桥梁桩基检测论文范例6篇

桥梁桩基检测论文

桥梁桩基检测论文范文1

【关键词】公路桥梁;桩基;质量检测方法

在公路桥梁桩基施工中,桩基质量检测工作到位与否直接影响整个工程的质量。因而就公路桥梁桩基质量检测方法进行探讨具有十分重要的意义。基于此,笔者就结合自身工作实际,作出以下分析。

1.概述桩基质量检测方法

常见的桩基质量检测方法主要有以下几种:一是静载试验法;二是钻芯法;三是反射波法;四是声波透射法;五是高应变法;六是低应变动测法。采用这些方法应注意以下几个方面:一是选择好的测试点是关键,这是由于桩径和测试信号的不同,所选择的测试点测出的结果也有所不同,通常桩径应大于120公分以上,并设置3到4个测试点;二是选择锤击点,锤击点与桩径大小无关,只要离传感器25±5公分处为最佳;三是安装传感器,传感器的安装应按照所选的测试点所处的位置进行安装,在选择粘贴方式时桩头应保持干燥且周围没有积水的前提下,通常采用黄油、石蜡和橡皮泥等粘贴在桩头以保证其干燥;四是尽可能的收集信号,通常一根桩不能低于十锤,并在不同的锤击点和不同的激振情况下,就波形是否一致性进行观测,方能保证其真实而不漏测。

桩基检测的范围主要有以下几种:一是各种桩和桩墙以及墩的横向或竖向的承载力的检测;二是墩底持力层的变形性状和承载力的检测;三是各种桩和桩墙以及墩结构的完整性的检测;四是在桩土的共同作用下复合地基中的桩土荷载的分担比检测;五是施工对环境带来的影响的检测;六是其它方面的检测,比如事故处理时的检测等等。而桩基的检测时间则可分为四个步骤:一是为施工设计而提供依据的前期检测;二是施工阶段的检测;三是竣工后的验收检测;四是施工或使用期间的鉴定检测。

2.桩基质量检测方法在公路桥梁桩基过程中的应用

在公路桥梁桩基质量检测过程中,每一种检测方法都需要其它的检测方法来辅助,各发挥自身的长处和优势,并结合实际情况采取针对性的检测方法,从而体现桩基质量检测的全面性、准确性和权威性。然而现实工作中并非如此,一些施工企业为赶进度通常是桩基施工之后不通知检测方或通知不及时,而是继续施工,等质量问题查来之后都已经施工多层,往往此时的补救代价是巨大的,因而必须引起我们的高度重视。以下笔者就公路桥梁工程桩基施工中的成孔施工和桩的承载力的检测进行探讨。

2.1公路桥梁桩基成孔施工质量检测方法的初探

在公路桥梁桩基施工中,成孔施工质量的高低对混凝土浇筑之后的成桩质量有着直接的影响。公路桥梁桩基成孔施工质量检测主要控制桩孔位置、孔径、孔深和垂直度以及沉渣厚度等。这主要是因为:一是如果桩孔孔径过小就会导致整桩承载能力的下降;二是桩孔上部如果扩径就会造成成桩上部侧的阻力变大大,且下部侧的阻力不能得到有效地发挥;三是如果桩孔偏斜就会导致基桩承载力被削弱;四是如果桩底的沉渣太厚就会减少有效桩长。由此可见,成孔施工质量检测的重要性非同一般。

2.2公路桥梁桩基施工中桩的承载力检测方法的初探

在桩的承载力检测过程中主要采用上述的静荷载试验法和高应变动测法。前一种检测方法主要对基桩的承载力进行检测,可分为竖向、水平基桩承载力检测法。其中,竖向基桩承载力检测法检测的桩基础的受力状况几乎与实际相符,因而被广泛的应用于工程之中,而静载试验主要在工程试桩时用于承载力的检测,具有检测精度高,其相对误差小于等于10%。但需要注意的是,在检测工程桩时不能进行破坏性的试验。后一种检测方法则是借助重锤在桩顶的瞬态冲击,使得基桩周围的土发生塑性变形,通过应力波理论分析得到桩土体系的有关参数,揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能,分析桩身质量,确定桩的极限承载力。

