少于2根,抗滑樁鉆芯頻率為樁總數3%且不少于2根。
五、檢測方法的規定
1.小應變檢測。初定小應變檢測的樁截面為200cm×300cm,對于樁徑大于100cm的樁基需打磨4個點(直徑約為10cm),中心一個旁邊對稱三個。打磨點距鋼筋籠主筋不小于5mm,被測樁頭應鑿至設計標高,露出密實混凝土面。
2.超聲波檢測。樁基樁徑有Φ1.2m、Φ1.3m、Φ1.5m、Φ1.6m、Φ1.8m、Φ2.0m六種,對于樁徑大于100cm而小于180cm的樁基稱呈等邊三角形埋置3根管;檢測剖面為3個剖面。對于樁徑大于等于180cm時的樁基呈正方形埋置4根管,對稱布設并確保穩定牢固,檢測剖面為6個剖面。超聲波檢測的樁基,檢測管應在加工鋼筋籠時,綁扎或者焊接在鋼筋籠加強筋內側,確保牢固,順直,且相互平行,定位準確。檢測管須埋設至樁底,管口宜高出樁頂面30cm以上,管口高度宜一致。檢測管采用外徑φ57×3.0毫米鋼管,采用套管連接,并保證接頭密封。下端采用鋼板封底焊接,不得漏水。并且在安裝聲測管同時管內灌滿水,聲測管安裝完成,用測繩探測每根聲測管長度并作記錄,上口用塞子塞住,防止砂漿,雜物堵塞管道。
3.鉆孔抽芯檢測。當樁徑1.2m~1.6m的樁鉆2個孔,當樁徑大于1.6m的樁鉆3個孔,開孔位置宜在距樁中心0.15~0.25D內均勻對稱布置。鉆芯鉆入樁底巖土深度不應小于1米。
六、問題樁的處理方案
對缺陷樁的處理,必須根據樁的受力特性,各土層的地質情況、嵌巖深度和巖性、缺陷位置和嚴重程度等多方面因素,由業主、設計、檢測、監理、施工等多家單位組成專家組來進行確定。
1.鑿除法。適用范圍:適用于處理樁的中上部缺陷,尤其適用于處理地下水位較低或無地下水的挖孔樁。
(1)全斷面鑿除。全斷面鑿除缺陷以上混凝土,套小鋼筋籠上下搭接,混凝土澆注的辦法進行處理;(2)局部鑿除法。在樁缺陷側人工挖孔至缺陷處,鑿除離析砼,在旁樁處設一鋼筋籠,并用鋼筋與原樁缺陷處鋼筋籠橫向搭接,澆注片石砼處理。
2.注漿法。適用范圍:適用于處理樁的下部嚴重缺陷(嚴重離析或夾泥),對樁的中上部和端承樁處理須慎重。
注漿時利用鉆孔取芯形成的五個取芯孔進行壓漿,壓漿前分別對每個孔進行注水清孔,反復清孔數次,直到每管中冒出清水為止,注漿壓力不小于0.25Mpa,流量15—20L/min,漿液采用水泥及水玻璃等摻和劑,水灰比為0.5—0.6。
七、檢測報告
完成現場檢測24小時后,檢測公司出一份中間報告,通知施工單位是否可進行下道路工序施工。如有缺陷樁(Ⅲ、Ⅳ類樁),需立即鉆孔取芯,確定缺陷類型、大小和位置。一個星期后正式檢測報告以郵寄的方式寄到委托單,由委托單位報到驗監理處。
八、結語
隨著公路技術等級的提高,各級公路管理部門和施工單位已對加強質量檢測與施下質量控制和驗收工作予以了高度重視,有效地推動了公路工程檢測技術的發展。一方面,新的檢測儀器和方法的研究開發不斷深入,并得到了廣泛的應用;另一方面,試驗檢測技術人員培養和培訓工作不斷加強,一個素質較高的專業化的試驗檢測隊伍正在形成,公路工程試驗檢測體系不斷得到完善。
參考文獻
關鍵詞:超聲透射法 低應變法 樁基完整性
1.前言
由于樁基具有能減小基礎的不均勻沉降、抗震性能好、承載力高的優點,在公路交通建設中得到廣泛的應用。目前橋梁工程中最常用的樁基是混凝土鉆(沖)孔灌注樁。樁基屬于地下的隱蔽工程,在實際施工過程中難免會出現局部夾泥、離析、沉渣、縮頸甚至斷樁等缺陷,而樁基質量對整個工程具有決定性的影響,因此公路工程的樁基要求進行100%的完整性檢測。
目前我國樁基檢測的方法有很多種,在公路橋梁工程中應用比較廣泛的是動測法,包括超聲透射法和低應變法。
2.超聲透射法
超聲透射法檢測具有以下一些優點:檢測范圍可以覆蓋全樁長的各個截面,信息豐富,結果準確可靠,現場操作簡便、迅速,不受樁長、樁徑的限制,聲測管埋到的部位都可以檢測,樁頂露出地面即可檢測,方便施工,因此在公路樁基工程中得到廣泛的認可。
2.1檢測參數
1)聲速。混凝土超聲波檢測的一個主要參數,與混凝土的性質以及級配有關。混凝土彈性模量越高、密度越大,聲速越高。
2)波幅。通常指接收到的首波,直接反映了接收到聲波的強弱,即超聲波在混凝土中衰減的程度,與混凝的粘塑性有關。反映了混凝土的強度,對于有缺陷的混凝土,波幅的衰減十分明顯。
3)頻率。超聲檢查中,電脈沖激發出的聲脈沖信號是復頻超聲波,在混凝土中的傳播,使其中的高頻成分首先衰減,下降程度主要取決于混凝土的質量以及內部是否存在缺陷。
4)波形。超聲波在傳播的過程中遇到混凝土內部存在缺陷時,會產生繞射、反射和傳播路徑的變化,反射波、繞射波等相繼到達接收換能器,相互疊加,使接收到的波形發生畸變。因此根據接收到的波形也可以對混凝土內部質量及缺陷進行判斷。
2.2超聲透射法在應用中可能出現的問題.
樁長較長時聲測管容易出現變形、甚至堵管的情況。波速c的計算公式為c=L/t,式中L為收、發換能器之間的距離,t為超聲波的傳播時間。由于聲測管的變形或者偏斜,導致波速的變化較大。
聲測管是由多個節段連接起來的,接頭處會有截面的突變,當采用對測法檢測時,檢測處有接頭,那么很有可能造成誤判。接頭的影響范圍一般是20cm,數據點的采集一般間隔為20-25cm,因此接頭對信號的影響一般表現為一個數據點的突變。此時可采用斜側或扇形測法進行復測以排除接頭部位的影響。
3.低應變法
低應變法是在樁頭施加一沖力荷載,激發一應力波向下傳播,然后利用加速度(加速度)傳感器接收由樁身缺陷或者樁底產生的反射信號,再根據對反射波時程曲線通過波動時域或者頻域理論進行分析,從而作出對樁身完整性的判定和評價。
低應變法具有原理簡單、快速無損、資料判讀直觀、準確度高等特點。但是在實際工程應用中存在許多問題。
a)高頻干擾問題。激勵脈沖在樁頂產生的剪切波和瑞利波主要沿水平方向傳播,并且衰減較慢,由樁周邊反射回來,對所測波形造成干擾。為了減少高頻干擾的影響,傳感器應安裝在樁頂2R/3處。此外,可用濾波器對所測波形進行過濾以獲得較真實的波形。
b)當樁身缺陷是沿過渡性變化,沒有明顯突變截面,或者樁身缺陷方向是斜向或者縱向時,缺陷信息很難從動測曲線上反映出來。對于存在多處缺陷時由于波的相互干擾,對判斷造成很大影響。
c)當樁底土層與樁身的強度耦合時,幾乎看不到樁底反射。故對于樁底沉渣,低應變法無法檢測。當為嵌巖樁時,嵌巖處阻抗增大,會出現一個反向波,對于嵌巖以下的樁身無法進行檢測。
4.實例分析
圖1.超聲透射法檢測曲線
圖2.低應變法檢測曲線
該樁樁長30m,樁徑1.2m。低應變檢測曲線如圖2所示,樁身無缺陷反射,但是樁底反射不明顯。超聲透射法檢測曲線如圖1所示,樁身沒有缺陷反射,AB測點間樁底波速曲線有減小的趨勢,AC測點間樁底波速曲線有增大的趨勢,判斷為聲測管的偏移。通過對兩種檢測方法所得檢測曲線的綜合分析,該樁完整性較好,評定為Ⅰ類樁。通過鉆芯法取樣驗證,該樁從樁頂到樁底骨料分布均勻,膠結好,與動測法評定結果一致。
5.結語
超聲透射法不受樁長、樁徑的限制,聲測管埋到的部位都可以檢測,但是聲測管容易出現變形以及偏斜等問題。低應變法不用預埋聲測管,具有效率高、成本低、儀器輕等特點,但是對于樁長較大時、存在多處缺陷以及沿縱向過度變化的缺陷等,檢測效果不佳。因此,兩種方法各有其特點,也各有局限。在實際的工程中,可以同時采用兩種方法進行樁身的完整性檢測,以確保檢測結果的準確度和可靠度。
參考文獻:
[1]JTG/T F81-01-2004.公路工程基樁動測檢測技術規程[S].
[2]JGJ 106-2003.建筑基樁檢測技術規范[S].
【關鍵詞】超聲波法在橋梁樁基檢測中的原理;檢測方法;數據處理分析;注意事項
Abstract: With the development of bridge construction,bridge pile detection has been widely appreciated, one of the ultrasonic testing method is commonly used detection methods, we should grasp the basic principles of bridge pile testing, correct use of ultrasonic detection methods, based on data analysis and processing, and pay attention to some problems, so that the application of ultrasonic method is more accurate.
Key words: ultrasonic bridge pile testing principles;detection methods; data processing and analysis; note
中圖分類號:K928.78文獻標識碼:A 文章編號:
1. 前言
隨著社會主義市場經濟的發展,我國的公路橋梁建設也得到了飛速的發展,現在越來越多的橋梁采用樁基這種形式,樁基是橋梁的主要承重結構,樁基一般具有良好的抗震性能和承載能力而廣泛的在橋梁中得到應用。樁基可以將上部結構中的荷載穿過軟弱地層傳遞到堅硬的土層或者巖層,大大增加了橋梁的穩固性,減少了地基的沉降。樁基的質量直接關系到橋梁的穩固性和實用性,甚至還關系到美觀性等。所以,我們要做好樁基的檢測,嚴格的對樁基的質量進行把關,其中的超聲波法就是一個廣泛應用的無損測驗技術。我們要深刻的了解超聲波技術的應用原理,了解其檢測的方法,還要做好檢測數據的分析和處理。
2. 超聲波技術的基本原理
2.1超聲波技術的基本原理
超聲波法根據超聲波的傳播途徑和接受方式主要分為兩種,一種是透射法,第二是回波法,回波法在金屬的探測等方面有著廣泛的應用,但是混凝土多是非均勻的,回波法容易受到障礙和影響,在目前的橋梁樁基的檢測中,大部分用的是透射法。
超聲波透射法檢測橋梁樁基的基本原理是在橋梁樁內預埋若干的檢測管作為檢測的通道,將發射與接受探頭放在聲測管中間,并在管內用清水充滿作為耦合劑。然后將儀器中的脈沖信號發生器發出的電脈沖加在發射換能器的壓電體上面,然后轉變為超聲波脈沖,這樣的超聲波脈沖可以穿過需要檢測的樁基上,再由接收器所接受,最后變為電信號。檢測人員根據儀器中的測量系統測出超聲脈沖穿過混凝土所需的時間、接受波幅值、脈沖主頻率、波形及頻譜等參數。【1】檢測人員根據數據處理系統按照接受信號的各種參數來進行綜合的判斷和分析,這樣可以對樁基混凝土內部的各種不足的性質、位置和大小做出判斷,這樣給出樁基混凝土的強度和均勻度等級評價的指標。
2.2超聲波聲參量與樁身混凝土質量的關系
超聲波是一種脈沖波,在混凝土中主要以縱波形式傳播。【2】我們還要認識到當超聲波在混凝土中進行傳播時,波的強度會發生散射、吸收以及擴散的衰減。會將波的強度減弱。同時樁身混凝土的強度以及聲波的參量都是密切相關的,可以利用超聲波在混凝土中傳播時參數的變化來分析和判斷樁身混凝土的質量。
3. 超聲波技術的檢測方法
超聲波投射的檢測方法按照發射和接收換能器相對高程的不同可以分為三種,扇形掃測法、斜測法以及平測法等,現在廣泛應用的是斜測法以及平測法。
平測法,是指在同一高度運用發射和接收換能器進行測試。平測法可以檢測出樁基垂直方向的缺陷,并能找出缺陷的位置、大小以及性質,平測法也有一定的缺陷就是,不能夠檢測出水平方向的缺陷位置、大小以及性質。斜測法是作為評測法補充的,能夠彌補評測不能在水平位置進行缺陷位置、大小以及性質的檢測,斜測法在應用過程中保持發射和接受換能器的相對高度不變,需要對同一個截面進行兩次獨立的測試,而且換能器之間的高度差越大,對于在水平方向的缺陷位置檢測也就越準確,其中不可忽視的是,隨著換能器高度差的增大,接受換能器接受到的信號會變弱,這樣也會影響到檢測的準確度,所以說,在實際應用中,一定要把握好發射換能器和接受換能器之間的高度差,以便更好的做出判斷。
4. 檢測數據的分析和處理
4.1現場檢測
超聲波在運用透射法進行樁身的檢測時,需要運用到聲測管,聲測管埋藏的數量直接決定了需要檢測截面的個數,還決定了檢測的精確度。聲測管的埋藏數量越多,超聲波對于樁身混凝土的檢測范圍就會越大,這樣檢測截面的范圍就會很大,聲波對樁身混凝土的有效檢測范圍就會變大、更加的細致,同時也需要消耗更多的物力和人力,并且增加了成本;但是如果減少聲測管就會大大降低超聲波對樁身的檢測范圍,更加降低了檢測的準確度以及可靠性。因此,一定要把握好聲測管的數量,聲測管的數量和布置都是由樁身的直徑決定的。
4.2數據的處理
樁身的缺陷主要根據波幅臨界值、聲速臨界值以及PSD判據三個方面的綜合來進行判定。根據斜率法可以來判斷混凝土的缺陷。同時還要結合波幅和聲速進行判斷,并要根據聲速的深度曲線以及波幅深度的曲線和相關的臨界線進行判斷,如果聲波或者波幅都低于臨界線的測點都是異常的。并且當測點的參數異常的時候,就會成為缺陷的可能,我們可以根據可以測點的分布、數值的大小,來進行樁基缺陷范圍的判斷和分析。
5. 超聲波法在橋梁樁基檢測中應用的注意事項
在實際的應用中,由于橋梁建設各種各樣的特殊性和復雜性,超聲波透射法在實際的應用中可能會出現與理論不一樣的方面,會有一些影響因素需要我們注意。
5.1地質含水量
如果樁身在澆筑過程中產生了空洞且空洞位置在地下水位之下時,地下水便會進行孔洞。【3】因為,在運用超聲波進行檢測時,超聲波穿射中會穿射地下水,這樣會大大影響到樁基缺陷檢測的準確率
5.2聲測管的布局
在運用超聲波進行樁基檢測時,聲測管的布局主要包括三種方式:對于樁身的直徑小于一米時,聲測管的布局可以在樁身內采用橢圓形即兩端安裝的布局,這樣可以檢測出樁基的缺陷;對于樁身的直徑等于或者大于一米時,在樁基內,聲測管的分布可以采用三角形分布,有三個端點,這樣檢測的準確率會大大提高;當一些樁基的直徑過大時,樁身內聲測管的分布要采用四邊形的分布,要有四個端點,這樣覆蓋率更大,更有利于信號的接收,提高檢測率。因此,對待不同的樁基類型要有不同的聲測管布局,這樣才能做到節省投入和提高準確率的統一。
5.3聲測管的安裝
聲測管的安裝首先要確保各式聲測管的平行安裝,以防止在檢測過程中出現一些不必要的問題,這些問題很多都是由于聲測管的不平行安裝導致的,出現的問題一般包括檢測的聲時值、均方差、離散系數、平均聲速等統計值產生偏離。【4】另外,在聲測管安裝過程中,還可能會因為施工中的泥漿比重大,有些聲測管被厚重的泥漿包裹,這都會導致超聲波的信號偏低,出現誤判。因此,一定要注意聲測管的安裝,以免導致失誤的出現。
5.4樁基的期齡
對超聲波檢測時的信號以及波形影響較大的還有樁基的期齡,按照理論上的要求,樁基的期齡必須達到十四天再進行檢測,及時做到時間緊迫,不能達到十四天,最低也要有一周的時間,如果不按照這個規范操作的話,時間過短,這會影響到超聲波檢測時的信號以及波形,會導致信號過弱,波形衰減,影響檢測結果。
6. 結語
超聲波的檢測方法可以較好的反應樁身的缺陷,準確率較高,而且操作較為簡單,這都讓超聲波檢測法廣泛的在橋梁樁基的檢測中得到應用。我們在進行超聲波檢測時一定要掌握其工作原理,正確運用超聲波檢測技術的方法,在此基礎上對數據進行分析和處理。但是不可忽視的是在超聲波檢測方法的運用時還要考慮一些注意事項,提高超聲波檢測的準確率。
【參考文獻】
[1]賴慶球.超聲波法在橋梁樁基檢測中的應用[J].山西建筑,2008,(13):328—329.
[2]梁勁毅,溫永欽.超聲波法在橋梁樁基檢測中的應用[J].山西建筑,2010,(34):318—319.
[3]吳柏林.論超聲波法在橋梁樁基檢測中應用[J].現代商貿工業,2010,(08):298—299.