2.3公路桥梁桩基施工中基桩的完整性检测方法的初探

在检测基桩的完整性时主要采用低应变动测法和声波透射法。前一种检测方法主要就是将较低的激振能量施工在桩顶,使得桩身与周围的土体发生微幅的振动,并借助测量仪表对桩顶振动的速度和加速的速度进行测量和记录,并对记录结构采用机械阻抗理论或波动理论进行分析,以达到对桩基施工质量的检验、桩身完整性的判断和基桩承载力的预估的目的。而后一种方法则主要利用超声波在砼中传播时诸如频率F、声速C以及振幅A等声学参数的变化和波形对混凝土的连续性和夹砂、断层以及蜂窝等问题的位置与大小。

3.常见的桩基质量等级评定方法

完整桩评定方法:动测波形呈规则衰减,波速值也正常,达到设计桩长,桩身完好,混凝土强度达到设计标号;基本完整桩评定方法:动测波形呈现小畸变,桩底反射清晰。桩身有小缺陷,如轻度缩径、局部轻度离析等,推测对单桩承载力及横向剪切力没有太大影响,桩身混凝土波速正常,可达到混凝土设计标号。缺陷桩评定方法:动测波形出现较明显的不规则反射,对应桩身缺陷如裂纹、离析、缩径、夹泥等,桩身混凝土波速偏低从而达不到设计标号,对单桩承载力有一定的影响,通常要求设计单位复核单桩承载力后提出是否处理意见;严重缺陷桩评定方法:动测波形严重畸变,对应桩身缺陷如裂缝、严重离析、夹泥、严重缩径、断桩等。

4.结束语

总之,公路桥梁桩基检测工作是一项极为复杂而又重要的工作,桩基检测方式方法的正确与否直接关系到公路桥梁工程的质量。因而我们必须以高度认真负责的态度和过硬的技术做好每一项桩基检测工作,在确保工程质量的同时实现企业经济的腾飞。 [科]

【参考文献】

[1]汤宝国.新技术在公路桥梁桩基检测中的应用[J].山西建筑,2008,(04).

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【关键词】桥梁桩基础;缺陷复合检测;加固新方法

中图分类号:TU473.1文献标识码: A 文章编号:

一、引言

随着近些年来我国国民经济的发展,我国的交通事业得到了飞速的发展,桥梁作为交通事业的重要组成部分,不仅是一个重要的交通实体,也是国家综合国力和科学技术发展水平的重要体现,近些年来,我国的桥梁建设行业发展迅速,且桥梁建设的复杂度也越来越高,在桥梁的建设中,桩基的建设作为其基础,技术条件十分复杂,发展的空间也十分广阔,目前,桩基技术已经成为地基承建领域中的主要分支之一,经过多年的发展,桩基技术的承建工艺日新月异,一些新的设计理论和科技成果不断的出现,桩基技术得到了迅速的发展。桩基础的桩基础可以用于坚硬的基岩、卵砾石、砂、硬塑黏性土层之中,具有很高的群桩以及竖向单桩承载力,可以承受桥梁的全部竖向荷载,也可以保证桥梁的倾斜在正常范围内,此外,桥梁桩基础较大的侧向刚度可以有效的抵御由于地震等自然灾害引起的力矩荷载以及水平荷载,保证桥梁的稳定性。某桥梁工程,桥梁总长127m,桥面净宽10m,桥外侧设有0.5m的防撞护栏,桩基础的截面直径为1.4m,地基饱和抗压强度为7.0MPa,桩身嵌入泥质粉砂岩层的厚度为6.3m,桩基采用机械冲孔灌注桩,混凝土强度为C30,下面就根据该桥梁的情况探讨桥梁桩基础缺陷复合检测及其加固的方法。

二、桥梁桩基础工程质量的复合检测

(一)超声波投射检测法

超声波投射检测法就是在桥梁桩内部埋设纵向声测管道,并将超声脉冲发射以及接受探头放置在声测管之中,在声测管中灌注好足量的清水作为耦合剂,在检测时,仪器可以发出周期性的电脉冲,这种电脉冲可以穿透混凝土,并将探测结果转化为电信号,这样,就可以计算出超声脉冲穿过桩体的时间、脉冲的主频率、接受波的幅值以及频谱等数据;在计算出这些数据之后,数据处理系统就可以根据判别软件对各种计算出的参数进行综合的分析和判断,这样,就可以计算出混凝土内部缺陷的位置、大小和性质,并根据计算结果给出混凝土的总体强度以及总体均匀性的评价标准,通过该种方法对桥梁进行评价,发展0号桥台1号桩距离桩平面25.6到26.2米范围内存在接受信号波形异常的情况,证实桩基础存在质量缺陷,内部发生畸变,因此,就对该缺陷部位以及接近缺陷部位的位置进行取芯检验,根据取芯检验结果证实缺陷的具体部位和实际情况,划定缺陷部位,分析出缺陷的厚度,发生原因,根据实际情况进行后续的加固处理。