關鍵詞:超聲波法;透射法;樁基檢測
中圖分類號:TU
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)08-0298-01
0 前言
隨著我國國民經濟的發展和城市化進程的加快,我國對交通運輸的需求也與日俱增,近年來我國建設了大量的高等級公路,大型高速公路橋梁結構物也越來越多。而樁基作為橋梁基礎的一種重要形式,在很多工程中都有應用。在這類工程中,樁基是橋梁的主要承重結構,它的質量好壞對結構物使用的可靠性、耐久性具有決定性的作用。故橋梁樁基的檢測在樁基的質量控制、使用功能保證中起著舉足輕重的作用。
1 超聲波法的檢測原理
超聲波法可以根據波的傳播途徑和接收方式分為兩種:
(1)透射法;
(2)回波法。回波法在金屬探傷方面有著非常廣泛的應用,但由于混凝土的非勻質性,回波法的效果受到了嚴重的影響,目前應用較多的是透射法。本文也主要介紹超聲波透射法的應用情況。
超聲波透射法檢測的基本原理是:首先在樁基內部預埋若干檢測管以形成檢測通道,發射探頭和接收探頭都安裝在聲測管中。檢測儀器使用過程中會發射出周期性的電脈沖,通過發射換能器的壓電體轉換為超聲脈沖,超聲脈沖穿過待測的樁基混凝土后被換能器接收,然后轉換成電信號,最終在儀器上顯示超聲脈沖波形及頻譜、穿過混凝土所需的時間、接受波幅值、脈沖主頻率等參數。通過對這些參數的全面、細致的綜合分析,我們就可以判斷樁基混凝土內部的各種缺陷的性質、位置等,在此基礎上判斷混凝土總體的均勻性和強度等級的指標。
2 檢測方法
超聲波透射法按發射和接收換能器的相對高程的不同分為三種:扇形掃測法、平測法和斜測法(如圖1所示),應用較多的是平測法和斜測法。
圖1 平測、斜測及扇形測法(按從左到右的順序)
平測法是將發射和接收換能器放在同一高度進行測試。這種檢測方法可以檢查出豎直方向上的缺陷的位置和大小,缺點在于無法確定缺陷在水平方向的位置。斜測法是指發射和接收換能器不在同一高度進行的測試,斜測法是平測法的重要補充,可以有效避免平測中無法確定缺陷水平位置的問題。具體應用中,要保持發射和接收換能器的高程差不變,并對每一個截面進行兩次完全獨立的檢測。兩個換能器的高程差越大,對缺陷在水平方向的位置判斷就越準確,但隨著高程的加大,接收換能器所能接收的測試信號也相應減少,也會影響最后的缺陷判斷。因此,在實際工程中,掌握合適的發射和接收換能器高程差對提高缺陷位置判斷準確性具有重要的意義。
3 檢測數據分析、處理
目前對數據進行分析、處理的方法主要有三種:基于聲時的數據分析、基于波幅的數據分析以及基于“聲時-深度曲線”的數據分析。下面做一個比較詳細的介紹。
3.1 基于聲時的數據分析
選取聲時平均值μt與聲時2倍標準差δt之和作為判定樁身有無缺陷的臨界值(St)。
μt=∑tin(1)
δt=∑(ti-μt)2/n(2)
St=μt+2δt(3)
其中:n為測點的數量;ti為第i個測點的聲時值。
判斷方法:若ti>St,則可以認定該樁基在所測的深度處可能存在缺陷。
3.2 基于波幅的數據分析
在所有的聲學參數中,波幅是對樁基缺陷最為敏感的參數,這也是可以采用波幅進行樁基質量判斷的依據。這種方法選取接收節能器接收到的超聲波信號波幅平均值(μq)的一半作為判斷樁身有無缺陷的臨界值(Qd)。
Qd=μq-6(4)
μq-∑qin(5)
其中:qi為第i個測點的波幅;n為測點數。
判斷方法:若qi
3.3 基于“聲時-深度曲線”的數據分析
也稱PSD法。PSD對缺陷也非常敏感,故可以選取PSD判斷缺陷所存在的范圍。此種方法選取聲時-深度曲線相鄰測點的斜率K與相鄰兩點聲時差值Δt的乘積為臨界值。
PSD=K×Δt(6)
判斷方法:實際所測PSD大于出現斷樁或全斷面夾層時的臨界PSD值時,則可以判定樁基在該測試點斷樁。
4 應用超聲波透射法檢測注意事項
由于工程的特殊性和復雜性,超聲波透射法在實際應用中不可能像理論完全一致,還需要考慮其他的一些影響因素,主要是以下幾個方面。
4.1 地下含水量
如果樁身在澆筑過程中產生了孔洞且孔洞位置在地下水位之下時,地下水便會進行孔洞。當應用超聲波進行檢測時,聲波穿透缺陷過程中實際上還穿透了地下水。如果檢測缺陷的范圍比較小,就有可能造成漏判。
4.2 樁基齡期
樁基齡期對超聲波檢測時的信號和波形影響很大。規范中要求齡期達到14天才能進行檢測,如果時間上不允許,也應最低應滿足7d齡期的要求。若齡期不符合要求,檢測過程中可能出現接收信號比較微弱,波形衰減非常嚴重的情況。
4.3 聲測管布局方式
聲測管主要有三種布局方式,如圖2所示。其中陰影區域為超聲波檢測的有效檢驗區。
圖2 聲測管的三種布局方式
對應樁身直徑小于1m的,采用方案I即可,大體上可以反映出的整個橫截面各部位的主要缺陷。樁身直徑大于或等于1m的,采用方案Ⅱ比較合適,雖然在中心位置存在盲區,但在實際工程中,中心存在缺乏的可能性也非常小,故檢測效果可以得到保證。對于一些工程中的大直徑樁,方案Ⅲ是最佳選擇,這種方案的檢測盲區是最小的,能夠最大限度地保證檢測的全面性。在實際工程中,對應不同的樁基采用相對應合適的聲測管布局方法對提高超聲波檢測的準確性具有重要的意義。
4.4 聲測管安裝
聲測管安裝時需要保證各聲測管平行安裝,超聲波檢測過程中出現的問題很多都因為聲測管的安裝不平行。不平行導致一系列的問題,如檢測的聲時值、均方差、離散系數、平均聲速等統計值產生偏離。此外,對于泥漿護壁灌注樁樁身檢測時,可能在施工過程中泥漿比重過大,附著在聲測管上導致局部的聲測管被很厚的泥皮包圍,從而使超聲波波幅減小,最后導致誤判。
5 結語
橋梁樁基檢測還存在其他的一些檢測方法,如低應變法等。超聲波法由于其檢測結果能直觀反映樁身缺陷的位置、大小及嚴重程度,檢測質量十分可靠,操作非常簡單等優點成為樁基檢測中最常用的方法之一。但目前對樁基的檢測還只是停留在定性判斷上,還無法進行定量分析,這需要相關的技術人員、專家學者投入到這一研究領域中來,推動樁基檢測技術的發展。
參考文獻
[1]林維正,蘇勇,洪有根.混凝土裂縫深度超聲波檢測方法[J].無損檢測,2001,(8):49.
關鍵詞:鉆芯取樣法、檢測、樁基
中圖分類號:TU473.1 文獻標識碼:A
我國的鐵路、公路建設的不斷發展,大量的橋梁樁基工程采用鉆芯取樣法,由于屬地下隱蔽工程,因此顯得十分重要,在樁基質量的檢測中。主要有鉆孔灌注樁與挖孔灌注樁,在我們的橋梁工程中采用的樁基礎,鉆芯取樣檢測法、低應變動力檢測法、超聲波檢測法是其常用的質量檢測方法。屬無破損檢測法的超聲波與低應變動力檢測法,宜逐根進行,對于重要工程或重要部位的樁基,屬于局部破損檢測法的鉆芯檢測法,檢測時應按規定的抽檢比例進行,采用時是對樁質量有疑問,能否滿足設計及規范要求的混凝土強度、樁長、樁底沉渣厚度、持力層性狀、樁身的完整性等,可以通過檢測判斷。
一、芯樣數量的確定
在工程實踐中,雖然抽樣數量越人,越能反映出母體的實際水平,測量結果也越精確。但是,這樣人規模的抽樣所要花費的資金也高。因而,在保證一定檢測質量和精確性的基礎上,減少取樣數量就顯得意義重人。
1、規范規程的規定
一些文獻中對于規范規程有所規定,認為如果樁的長度不大于10m時,應取7組芯樣;如果樁的長度介于10~30m時,每孔取3組芯樣;如果樁長度人于30m時,取樣應人于4組或更多。并且規定,每組芯樣以3塊最為合適。
當然上述規定只是經過長期工程實踐所得出來的比較合理科學的經驗總結,我們在具體工程中,還應根據需要和實際情況靈活應變,可適當增加或減少實驗芯樣。若對檢測結果精確度要求較高,則可以適當增加檢測組數;若對檢測結果精確度要求不高且為了節約成本,可適當減少檢測組數。
2、置信度與標準差
合適選取置信度與置信區間是鉆芯法取樣檢測的一個關鍵環節。人量實驗和工程實踐認為,混凝土強度均值的置信區間最佳為94%,即顯著水平保持在0.06左右。這是在設定芯樣數量時,根據統計學規律和建筑結構得出的經驗和理論結果。一些相關文獻根據混凝土強度標準差和試件強度不低于要求強度等級的百分率,將混凝土生產質量水平劃分為優良、一般和差三個等級。
3、估計精度
為了防止在施工中出現因混凝土強度過低而引發工程事故的現象,相關部門還對混凝土強度的最低極限做出規定。認為只有當混凝土強度高于C20等級,才算是合格混凝土。
4、芯樣數量的估計