(二)桩身抽芯检测法

为了更好的评价桥梁桩基础的质量,就可以对其进行抽芯检查,抽芯检查法的主要工艺是钻探技术,即在桥梁的桩身上按照其长度方向钻取及桩岩土和混凝土的芯样,对所钻取得芯样进行观察和测试,从而得出桥梁基础的成桩质量,抽芯检测法作为一种可以对局部破损进行检测的方法,与其他的检测方法相比而言,具有直观、科学以及使用的特点,种种的实践表明,抽芯检测法不会受到其他客观条件的影响,特别适宜用于大直径桥梁桩基础缺陷的复合检测中,在本工程的检测中,取芯设备使用XY-1型取芯钻机,搭设钻机平台,在抽芯前期一切正常,钻到16.5米时出现钻进困难的现象,且伴随跳钻情况,继续钻进,出现酱黄色的返水,且桥梁桩周有水涌出,经过勘察得知,该种情况的出现是由于施工方法导致孔倾斜度超出规定范围所造成。

三、桥梁桩基础缺陷原因分析

根据检测,证实0号桥台1号桩基的缺陷位于桥梁的桩底部位,桩基由粘土、卵石以及砂土组成,厚度不均匀,有一定厚度的沉渣出现,取芯检测与超声波检测结论基本一致。根据分析,该桥梁桩基础质量缺陷产生的原因是由于钻孔泥浆的含砂量偏高、泥浆比重小、悬浮砖渣能力不足,清空不彻底,导致沉渣厚度出现超标的情况,此外,在钻孔清孔之后,由于以上因素的影响,就直接导致孔内发生孔壁坍塌以及砖渣沉淀的事故。

四、桥梁桩基础的加固方法

根据以上缺陷质量原因的分析,可以使用以下的方式对桥梁桩基础进行加固:

(一)洗孔处理

洗孔处理对对桥梁桩基础进行加固的基础方式,其具体的处理方法为:待钻孔抽芯完成之后,采用空压机、冲淋器、高压泥浆泵对钻孔进行交替洗孔,利用高压射流水以及高压气流将孔内的松散体冲刷干净,并将缺陷部位的砂土和细小的卵石淘空,交替进行,直到返水变清位置,用洗孔处理法对该桥梁工程进行处理,证实松散物被有效的清理,孔底已经基本干净。

(二)安装压浆管

待整个洗孔处理完成之后,安装压浆管,该桥梁工程使用的压浆管为2.54毫米的镀锌压浆管,孔口有2根管,其中一根管作为压浆管,另外一根管作为回浆管,为了填补缺陷部位的空洞,加强桩基础的强度,就在孔内填入一定的豆石骨料,待所有工序完成之后,将孔口的上部用细石砼将其封闭,待以上工序完成之后,方可进入下一步工序。

(三)二次洗孔处理

待以上步骤完成,压浆管的放置合格之后,需要等孔口上部的细石砼达到一定的强度,待其达到规定的强度之后,可以进行二次洗孔处理,二次洗孔处理需要使用高压泥浆泵在孔内注水,同时利用高压水流将远离孔口的粘土切割为悬浮状,再使用空压机、高压泥浆泵以及冲淋器进行交叉冲孔,将缺陷部位的松散物完全处理干净,直到出现返水变清位置,这就基本达到了清孔的目的。

(四)压降处理

待二次清孔完成之后,就可以进行后续的压浆处理,即使用高压泥浆泵,用循环注射的方式将浆液使用压力灌入的方式灌入孔内,在灌浆时使用间歇性灌浆和交替灌浆相结合的方式进行,为了使浆液可以充分的扩散,补强范围可以增强,在灌浆时需要使用最大的泵压进行灌浆,对该桥梁工程使用这种灌浆方式结果证明,水泥浆液通过充分的填充和扩散,已经在缺陷部位形成外壁,使桩身的完整程度得到有效的加强,实现加固目的。

五、结语

桥梁的安全性关乎重大,对于桥梁桩基础的复合检测方法使用超声波无损检测和钻芯检测结合的检测方式可以有效的检测出桩基础的缺陷位置、缺陷大小以及缺陷性质,待缺陷检测完成后,就可以根据缺陷的实际情况使用加固方式,在加固前要开展清孔工作,待返水干净后方可进入下一阶段的加固工作,加固方法以压降处理法为宜,在工作进行时,要坚持正确的操作方式,防止意外事故的出现,对于重点环节的处理一定要严格按照施工规范进行,保证桩基础的加固质量。

参考文献:

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关键词:桥梁桩基;完整性;超声波透射法;低应变法

中图分类号:U446.3 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)03-0154-01

桥梁上的荷载基本都是由桩基来承受,因此桩基的质量同主体结构有着不可分割的关系,另外由于桩基属于隐蔽工程,加上各种外界因素的影响,因此加强桩基的检测是非常重要。桩基完整性属于综合性指标,通过检测完整性不仅能够反映出各方面的性质,同时还能反映桩基的等级,才能实现对桩基的有效分析和判断。

1 工程概况

本次检测以某桥梁为例,该桥梁采用柱式墩,基础为钻孔灌注桩,柱径为0.8 m,桩径为1 m,共35根,入土的深度大约为 20 m左右。由于受到船只的碰撞导致墩柱受损、钢筋外露,虽然将墩柱的表面进行了修补,但并不清楚桩基是否也受到了损害,因此要对桩基的完整性进行检测。

2 超声波透射法检测完整性分析

2.1 超声波透射法概述

超声波透射法是通过超声波冲的波动情况来分析砼的连续性,当砼存在程度较轻缺陷时,缺陷面就会形成阻抗界面,使超声波冲发生反射现象,而如果砼中存在程度较重缺陷时,例如孔洞、松散等,超声波冲就会散射,通过仪器记录下超声波冲的波动情况,进而就能检测出桩基是否完整,明确存在缺陷的位置以及情况。

2.2 基本判断依据

①声速。声速测试值的优势在于稳定性强,不会轻易受到外界因素的影响,是反应砼质量的一个重要参数,但由于砼超声波会受到很多因素的影响,例如骨料、水泥的质量等,所以声速这一指标只能作为一项参考。

②波幅。通常情况下,当发射波保持稳定状态时,通过超声波就能体现出是否存在缺陷,当波幅遇到缺陷时会发生较为明显的变化,由于会受到测距、耦合等因素的影响,所以不能单单只凭波幅来进行判断。

③波形。该测试值是检测砼质量的重要因素,其优点在于对缺陷的存在非常敏感,但与波幅相同,会受到非缺陷因素的影响,所以同样也只能作为参考因素。

2.3 桩基检测结果

本次检测设定了三个检测位置,通过对桩基进行超声波透射法检测之后能够看出,三个检测剖面的声速值分别为4.5657 m/s、4.3326 m/s、4.4264 m/s,都为砼声速的合理范围内;波幅的值保持均衡,不存在突变情况;波形的检测中,首波陡峭、后波波幅大,接收波的线路为半圆形,也不存在畸变。因此该桥梁桩基不存在较大的缺陷,完整性等级为Ⅰ级。

2.4 超声波透射法检测注意事项

①注意细节的把握。施工过程中的清孔、浇筑、砼供应等各方面环节都容易导致桩基存在问题,这些都是造成桩基出现缺陷的原因,常见包括冷缝、砼离析等,因此必须要注意对细节的把握。

②注意保护声测管。需要加强对声测管的保护力度,避免其受到损坏以及杂物的进入,否则在进行检测时仪器将不能顺利进入声测管,影响检测的顺利进行。在施工、养护的过程中都要采取加盖措施,一方面是避免杂物进入声测管,导致声测管发生堵塞,另一方面是避免在杂物进入之后导致换能器耦合发生异常,进而对检测的效果带来影响。

3 低应变法检测完整性分析

3.1 收集资料

低应变法检测的主要依据就是反射波,但由于桩基存在的一些非缺陷问题与缺陷问题所体现出的状态相同,导致不能准确无误的判断缺陷是否存在,另外地质、地层等因素对反射波也会带来一定程度的影响,造成误判的发生。因此在开始检测完整性之前必须要对桥梁桩基进行全面的检测,收集各个方面的资料,具体的内容包括以下几方面:地质、水文、地层变化情况;钻孔成孔情况、灌注桩方式;混凝土配合比、搅拌、浇筑工艺;施工日记(停电、卡管等问题);成孔的检测。只有掌握全面的资料才能更准确的检测桩基的缺陷。