根據相關計算和實際工作經驗可得,檢測所取的芯樣數量應根據標準差而定。標準差越人,芯樣數量需越多,混凝土生產質量才越能達到要求的水平,越能滿足要求。但是,如果對混凝土質量水平要求一般時,為了節約成本,取芯數量可以保持在16組左右。
二、芯樣抽取方式
根據統計學中的相關知識,抽樣就是從樣本總體中抽取部分樣本來代表樣本的總體水平。因此,它要求所抽取的樣本必須具有代表性和普遍性,能真實反映出整體水平,這就對芯樣的抽取方式有比較高的要求。根據統計學原理和工作實踐,筆者在人量資料調研和理論分析的基礎上,將目前所普遍采用的芯樣抽取方式歸納如下。
1、隨機取樣法是基樁鉆芯法最常用的芯樣抽取方法。工程實踐中一般常用的隨機取樣法包括以下四類。
1)單純隨機抽樣法
單純隨機抽樣法是利用隨機數表或隨機數生成軟件等來得出所要抽取的樣本編號,進一步取樣。對于數量較少的,常用隨機數骰子法,對于數量龐人的樣本總體,常用隨機軟件生成隨機數法。
2)機械隨機抽樣法
隨機抽樣法的具體操作方法是,事先設定抽取第一個樣本的編號、空間或時間,之后每隔一個特定距離、時間或空間依次抽取第二個樣本、第三個樣本……以此類推。
3)二次隨機抽取法
在實踐中有時會遇到樣本總體相當龐人的情況,這時就需要采取二次隨機抽取法,比較能簡單地完成取樣。二次隨機抽取法的具體操作是:第一步,先將龐人的樣本總體分成若}幾等份,然后采用上述兩種隨機取樣的方法,從中抽取n等份;第二步,采用上述兩種取樣方法,對第一步抽取n份樣本中的每一份樣本隨機抽取所要求數量的芯樣進行檢測。
4)分層隨機抽樣法
有時候為了抽取的樣本能更好地反映樣本總體各個層次的水平,就需要采用分層隨機抽樣法。分層隨機抽樣法的具體操作是:先將樣本總體分成若幾個不同的層次;然后根據要求按一定比例和方法對每個層次抽取芯樣。這種方法最大的優勢就在于所抽取的樣本能真實合理地反映總體中各個層次的水平,使樣本更具代表性。
三、芯樣的加工與抗壓強度試驗
灌注混凝土的強度用鉆孔取芯法檢測,由具有相應資質的試驗單位完成試驗的加工和試驗,有鋸切芯樣的鋸齒機的室內設備,專用補平器與加工芯樣的磨平機,以及進行混凝土強度試驗的壓力機,均應具有產品合格證試驗在這些設備使用前,應按規程CECS03:88中的有關規定進行鉆芯法檢測混凝土強度技術。
芯樣在切割過程中應標注好芯樣編號,由于影響因素比較多,很難滿足試件尺寸的要求的端面的平整度、垂直度,這樣磨平或補平處理(即磨平法和補平法),就需要采用專門的機具進行,在采取補平法處理時采用的補平材料有硫磺水泥漿、水泥凈漿、純硫磺、水泥砂漿、硫磺膠泥等補平,按照有關要求進行嚴格測量指標,對補平器上進行芯樣的直徑、高度、平整度、垂直度,并記錄測量結果。芯樣試驗的抗壓強度在干燥狀態下進行,一般比浸濕時的強度高,為了使芯樣試件與被檢測樁基的濕度基本一致,要求樁基的芯樣以浸濕狀態進行強度試驗。
四、工程實例
我們經過仔細篩選,選取了某橋作為基樁鉆芯法檢測取樣的實例。在該工程中,主要采用人工挖孔灌注樁的方法。樁的直徑為900mm,樁長20m左右。樁的數量總共為62根,其中選取了3根進行了鉆芯法檢測。選取3根中的1根(長度為16m),采用機械隨機抽樣法進行檢測,共取了芯樣15個。取樣方法是:在設定第一個樣品的位置后,每間隔一定距離抽取一個樣本。對取樣結果經過仔細嚴謹地分析,并結合實際經驗,我們認為這種取樣方法所得的結果效果明顯。
五、樁基混凝土鉆芯取樣要求
鉆芯取樣是鉆芯法混凝土檢測中的重要環節,其質量好壞直接關系到整個樁基質量評價的準確性。混凝土芯樣通常有以下2種情況,一是形狀規則完整、表面平整光滑;二是表而粗糙,完整性差,粗骨料與水泥膠結差,其原因除了樁身質量較差外,還與鉆探設備、操作工藝導致芯樣破損有關。顯然,由操作引起的芯樣不完整并不代表該樁基混凝土質量狀況,因此鉆芯過程要求保證芯樣的原狀性和代表性,對不完整和破碎的芯樣要能做出準確的分析判斷。
六、依據檢測結果判定樁基質量
1、通過混凝土芯樣外觀檢查對芯樣外觀檢查判定,判定樁基的密實性、連續性,未發現裂縫斷樁等缺陷,即可做出合格判定對樁基的連續性;離析狀況和氣孔、泥洞等缺陷在混凝土未發現,可做出合格判定對樁基的密實性。
2、通過對鉆取的芯樣進行抗壓強度試驗,判定芯樣混凝土強度,如評定合格的混凝土強度,可判定質量合格,對樁身混凝土,但因沒有明確的規定,在對現行試驗規程取樣的位置,因此會出現不同的取樣位置會有不同的試驗結果,這就需要監理、設計、檢測等有關技術人員共同研究,合理確定取樣位置,以使檢測結果盡可能真實、準確地反映樁基混凝土質量。
總之,鉆芯法檢測雖然以其直觀、可靠、精度高而成為了其它非破損檢測方法的校驗依據,但鉆芯法會對結構混凝土造成局部損傷,檢測成本高,從而限制了鉆芯部位及鉆芯數量,因而難以大量使用鉆芯法與其它非破損檢測力法綜合使用,將是今后檢測橋梁混凝土缺陷的發展方向。
參考文獻:
關鍵詞:公路工程;道路橋梁;樁基施工;檢測技術
現如今,人們生活質量快速提升,擁有的私家車數量逐年增加,對公路工程的使用要求也越來越高。嚴峻的交通壓力迫使交通工程必須努力提高公路工程的整體質量,從而更好地服務于廣大的民眾。公路工程道路橋梁的樁基施工檢測技術可以第一時間檢測出樁基施工中存在的一些問題,從而有效地避免一些道路橋梁出現的路面損毀、坍塌的情況,進一步保障了公路工程的質量。
1 道路橋梁樁基的主要施工技術分析
樁基施工是開展道路橋梁工程的基礎,而且樁基的穩定性與工程整體的穩定性能密切相關。樁基施工技術主要分為以下幾個方面。
1.1 鉆孔灌注樁
由于一些建設的道路橋梁所處的地勢環境比較惡劣,對于外部的施工要求比較高。在進行前期的樁基施工時,必須做好基本的準備工作。鉆孔灌注樁施工技術主要是利用現代的一些設備,按照工程圖紙的設計要求,進行機械鉆孔,灌注混凝土成樁的一種樁基礎形式,為后期工程的施工奠定基礎。鉆孔灌注樁的主要優勢是鉆孔速度較快,整體的效率比較高。而且鉆孔的整體質量比較高,因而在鉆孔中具有較為廣泛的應用。鉆孔灌注樁的優點和缺點并存,改技術既展現著其自身優勢的一方面,同時存在的一些問題也是比較明顯的。在使用鉆孔灌注樁時,必須在之前對鉆孔的地質環境進行準確的測量,勘測其地質構造,鉆孔灌注樁技術對勘測地質的要求比較高,要保障其鉆孔的質量,就必須為其提供一個這樣的條件。另外一個問題就是泥漿的調和問題。由于鉆孔灌注樁采取的是泥漿護壁的方法,但是這個環節中泥漿的調和問題很關鍵,要確保其比例恰當,并且及時的灌注到孔內,整個操作的要求系數較高。因而在實際操作時具有一定的難度。
1.2 人工挖孔樁
在不同的地質環境中,使用到的挖孔樁的方法也是不一樣。人工挖孔樁技術就目前的現狀來看,使用的范圍還是比較廣泛的。它整體上的成本較低,而且整體的投入較少、操作簡單,后期的檢測流程也比較簡單。人工挖空樁剛開始是人工進行挖孔,孔的深度不同,需要的時間也會不同,挖孔工序之后設定鋼筋框架并將其進行固定起來,接著開始對鋼筋框架進行混凝土澆筑。由于有些孔的深度較高,對其進行混凝土澆筑時是在井下作業中,對外部的要求比較高。一旦此時出現空地積水的情況,不僅會大大影響到工程的順利進行,對施工人員的安全也具有一定的威脅。相關單位必須做好具體的預防措施,保障人們的身體安全。同時,在施工準備階段或者施工過程中,如果發現道路橋梁的地下水文條件和地形與工程質量勘測得到的結果有出入,經過仔細的勘測得到的結果還是不同,此時必須進行重新調整,如此一來,工程的預期成本就會大幅度增加。
2 道路橋梁中樁基檢測的主要檢測內容分析
對道路橋梁的樁基進行檢測時,一般需要從橋梁的基礎、橋梁外表存在的一些缺陷、以及蛄鶴隕淼慕峁菇行檢測。如果有檢測到缺陷的存在,首先需要了解缺陷所處的具置,并掌握缺陷的具體特征,分析改缺陷的特性,了解形成改缺陷的具體原因,并分析改缺陷的產生對整體工程產生的副作用。利用相關檢測設備檢測之后,對缺陷進行合理評估。如果需要對其進行修復,應盡快制定對應的修復策略。
3 道路橋梁樁基施工的檢測技術分析
針對不同的樁基施工技術,在對其進行檢測時采取的檢測技術也會不同。檢測技術的確定需要結合實際的樁基情況,從而選定合適的檢測技術,逐步提高整體的檢測水平。
3.1 成孔檢測技術
針對鉆孔之后的成果,不論是使用的哪一種鉆孔技術,都必須及時地進行成孔檢測,用檢測結果來說明質量。成孔檢測時樁基檢測中的第一步。成孔檢測技術需要使用到專業的設備,對孔的質量、各項參數指標進行檢測,并將其與合格的參數進行比較,判定其質量是否達標。做好道路橋梁的成孔檢測,對于提高樁基施工的穩定性具有一定的作用。