3.2 处理桩头、桩顶

桩头和桩顶的处理效果同完整性检测效果有着直接的联系,所以必须要加强对二者的处理工作。对于桩头来讲,其高度要高于标准高度0.5 m左右,保证桩头的质量不能存在缺陷;而桩顶的处理需要符合以下三个方面:①保证桩顶的清洁程度,不能存在石屑、污水;②保证桩顶的平整程度,不能存在凹陷、突出;③桩顶不能存在裂缝、松散,这样才能保证传感器在桩顶安装的稳定程度。

3.3 安装传感器

通常情况下,加速度传感器多应用于局部、浅部缺陷的检测工作中,而对于大面积检测及深度检测时通常采用速度计传感器,需要注意的是,无论采用哪种传感器进行检测,都必须要保证传感器垂直、紧贴在安装面上,不能采用用手按住的方式来进行检测,否则将会影响检测的准确性,结合本次实验的桥梁情况,应用的传感器为速度计传感器。除此之外传感器的安装位置也需要注意,要尽量远离钢筋主筋,避免振动对完整性检测的影响。

3.4 选择激振方式

由于桩基的直径较大,入土也比较深,所以激振点的位置选在中间,一方面能够防止偏心振动,另一方面受到的干扰也比较少。对于桩基的浅度检测来讲,通常擦用轻锤,不仅入射脉冲比较窄,而且能量较小;而对于桩基的深度检测来讲,通常采取重锤,不仅入射脉冲比较宽,而且衰减的速度比较慢。本次实验采用的是刚度较小的重锤进行完整性检测。在激振的过程中要保持垂直于桩顶,落下的过程中要干净利落,避免其他信号对效果的影响,为最后检测的准确性打下坚实的基础。

3.5 分析结果

分析结果之前先要对各个环节的一致性进行分析,同时还要保证信号之间的一致性,具体的分析过程分为以下三点:其一,明确波速。只有波速的取值越准确,在检测桩基完整性时才能越准确,波速的取值是依照下式来计算:

σc=4.18e0.49v

其中σc为混凝土的抗压强度,V为波速,结合混凝土的品种、级配、配比来明确波速。其二,控制好指数信号,完整性检测过程中,为了避免波形飘移需要适当放大信号,但如果信号过于放大就将会放大缺陷信号,导致误判,所以要控制好指数信号;其三,结合事先收集的资料综合判断缺陷情况,考虑到各方面的因素,例如施工问题、停电问题等,提高桩基完整性检测的准确性。

3.6 收集、保存数据

由于桥梁的使用年限较长,桩基的完整性检测工作要经常进行,少则几次,多则几十次,所以每次检测的数据都必须要收集、保存好,当检测工作完成之后要将数据及时存储到计算机中,并对应的做好编号、排序工作,为下一次的桩基检测工作提供数据支持,更加有利于工作的顺利开展。

4 结 语

综上所述,随着公路桥梁事业的不断发展与进步,桩基的检测工作必须加强重视,通过对超声波透射法和低应变法的试验与分析,实现了对桥梁桩基完整性的检测。

参考文献:

[1] 孙晓立,鲁昌河.改进型低应变法检测既有公路桥梁桩基完整性的数 值分析[J].广东公路交通,2014,(2).

[2] 马.超声波透射法在桥梁桩基完整性检测中的应用[J].公路与汽运,

2014,(6).

[3] 邹志刚.低应变法检测桥梁桩基完整性的探讨[J].中国新技术新产品,

2011,(9).

[4] 冷慰.浅析低应变法检测桥梁桩基完整性[J].科技信息,2011,(29).

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【关键词】:铁路桥梁;桩基;质量评定

【 abstract 】 : high speed railway bridge pile foundation is the main part of the railway bearing, its quality directly related to the safety of the high-speed railway bridge use and permanent. Because of pile foundation construction process is multifarious, is difficult, technical requirements higher characteristic, so it was easy to appear quality problem. Therefore it is necessary to strengthen quality test, to ensure the quality of the construction of the bridge. In this paper, the railway bridge pile foundation inspection and quality evaluation and the correlation discussion.

【 key words 】 : railway bridge; Pile foundation; Quality evaluation

中图分类号:K928.78文献标识码:A 文章编号:

1引言

铁路桥梁工程具有投资高,施工难度大的特点,并且一旦出现事故就会造成巨大的损失。桩基作为桥梁的主要承重部分,桥跨结构墩台的巨大荷载由桩基承受,桥梁桩基质量的好坏直接影响桥梁使用的寿命和安全。如何控制好桩基的质量,不仅需要在设计施工中进行控制,还要必须有先进的检测方法。

2高速铁路桥梁桩基检测几种检测方法介绍

2.1静载荷实验法

单桩竖向承载力的确定在桩基工程别重要。静载荷实验法在检测单桩竖向承载力时虽然是最原始的但也是最可靠的方法。在桩顶施加荷载,了解荷载施加过程中,桩土间的作用,通过得到P—S曲线的特征确定承载力,判别桩基的施工质量。使用1×104KN级以上的桩基静载设备,最大加载能力2×104K N。在桥梁桩基工程中,主要使用慢速维持荷载法。

2.2钻芯检测法

钻芯检测法属于局部破损检测法,它是按规定的抽检比例进行检测,或对桩质量有疑问时采用,通过检测可判断桩身的完整性、混凝土强度、桩长、桩底沉渣厚度及持力层性状能否满足设计及规范要求。钻芯取样是钻芯法检测中的重要环节,其质量好坏直接关系到整个桩基质量评价的准确性。混凝土芯样通常有两种情况:

(1)形状规则完整,表面平整光滑;

(2)表面粗糙,完整性差。

粗骨料与水泥胶结差,其原因除了桩身质量较差外,还与钻探设备、操作工艺导致芯样破损有关。显然,由操作引起的芯样不完整并不代表该桩基混凝土质量状况,因此钻芯过程要求保证芯样的原状性和代表性,对不完整和破碎的芯样要能做出准确的分析判断。桩基钻芯取样通常按桩基总数的5%~10%进行抽检, 当施工过程中或无破损检测中发现异常情况时采用钻芯检测作进一步的判断, 由于钻芯检测结果对桩基取舍至关重要, 因此必须根据钻芯检测法准确判断桩身完整性及质量状况。钻取芯样后除了对桩基完整性做出评价外,当混凝土试块强度不足或对其结果有怀疑时,应对芯样进行抗压强度试验,以做出准确评价。

2.3低应变动测法。低应变动测法是使用小锤敲击桩顶,通过粘接在桩顶的传感器接收来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号、频率信号,从而获得桩的完整性。该方法检测简便,且检测速度较快,但如何获取好的波形,如何较好地分析桩身完整性是检测工作的关键。

测试过程是获取好信号的关键,测试中应注意:①测试点的选择。测试点数依桩径不同、测试信号情况不同而有所不同,一般要求桩径在120cm以上,测试3~4点。②锤击点的选择。锤击点宜选择距传感器20~30cm处不必考虑桩径大小。③传感器安装。传感器根据所选测试点位置安装,注意选择好粘贴方式,一般有石蜡、黄油、橡皮泥在保证桩头干燥,没积水的情况下。④尽量多采集信号。一根桩不少于10锤,在不同点,不同激振情况下,观测波形的一致性,以保证波形真实且不漏测。

2.4低应变发射波检测法

应力放射波法是以应力波在桩身中的传播反射特征为理论基础的一种方法。该方法把桩假定为连续弹性的一维截面匀质杆件,并且不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波的影响。当在桩顶施加一瞬态锤击振力,将在桩内激发应力波,由于桩与桩周土体之间的波阻抗差异悬殊,应力波大部分能量将在桩内传播, 当L(波长)〉〉D( 桩径),应力波波长λ〉〉D时, 桩可以看作一维杆件, 应力波在桩内传播可以采用一维杆波动方程计算。垂直入射的应力波在桩内传播过程中,当桩内存在有波阻抗差异界面时,将产生反射波和透射波,反射波将沿桩身反向传播到桩顶,而透射波继续向下传播。桩身的缺陷、桩底均可以根据反射波的相位、振幅、频率特性,辅以地层资料、施工记录以及实践分析经验,对其性质做出确切的判断。

2.5高应变动力检测法

高应变动力法测试技术于20世纪80年代由美国引入我国,近年来该技术得到了广泛的应用和发展。它是通过在桩顶量测被激发的阻力产生的应力波和速度波来确定承载力的。目前工程界应用最广泛的高应变动力试桩法是阻尼系数法和曲线拟合法。