3.2 靜載荷試驗法
靜載荷試驗法的檢測主要是針對樁基礎進行檢測的,通過在樁基的底部施加軸向壓力,考驗其在軸向上的承受力,接著對其施加一定的水平應力,測量其水平承受力的大小。樁基的軸向承受力和水平承受力的大小都會對整體的受力產生一定的影響,進而影響到樁基的穩定性。由于靜載荷試驗法的檢測水平比較高、測試比較準確,因而在很多道路橋梁樁基的檢測中使用較多。其檢測的結果也是比較可靠的。在實際的檢測過程中,由于一些外在因素的干擾,例如外部天氣因素、外部受力的影響,導致整體的結果存在一定的誤差。需要定期對靜載荷試驗法進行一定的技術改進,逐步降低其產生的誤差范圍,逐步提升檢測結果的準確性,對于推進靜載荷試驗的運用具有很大的幫助。
3.3 聲波透視法
聲波透視法在檢測之前需要預埋聲測管,為后期的檢測打下基礎,聲測管主要主要聲波的發射和接收,通過對聲波在混凝土介質傳播過程中頻率的變化、波幅的衰減等相關聲學參數相對變化的測量,分析樁身的完整性。聲波透視檢測法使用到的設備儀器比較先進,而且對檢測的環境要求比較高。通過運用聲波透視方法進行樁基穩定性能的檢測,由于聲波的透視性較強,采用這類方法進行檢測時,需要使用到的檢測設備必須滿足基本的條件,一些工程企業由于資金問題,并沒有采取這種檢測方法。隨著道路橋梁的建設規模不斷擴大,一些大型的橋梁建筑對其樁基的質量提出了更高的需求。因而聲波透視法也逐漸被推廣開來,目前來看整體的成效還是不錯的。隨著科學技術的不斷先進,越來越多的聲波技術引入到了聲波透視法的檢測中。例如現在的聲波CT已經逐漸引入到了具體的檢測中,還處在推廣階段,畢竟檢測中的一些注意事項、技巧還有待普及。聲波透視法的發展,為我國樁基的檢測提供了必要的技術支持。在后續技術不斷發展的過程中,聲波透視檢測法也會逐步趨于完善,降低一些檢測的條件,在提高檢測水平的同時,進一步提升整體的檢測質量,從而為我國聲波透視檢測法未來的發展奠定基礎。
4 結語
綜上所述,公路道路橋梁中的樁基施工是一項基礎性的施工,但是其自身的穩定性會直接影響到工程的質量。加強樁基的檢測,提高整體的質量水平,有助于為后期的工程施工奠定基礎,推動工程的施工。
參考文獻
[1] 朱青蘭,吳錦華.公路橋梁工程造價的常見問題及對策探討[J].交通建設與管理. 2014(08)
[2] 張廣豪.公路路面工程施工檢測及質量控制措施[J].交通世界(建養.機械). 2015(03)
[3] 孫國洪.公路工程施工管理過程中的常見問題及解決措施分析[J].城市建設理論研究(電子版). 2016(27)
關鍵詞:橋梁樁基 鉆芯檢測
一、概述
隨著湖南高速公路建設的發展,橋梁樁基工程被大量的應用。由于樁基屬于地下隱蔽工程,因此對樁基的質量檢查是十分的重要。
樁基礎在橋梁工程中,主要有鉆孔灌注樁與挖孔灌注樁。樁基的質量檢測方法主要常用的有:超聲波檢測法、低應變動力檢測法、鉆芯取樣檢測法等。超聲波與低應變動力檢測法屬無破損檢測法,對于重要工程或重要部位的樁基宜逐根進行,而鉆芯檢測法屬局部破損檢測法,應按照規定的抽檢比例及對樁的質量有疑問時采用。通過鉆芯檢測法可以判斷樁身的完整性、混凝土強度、樁長、樁底沉碴及持力層性狀能否滿足設計及規范的要求。
二、芯樣鉆取的要求
在鉆芯檢測法中,鉆取芯樣是主要環節,采取的芯樣質量好壞直接關系到對整個樁基質量評價的準確性。鉆取的混凝土芯樣可分為兩種狀況,一種是形狀規則完整、表面平整光滑;另一種是取出的芯樣表面粗糙,完整性差,粗骨料與水泥膠結差,甚至難于鉆取完整的芯樣。產生后一種芯樣的原因除了由于樁基本身質量較差外,還與鉆探設備、操作工藝導致芯樣破損有關。顯然,由操作引起的芯樣不完整性不能代表該樁的混凝土質量。因此,鉆取芯樣過程,要求保證芯樣的原狀性、代表性,對不完整的、破碎的芯樣要能作出準確的分析判斷。
1、鉆機的使用要求
應選擇有資質、有經驗的鉆探單位進行鉆芯取樣工作。鉆機應選擇振動小、調速范圍廣、扭矩大、液壓操縱的高速鉆機。鉆機設備安裝必須水平、周正、穩固,如鉆機不穩,則鉆機容易發生晃動、位移,這不僅影響芯樣質量,也影響鉆機的使用壽命,且容易發生卡鉆。
2、鉆取混凝土芯樣直徑的選擇
《公路工程水泥混凝土試驗規程》(JTJ053)規定芯樣直徑應為混凝土所用集料最大粒徑的3倍,一般為150mm或100mm。樁基所用粗集料最大粒徑一般為40mm,則取芯直徑應為120mm,但芯樣直徑大,取芯費用較高。因此,通常是選用100mm左右的芯樣直徑。
3、取芯要求
取出的芯樣要自上而下按順序編號排列,不得顛倒、丟失、更換,芯樣上寫明孔號、回次數、起至深度、總塊數、塊號,并在取樣試驗前及時拍攝芯樣全部照片。取芯過程及取出的芯樣應由監理工程師監督檢查及驗收,芯樣還應妥善進行保存。
三、鉆芯取樣判斷樁身完整性
樁基需要進行鉆芯取樣的情況有:①按樁基總數的百分率抽檢(公路施工手冊《橋梁》提供的比例為5%~10%)。②對樁的質量有疑問,這疑問有二方面:一是施工過程發現的疑問;二是進行無破損檢測時發現信號異常提出的疑問,對此,檢測單位往往建議進行鉆芯檢測作進一步的判斷。因此,鉆芯檢測結果,對樁基的取舍處理是至關重要。根據鉆芯檢測法判斷樁身的完整性及質量狀況就一定要做到準確可靠。
影響樁身完整性及質量的主要缺陷有:斷樁、夾泥樁、縮徑、樁底沉渣太厚、混凝土離析、膠結差、強度不足等。在取芯過程,遇到鉆進速度突然加快,則可能鉆遇斷層、夾層、混凝土嚴重離析層、縮徑層、灌注時坍落進入樁身的砂土等,遇此情況應立即停鉆,測量孔深位置,記錄異常情況,然后才可繼續鉆進穿過病害層并取出相應層位的芯樣。對局部缺陷的樁,如夾泥、縮徑等,因缺陷范圍只占樁截面的部分,則有可能取芯孔未穿過該部分而未能發現缺陷,從而留下事故隱患。對此,當施工過程或無破損檢測懷疑樁基有此類缺陷,就應增加鉆芯孔數,鉆孔位置布置時可將孔位偏向外側,如按等距離布置三個鉆孔取芯,這樣才能比較準確反映此類樁的缺陷情況。鉆孔布置一般又不能太靠近邊緣,且鉆孔要垂直鉆進,否則易碰上鋼筋籠而無法鉆進或鉆眼斜出樁體外而取不到芯樣。
樁身出現缺陷的原因主要有:清孔不徹底、灌注水下混凝土過程中導管進水、坍孔等。對挖孔樁非水下灌注混凝土,如孔內有一定的滲水量,在混凝土澆筑過程中間又有停頓,混凝土頂面易形成積水層,如積水達到一定量又未能排除,繼續澆筑混凝土則該處會出現混凝土嚴重離析、膠結不良的缺陷。
四、芯樣抗壓強度試驗
鉆取芯樣之后,除了對樁基的完整性作出評價外,當混凝土試塊強度不足或對試塊的強度結果有懷疑時,應對鉆取的芯樣取樣進行抗壓強度試驗,對樁身混凝土強度作出評價。影響混凝土芯樣強度的因素很多,除了原材料、施工工藝方面的因素外,芯樣試件的取樣位置、試件的尺寸及數量等方面也是重要的影響因素。因此,如何選擇具有代表性的試件是評價樁身混凝土強度的重要條件。
1、取樣位置的影響
一根樁的芯樣通常都比較長,選取芯樣抗壓的試件只是其中的很小一部分,而樁身混凝土灌注過程受到許多不確定因素的影響,取出的芯樣在各個不同的位置強度差別就可能比較大,如有些部位混凝土膠結較差、骨料較少、試樣表面粗糙,這些部位強度一般都比較低,如芯樣表面光滑、完整,則強度會比較高。要如何取樣,現在試驗規程還沒有一個明確的規定。因此,會出現不同的取樣位置會有不同的試驗結果,這樣就容易出現爭議。公路施工手冊《橋梁》2000版介紹的取樣方法是每根樁按不同位置采取3個試件,也沒能說明取樣位置是如何確定。從對質量嚴格要求的角度出發,應取最差部位的芯樣進行強度評定,但持不同觀點認為,最差部位如混凝土離析、膠結差等是屬于工藝操作問題,該部位芯樣不能代表混凝土的實際強度,不能象混凝土試塊那樣取樣過程拌和料比較均勻,試件制作比較標準,代表性比較好。因此,如何選取具有代表性的芯樣試件,應該有一個比較具體的規定。
按不同取樣位置、取樣方法,在湖南邵懷高速公路高架橋樁基工程進行了三根樁的取樣試驗對比,對比條件是把芯樣按外觀情況相對分為好、中、差三種,然后按好、中、差三種芯樣的不同組合進行取樣,試驗結果見表1。
取樣方法說明:1#樁是按上、中、下三個部位,取好、中、差三種芯樣,各種芯樣截取一組三個試件。
2#樁是按上、中、下三個部位,各部位取好、中、差三種芯樣作為一組。
3#樁是按取芯鉆探編號取樣,每鉆號各取一個中等芯樣試件。
從表1取芯抗壓結果分析,不同的取樣方法對樁基混凝土芯樣的抗壓強度評定影響很大。例如1#樁好的一組芯樣強度為45Mpa,差的一組只有27.5 Mpa,組間差值比較大;2#樁三組芯樣都是取好、中、差三種芯樣組合,同組各試樣之間的強度差值也非常大;3#樁全部取中等的芯樣試件,各組試件與各單個試件之間強度就比較接近。由此可以看出,抽取好的芯樣與抽取差的芯樣,對芯樣的強度評定結果有很大的差異,因而很有必要對芯樣強度試件取樣方法作一個合理的規定。
芯樣強度是以單個測值還是以三個一組測定值進行評定也會有較大差異。以2#樁為例,中部一組三個試件抗壓強度分別為23.9 Mpa、31.7 Mpa、34.2 Mpa。如按單個測定值的最低值評定,其值為23.9 Mpa,按三個一組平均值為29.9 Mpa,按《公路工程混凝土試驗規程》JTJ053規定,標準抗壓試塊以3個試件的平均值作為測定值,如任一個測值與中值的差值超過15%時,以中間值作為測定值,按此評定該組評定值為31.7 Mpa,因此不同的評定方法會作出不同的評定結果。
2、芯樣抗壓強度的換算
在施工技術規范中,是以邊長15cm的立方體試塊的強度作為混凝土強度驗收與評定標準。因此,芯樣強度必須根據其直徑、高徑比轉換成立方體試塊的強度。這種轉換包括三個部分內容:①芯樣試件長度與直徑比(高徑比)的換算。②不同直徑芯樣的強度換算成直徑15cm的強度。③圓柱體試件強度換算成標準方塊試件強度。根據《公路工程水泥混凝土試驗規程》及公路施工手冊
《橋梁》提供的換算系數參見表2、表3、表4。
根據上面3表換算值,當有一芯樣直徑為100mm、長度為100mm、芯樣抗壓強度為28 Mpa,則換算為標準試件的抗壓強度為:28.0×0.89×1.03×1.20=30.8 Mpa。
根據中國工程建設標準化委員會標準《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》CECS 03:88規定,高度和直徑均為100mm或150mm芯樣試件的抗壓強度值可直接作為混凝土的強度換算值。依此,上述芯樣抗壓強度28.0Mpa,就不用換算可直接作為換算值。
從上述二種芯樣抗壓強度的換算方法可以看出其評定結果也有一定的差異。
五、結語
綜上所述,不同的取芯位置、取樣方法,不同的芯樣直徑、強度換算方法等對樁基的質量評定都會有很大的影響,因而就不容易從客觀上對樁基質量作出準確的認定。為此,建議對橋梁樁基鉆芯檢測應制定出專用的試驗檢測評定方法,對取芯位置、取樣方法、芯樣直徑、強度換算、異常值舍棄等作出明確的規定。
關鍵詞:公路舊橋;加固;維修
橋梁在經過長時間的使用后,各部件會逐漸老化。由于其主體大都是由混凝土構成,并且在建造完成后完全處于露天環境中,長時間的日曬雨淋及通行荷載,使其在使用一定的時間之后會出現各種問題。若將此類橋梁全部推倒重建,工程量十分巨大,此時就需要對橋梁進行加固或是維修,在保證其正常使用的基礎上延長其壽命。
一、橋梁加固及維修的目的
我國地域遼闊,在發展過程中建設完成了大量的公路橋梁,其中大、中、小橋等的比例情況如圖1。以前建設的公路舊橋大都負載較低、經歷了較長的使用年限,并且大都是跨河建造的。長年累月的水流沖刷、日曬雨淋及通行荷載,使橋梁產生了多種病害,如:橋面開裂,護欄、伸縮縫損壞,梁體開裂、變形,墩臺開裂、沉陷,樁基縮徑等。橋梁病害輕則影響外觀、耐久性、行車舒適性,重則危及結構安全、致使橋體的安全性得不到保障,故對公路舊橋實施加固以及維修勢在必行。
橋梁加固的目的有:⒈橋面加寬,提升橋梁的通行能力;⒉提高橋梁的技術等級,提升橋梁的負載量,使加固后的舊橋適用于現代化運輸。當前我國經濟的發展帶動了工業、農業等的全方位發展,用于工業運輸的車輛載重越來越大,部分舊橋的負載量可能不能保證此類車輛安全的通行,所以目前在加固及維修舊橋時,提升橋梁的技術標準并加大其承載量成為首要目標。想要完成對舊橋的加固,需要對舊橋本身進行全方位的檢測,檢測內容包括對橋梁的整體檢查、進行橋梁荷載試驗,并對試驗數據進行分析,最終完成對橋梁缺陷的評價,分析各部位橋梁上各類問題出現的原因以及該問題的未來發展趨勢。將測定的結果當作之后進行的加固工作的參考數據。在進行舊橋加固改造工程時,具體的操作要依據每一座橋梁的具體特點來進行,但是不同的橋梁加固工程中依然存在一定的共性。在所有舊橋中均適用的加固與改造方式有:⒈減輕橋梁恒載;⒉加固臨界桿件;⒊補充新桿件;⒋改善橋梁原受力結構等,通過上述方式能將舊橋的活載承受能力顯著提升。還能通過清潔橋梁的伸縮縫以及改善橋梁的幾何形狀、建設安全設施等方式完成對橋梁使用壽命的延長。在進行橋梁的加固設計工作時需要遵循的原則有:⒈當加固費用只需新建費用的一半或以下時,應優先考慮加固而非新建;⒉盡量降低對正常交通活動的影響,當舊橋需要同時進行加固與加寬時,可以將其集中在一邊,保證對通行的影響盡量小;⒊一旦發現橋梁中存在的問題,立即處理,不能留下安全隱患;⒋盡量保證橋梁原構件完好;⒌選用適當的施工技術,保證施工后工程的質量。
圖1 全國公路橋梁數量統計表
二、舊橋加固維修設計的事前檢測及評定
㈠制定可操作性強的檢測計劃
在進行檢測工作前,需要確定此次舊橋加固的目的是為了將病害橋梁維修后重新投入使用,還是想將橋梁橋面加固提升其通行能力,或者是需要通行超橋梁負載的車輛等。根據具體目的的不同制定不相同的橋梁檢測計劃。在制定計劃時要注意各個步驟的可操作性,在開展工作時以此計劃為指導,合理有序的對橋梁進行檢測。事前制定計劃質量的高低對橋梁檢測質量影響最大。橋梁由于自身的特點,構造復雜且構件繁多,在進行現場檢測以及現場記錄時需要工作人員認真負責,在檢測時最大限度地避免檢測項目的遺漏,保證檢測資料的完整性。
㈡檢測工作的具體實施
在進行橋梁檢測時,許多情況下需要借助專業設備完成。所以說想要將一座橋梁的具體情況完全掌握,檢測設備是非常重要的。在實踐過程中發現,由于橋梁大都跨度大,位置高,想要保障檢測人員的人身安全,在橋下設置支架也是非常重要的。安全支架的設置首先需要保障其可靠性,然后在根據架設難度選擇合適的位置進行設置。目前已經發展出許多先進的橋檢設備,若經濟條件允許,則可以使用該設備完成對橋梁的全面監測。此種方式不僅能方便快捷地完成對橋梁整體情況的檢測,還能最大限度的保證施工人員的安全。
㈢對檢測結果進行研究分析
想要對檢測結果有正確的分析,就需要在實施檢測的過程中認真進行數據統計,保證統計資料的準確性,并且還要保證資料的完整性。對橋梁的具體問題所在進行分析時要做到有理有據,不能以自己的主觀思想進行猜測,確保問題分析的準確度,保證加固維修措施實施后能起到應有的作用。
三、公路舊橋的加固維修設計具體實施
㈠舊橋信息概述
瑞安市S330瑞東線丁宅橋位于馬嶼鎮江上村北。橋梁全長70.04m,橋梁總寬25.5 m,橋梁凈寬2×凈11.25m。上部結構為5×13m預應力混凝土簡支空心板,橋面連續。下部結構橋梁基礎采用鉆孔灌注樁,每墩2根樁(半幅橋),樁徑1.0m。于2005年1月份建成通車,設計荷載:汽-20級,掛-100。
㈡舊橋問題概述
⒈左、右幅橋4#墩樁基縮徑現象嚴重,外包淤泥質土或夾淤泥質土、空筋、鋼筋銹蝕、混凝土松動等現象嚴重。
⒉左幅橋1#墩頂處橋面標高較右幅橋對應位置處低約7.5cm,右幅橋2#墩橋面較左幅橋對應位置處低約7.0cm,右幅橋3#墩橋面較左幅橋對應位置處低約14.5cm。即左幅1#橋墩、右幅2、3#橋墩均出現了明顯沉降。
㈢舊橋的加固設計要點
⒈樁基縮徑加固。舊橋樁基縮徑加固采用鋼筋混凝土外包法:對樁基外包淤泥及夾雜淤泥質土進行高壓水槍清洗,對鋼筋除銹蝕進行除銹蝕、銹蝕嚴重的進行幫焊,對松散、破碎的混凝土進行人工鑿除,然后外包鋼筋混凝土。外包后的樁基直徑為1.3米,滿足加固部位樁基抗壓、抗彎承載力及耐久性。
本橋位于水閘與飛云江之間,該處接近飛云江入海口,受海水潮汐影響。海水有一種周期性的漲落現象:到了一定時間,海水推波逐瀾,迅猛上漲,達到;過后一些時間,上漲的海水又自行退去,留下一片沙灘,出現低潮。如此循環重復,永不停息的運動,對橋下地基土產生了程度較為嚴重的下切作用,并對入土截面處樁基不停地進行力學及化學作用,對縮徑樁基外包加固范圍作上下各一段長度的加長是有必要的。