高应变动力检测法确定单桩垂直极限承载力具有独特的优点,即无需静载试验中的锚桩或堆载物,时间短、费用低、效率高,并可以进行大吨位桩基检测等, 已部分取代传统的静载荷试验,逐步成为桩基工程验收确定单桩承载力和桩身质量的一种重要手段。高应变动力试桩法不仅用于确定桩基的承载力,还可反映出桩身完整程度、桩土阻力分布等方面的信息。

2.6超声波检测法

超声波检测法是通过测定超声波在混凝土中传播过程中的声速、波幅、频率、声时等声学参数,而反映混凝土的质量。对于组成材料相同且配合比一定的构件, 其内部越致密,孔隙率越低,则声波波速越高,波幅越大,频率越高,强度也越高。另外,当混凝土含石量较高时,平均声速增高而强度可能变化不大,因而声速亦可以反映混凝土的均匀性。

3高速铁路桥梁桩基的质量评定

3.1高速铁路桥梁桩基一般的质量分类

桥梁桩基检测论文范文5

关键词:桥梁工程设计;桩基沉降;桩基类型

1 正确区分摩擦桩和端承桩等桩基类型

1.1 桥梁桩基的分类

桥梁桩基根据施工类型可以分为冲孔、挖空、钻孔等桩基;按照承载力的不同,可以分为端承桩、摩擦桩、摩擦承装等;依照桩基的几何直径分为大直径桩基、中等直径、小直径桩基等,通常的施工建设中都采用大直径的桩基,例如:高速架桥、立交桥等等;按照桩基结构的水平受力情况,可以将其分为被动受力桩和主动受力桩,按照竖向的受力,分为抗压桩和抗拔桩。随着桥梁建设的不断进步,结构更加复杂的桩基也逐步使用,针对不同的桩基结构,要进行不同的桩基沉降研究,保证结果的精确性。

1.2 摩擦桩和端承桩

在桥梁工程之中,由于承载力的不同,其桩基在土层之中的不同受力不同,通常分为摩擦桩和端承桩两类(如图1所示)。摩擦桩是全部设置在软土层中,并且具备一定的深度,在其施工过程当中其桩身四周侧面和土层发生的摩擦力,同时,其桩基础的尖端也有巨大的阻力,这两个力共同承担着桩基的上部结构的承载力。而端承桩的受力情况则大部分是由桩剪阻力来承载的,同时端承桩是完全穿过软土层,并直接接触到坚实的土层。通过桥梁工程的实地调查显示,影响桩基沉降的因素较多,同时各个因素之间的相互联系密切,调查显示影响因素主要有:桩基的四面摩擦阻力、桩基的埋设深度、桩基的尖端形状、土层的图纸性质、桩基的长度和半径、桩基嵌入岩层的深度和比例、桩基底部的防沉设计等。

图1 (a)摩擦桩、(b)端承桩

2 公路桥梁桩基的检测技术

2.1 静载试验法

桩基静载实验是一种全新的桩基静载实验方法,检测流程是:首先把特制的加载设备埋到桩内的固定位置,同时把加载设备的高压油管和位移杆牵引到地面上方,然后用高压泵向荷载箱内输油,荷载箱将力传到桩身,其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡,通过Q-S曲线的变化情况,可以判定公路桥梁桩基的承载力、桩基沉降状况、桩基弹性压缩因子和岩土层的变形程度。

2.2 高应变动测法

高应变动测试技术是美国的测试公司首先发明的,这是一种和计算机软件联系较为紧密的测试技术,通过在桩顶测量被激发阻力产生的应力波和速度波还确定承载力的大小,目前在测量界,最常用的是高应变动力试桩法和曲线拟合法。高应变动测量技术在检测桩基的垂直极限承载力方面具有独有的优点,无需架设辅助锚桩,而且测试时间短、费用低、效率高,同时不仅仅可以用于确定单桩承载力和桩身重量,还能反映桩体的完整性、桩层阻力分布等。

2.3 声波透射法

声波透射法是在灌注混凝土之前,在桩基内埋设若干根声测管,以便于顺利的进行超声波发射和接收,咽喉利用超声波探测仪沿着纵轴线逐点的测量各横截面的声参数,并对测量的各种参数数值进行分析判断,从而推算