⒉樁基沉降加固措施。舊橋樁基沉降量較大,橋面墩頂因墩沉降而引起的折角明顯,已經影響到了車輛行駛安全性,增加樁基承載力后調整橋面因沉降而引起的高差非常必要。橋面高差調整在樁基沉降加固后,起吊空心板,在空心板支座下設置不同厚度的鋼筋砼調平塊調整。采用增補樁基法進行樁基沉降加固,提高樁基承載力。考慮社會影響、橋墩蓋梁無明顯病害特征等因素,設計采用了縱橋向(騎樁)加樁:在舊樁基前后側騎樁,即增加新樁,成為三排樁基礎。本設計的優點在于加樁時,不需要拆除橋墩蓋梁、墩柱,只需要移動影響施工的部分橋面板(影響鉆機施工的橋面板吊起擱置在其它橋面板上即可)后可在橋面上直接打樁,且加固效果明顯。本加固設計的重點在于做好承臺與舊樁的連接工作,以能使上部結構通過墩柱傳下來的豎直力通過承臺有地傳遞給新增樁基,以達到提高樁基承載力的目的。
結束語
總而言之,在進行公路舊橋的加固維修工作時,每一個步驟都需要工作人員用心完成,保證橋梁加固與維修相關工作進行的高質量與高效率,使我國舊橋的運載能力能滿足當前社會發展的需求,為實現我國經濟的進一步發展提供客觀條件。
參考文獻:
[1]林延挺.淺談公路舊橋擴寬加固及連接技術[J].中國科技博覽,2010(32)
[2]卞維.公路舊橋維修加固與養護技術[J].城市建設理論研究(電子版),2012(16)
[3]孟慶斌.探討公路舊橋的維修加固方法[J].城市建設理論研究(電子版),2011(31)
關鍵詞:高鐵;橋梁樁基;混凝土施工;技術問題
引言:隨著社會經濟的發展,市場經濟不斷深化,我國高鐵鐵路的迅猛發展,橋梁工程在高鐵建設中得到廣泛應用,工藝日趨完善。
1、在橋梁施工中橋梁樁基起到的作用
在當前基礎設施建設步伐越來越快的背景下,高鐵的建設成為我國社會發展的重要目標之一,是我國綜合國力的體現,在修建的同時橋梁的作用是最關鍵的,而橋梁樁基在整個工程中起到的作用是與高速鐵路的建成是環環相扣的,那么由于橋梁樁基是埋入土中的圓形桿件,直接坐落在巖石或土層上,其頂端連接承臺,是橋梁最下部的結構,所以,橋梁樁基的作用是將上部結構的荷載傳遞到深部較堅硬、壓縮性小的土層或是巖層上,承受上部結構傳來的全部荷載,并把它們和下部結構荷載傳遞給地基,以此來增加橋梁整體穩定性,使其不產生過大的水平變位或不均勻沉降。來確保全橋的安全和正常使用。
2、橋梁樁基混凝土施工的方法
就目前來看,高鐵橋梁的樁基工程大多運用的是鉆孔灌注樁,鉆孔灌注樁的施工方法是:(1)在橋梁樁基混凝土的施工中鉆孔樁,由于地質不同可以采用旋挖鉆機、沖擊鉆等,首先在施工前做好準備工作,對橋位進行測量放樣和場地平整好,并對工作平臺進行地基承載力檢測。(2)護筒的埋設根據現場施工一般采用鋼護筒,在制作的時候內徑要比鉆頭直徑要稍大些,采用鋼護筒(加長2米),埋設護筒的平面位置要準確,并高出施工地面0.5m,護筒頂面中心與設計樁位允許偏差不得大于5cm,護筒頂面宜高出地下水位或施工水位2m。(3)泥漿循環系統配置關系到成孔的質量,泥漿的配置宜選用優質黏土,在有條件時,應優先采用膨潤土造漿。泥漿循環配置可以防止坍孔;泥漿向孔外土滲透,在鉆進的過程中,由于鉆頭的活動,孔壁表面形成一層膠泥,有很大的護壁作用,同時將孔內外水流切斷,能穩定孔內水位;泥漿比重大,還可以穩定孔內水位,有利于鉆渣的排出。(4)鉆進成孔,在鉆孔灌注樁鉆進時,控制鉆進速度,現場對鉆進土質進行取樣,并與設計資料進行對比。其土質含泥砂較大,屬淤泥夾砂層,透水性較大;在較好的粘土層中鉆孔,可灌入清水,要嚴格控制泥漿比重在將泥漿比重控制在1.3左右,使鉆孔時孔內自造泥漿,達到固壁的效果。如果稠度不夠應及時投入粘土,可以避免出現塌孔現象,鉆孔應一次完成,不得中途停頓,如遇有事故,應立即處理:要保持孔內水位比外側河面水頭高1m左右,以防塌孔。鉆孔過程中應加強對樁位、成孔情況的檢查工作,終孔時應對樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底土質等情況進行檢驗,合格后立即清孔。(5)下鋼筋籠時要采用固定平臺制作,通過十字交叉筋對吊裝主筋進行加固。(6)清孔一般采用換漿清孔法,是指在鉆孔完成后,利用正循環鉆機,讓鉆機繼續空轉1—2個小時進行第一次換漿清孔,然后把鉆頭拉起來拿開,并馬上把鋼筋籠放進孔內安裝好,檢查孔內泥漿濃度、含砂率等泥漿性能指標和孔底沉淀厚度。超過規定,再進行第二次清孔,繼續循環換漿,清渣,直到清孔質量達到規范要求為止。在清孔排渣時必須注意保持孔內水頭,以防坍孔。
3、橋梁樁基混凝土施工中的技術問題
(1)在樁基工程開始施工之前,需要對混凝土原材料進行檢驗,保證質量。對于原材料的選擇上一定要選在取料場的時候,必須要對原材料進行檢查之后,合格的材料才能進場使用。在一般的情況之下,采用鉆孔樁水下混凝土的塌度是要高于人工孔樁混凝土的,但是總之,不管是采用人工挖孔樁土還是采用鉆孔樁前提是必須都要滿足施工工藝的實際要求和標準。
(2)在進行混凝土灌注作業之前,必須對已成孔底進行檢查,檢查孔底沉渣是否超標,若成渣超標需進行二次清空,待成渣厚度滿足規范要求是開始進行灌注混凝土,當設計無具體要求是,對于柱樁孔底成渣厚度不應大于50mm,摩擦樁不應大于200mm。一般在比較正常的狀態下,孔底的積水和沉渣都是比較好清除的,只是如果低下的水位比較高的情況下,積水就很難清除掉,那在這樣的條件下,一般都是這樣處理的,如果是孔底的地下水量相對比較少,可以在第一盤的混凝土在還沒有進行灌注前,利用一些容易吸水的物體(海綿或是毛氈)等物體將孔底的積水吸收干凈,只要吸干之后就可以進行灌注了,但需要在進行第一盤灌注時要適量和注意水泥的用量,要適大而加大,在灌注的過程中對于高度還要給予嚴格控制以便混凝土可以充分的振搗,另一方面當地下水量較大時,無法利用海綿和毛氈將積水吸干,可以利用導管進行水下混凝土灌注。
(3)如果是采用鉆孔樁水下進行灌注的情況,是一定要檢查好封底混凝土用料量和導管拔管高度的,必須要進行嚴格的計算的,這樣是可以避免導管拔出后混凝土出現斷樁的情況的。混凝土的初存量應滿足首批混凝土入孔后,導管埋入混凝土中的深度不得小于1m并不宜大于3m的要求;漏斗底口處必須設置嚴密的隔水裝置,并能順利排出導管底口。水下混凝土應連續澆筑,中途不得停頓,拆除導管的間斷時間應盡量縮短,每根樁的澆筑時間宜安排在首批混凝土初凝前完成。在混凝土澆筑過程中,應測量孔內混凝土頂面位置,一般宜保持導管埋深在2~6m范圍,最小埋深不得小于1.0m、當澆筑速度過快,導管堅固并有足夠的起重能力時,可適當加大埋深,但不宜超過8m。當混凝土澆筑面接近設計高程是,應用取樣盒等容器直接取樣確定混凝土的頂面位置,保證混凝土澆筑面高出樁頂設計高程0.5~1m。混凝澆筑完畢,位于地面以下及樁頂以下的護筒,應在混凝土初凝前拔出。
(4)樁基工程施工過程中,當混凝土灌注結束以后,必須要做好對樁基混凝土的養護工作。橋梁工程中的樁基混凝土在灌注完進行保養之后,必須要對其質量進行嚴格和仔細的檢測,現在我國進行橋梁樁基檢測的主要方法是超聲波投射放大和低應變法這兩種方法,樁基檢測超過40m的采用超聲投射法,低于40m采用低應變反聲波法,而后者的低應變法目前由于結果相對于前者來比較精準度相對較低,現在只是適用于小直徑樁的檢測上,而前者的超聲波投射法雖然在檢測的成本上要遠遠高出于低應變法的檢測方法,但其最終的檢測精準度是比較高的,因此,此種檢測方法在目前國內作為一種應用比較普遍的方法。要是利用超聲波投射方法來進行對橋梁樁基工程檢測質量的情況下,首先要對其進行聲管的預先埋設,檢測方法其工作原理通俗的講就是在大多數的情況下一個發射,一個接收,其中的兩個探頭從橋梁工程的樁基礎樁低部上按照規定好的高度上運用發射探頭中所發射的超聲波通過混凝土之后在到接收探討,在這期間再根據一些聲學中的幅度和頻率等參數的不同程度的為變化,最終來檢測出混凝土內部的實際情況,這樣就是得出了樁基礎的質量是否合格。聲測管埋設時應按設計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樁基質量不受樁長,樁徑的影響,成為目前我國較受歡迎的樁基檢測方法,而根據我個人工作經驗見解,要進行好超聲波透射法檢測基質量工作,除了檢測人員個人素質外,還有就是檢測設備的優劣,更為重要的因素就是聲測管的埋設是否滿足規定技術要求反之將直接影響著樁基的檢測結束,嚴重時將會造成檢測人員誤判。
4、結語
綜上所述,高鐵橋梁樁基的混凝土施工復雜,對質量要求極高,橋梁樁基在整個工程施工的過程中十分重要,難免出現不可預見性的問題,這就要求相關的專業技術人員做好勘察、設計等方面把握和控制工作,要積累更多的經驗來對出現的問題進行及時的處理和解決,避免出現工程質量的事故發生的幾率。
參考文獻:
關鍵詞:公路橋梁、工程質量、檢測、思考.
中圖分類號: U448.14 文獻標識碼: A
伴隨我國公路橋梁事業的不斷發展一些橋梁逐漸進入到養護維修階段.為了進一步滿足公路運輸載重量迅猛發展的需要,保證公路橋梁可以安全地為公路運輸服務,我們必須對橋梁工程的各個環節的質量問題進行相應的檢測與鑒定,而相關的公路橋梁檢測技術也是值得我們討論研究的。橋梁質量檢測概述橋梁質量檢測主要對病害特征較為明顯的部位以及橋梁的典型受力位置采用專門的檢測技術和設備進行深入細致的檢測.通過質量檢測可以更加全面掌握橋梁的技術狀況和工作狀態。
一、橋梁質量檢測概述
較為明顯的橋梁質量檢測主要針對病害特征部位,以及橋梁的典型受力位置采用專門細致的檢測在檢測技術和設備進行中深入,通過質量檢測可以更加全面掌握橋梁工作狀態與技術狀況,下面介紹質量狀況檢測,橋梁幾何狀態參數測量主要是對結構的整體線形進行測量,從宏觀上對橋梁的剛度進行評估;橋梁結構恒載變異狀況調查:主要對結構的尺寸、橋面鋪裝厚度、橋上的其他附加荷載進行調查;混凝土強度測試:一般采用回彈法、超聲回彈綜合法、鉆芯取樣法對混凝土強度進行綜合評定;鋼筋分布狀況檢測:采用鋼筋探測儀對鋼筋的分布狀況和混凝土保護層厚度進行檢測;鋼筋銹蝕電位測定:選擇重點受力部位對鋼筋銹蝕電位進行檢查,以判斷受力鋼筋銹蝕的可能;混凝土氯離子含量測定:混凝土中的氯離子可誘發并加速鋼筋銹蝕,特別是對于處在海洋環境中的橋梁更應重視對其含量的測定;混凝土電阻率檢測:間接評定鋼筋的銹蝕速率。質量檢測工作中存在的問題對質量檢測工作的重要的認識不足,部分質量檢測從業人員工作中不認真負責、不講究精確度,而是粗心大意、敷衍了事。質量檢測人員業務素質低,檢測技術水平低,內部缺少高層管理人才,缺乏技術措施。檢測設備老化,缺乏對先進檢測儀器設備的引進,而先進設備的引進是進一步提高檢測質量的重要保障。
二、完善橋梁質量檢測的措施
把好設計關要明確技術標準、強化標準工作。各項工程的設計資料、施工規范、作規程、工藝要點,質量檢驗方法和評定標準,以及工程監理辦法和實施細則等文件資料。統一發至建設單位和施工單位,使其人人目標明確,有章可循,有法可依;現代工程建設要注意技術美學,強調審美功能和實用功能的統籌考慮;各施工單位編制的施工方案等文件與施工組織設計,在建設單位和監理工程師開工前送交。提高人員的試驗檢測素質,完善工程質量管理制度和質檢機構,通過技術培訓,使施工工藝和技術與每道施工工序被參加施工的全體人員撐握,做到技術上心中有數,知道怎么做、做什么、做到哪種程度。其次,對于法規制度的重要保障,要健全法制是提高公路工程質量,我國的行業標準已立法——《公路法》及有關規定,這就要求質檢機構與交通主管部門對這些要嚴格把關。堅持做到定期考核、嚴格審批、定期檢查、嚴格考核。對于不合理質檢單位堅決整頓或取締,決不手軟。把握好施工控制參數與施工控制參數的確定,通常是指一些控制施工質量的關鍵數據與能夠指導施工的文件。例如填土最大密度與最佳含水量,這兩個控制壓實質量的關鍵參數與路基填土中指導施工參數。將直接影響路基工程的質量,就是這些參數確定的準確與否。所以在參數確定時借助試驗檢測這種手段進行,應認真對待,嚴格遵照試驗檢測規程,并力求消除試驗誤差,提高檢驗精度,以確保試驗數據的準確,可靠。其次,路用材料質量的控制。對于工程所需原材料、半成品、成品材料(如填料、砂、石、水泥、鋼筋、預制構件等),均應按有關試驗檢測規程。
概述樁基質量檢測方法
1、常見的樁基質量檢測方法主要有以下幾種:
(1)、是靜載試驗法.
(2)、是鉆芯法.
(3)、是反射波法.
(4)、是聲波透射法.
(5)、是高應變法.
(6)、是低應變動測法.
2、采用這些方法應注意以下幾個方面:
(1)、是選擇好的測試點是關鍵,這是由于樁徑和測試信號的不同,所選擇的測試點測出的結果也有所不同,通常樁徑應大于一公分以上,并設置到四個測試點.
(2)、是選擇錘擊點,錘擊點與樁徑大小無關,只與傳感器有關,一公分處為最佳.
(3)、是安裝傳感器,傳感器的安裝應按照所選的測試點所處的位置進行安裝,在選擇粘貼方式時樁頭應保持干燥且周圍沒有積水的前提下,通常采用黃油石蠟和橡皮泥等粘貼在樁頭以保證其干燥.
(4)、是盡可能的收集信號,通常一根樁不能低于十錘并在不同的錘擊點和不同的激振情況下,就波形是否一致性進行觀測方能保證其真實而不漏測.
3、樁基檢測的范圍主要有以下幾種:
(1)、是各種樁和樁墻以及墩的橫向或豎向的承載力的檢測.
(2)、墩底持力層的變形性狀和承載力的檢測.
(3)、是是各種樁和樁墻以及墩結構的完整性的檢測.
(4)、是在樁土的共同作用下復合地基中的樁土荷載的分擔比檢測.
(5)、是施工對環境帶來的影響的檢測.
(6)、是其它方面的檢測"比如事故處理時的檢測等等.
4、樁基的檢測時間則可分為四個步驟:
(1)、是為施工設計而提供依據的前期檢測.
(2)、是施工階段的檢測.
(3)、是竣工后的驗收檢測.
(4)、是施工或使用期間的鑒定檢測公路橋梁樁基施工中樁的承載力檢測方法的初探.
5、檢測方法比較
在樁的承載力檢測過程中主要采用上述的靜荷載試驗法和高應變動測法,前一種檢測方法主要對基樁的承載力進行檢測可分為豎向水平基樁承載力檢測法,其中豎向基樁承載力檢測法檢測的樁基礎的受力狀況幾乎與實際相符,因而被廣泛的應用于工程之中,而靜載試驗主要在工程試樁時用于承載力的檢測,具有檢測精度高,其相對誤差小于等于,但需要注意的是,在檢測工程樁時不能進行破壞性的試驗。
后一種檢測方法則是借助重錘在樁頂的瞬態沖擊,使得基樁周圍的土發生塑性變形,通過應力波理論分析得到樁土體系的有關參數,揭示樁土體系在接近極限階段時的工作性能,分析樁身質量"確定樁的極限承載力,公路橋梁樁基施工中基樁的完整性檢測方法的初探在檢測基樁的完整性時主要采用低應變動測法和聲波透射法。
前一種檢測方法主要就是將較低的激振能量施工在樁頂,使得樁身與周圍的土體發生微幅的振動,并借助測量儀表對樁頂振動的速度和加速的速度進行測量和記錄,并對記錄結構采用機械阻抗理論或波動理論進行分析,以達到對樁基施工質量的檢驗樁身完整性的判斷和基樁承載力的預估的目的。
后一種方法則主要利用超聲波在砼中傳播時諸如頻率聲速以及振幅等聲學參數的變化和波形對混凝土的連續性和夾砂斷層以及蜂窩等問題的位置與大小,常見的樁基質量等級評定方法完整樁評定方法動測波形呈規則衰減波速值也正常,達到設計樁長樁身完好,達到設計強度標號的混凝土。推測對橫向剪切力與單樁承載力沒有太大影響,混凝土波速在樁身正常,可達到混凝土設計標號,規則反射缺陷樁評定方法動測波形出現較明顯的,偏低從而達不到設計標號對應樁身缺陷如裂紋離析縮徑夾泥等樁身混凝土波速,對單樁承載力有一定的影響,嚴重缺陷樁評定方法動測波形嚴重畸變,對通常要求設計單位復核單樁承載力后提出是否處理意見,如裂縫缺陷出現在樁身,嚴重離夾泥嚴重縮徑斷樁等。
總之,公路橋梁樁基檢測工作是一項極為復雜而又重要的工作,樁基檢測方式方法的正確與否直接關系到公路橋梁工程的質量,因而我們必須以高度認真負責的態度和過硬的技術做好每一項樁基檢測工作,在確保工程質量的同時實現企業經濟的騰飛。
參考文獻: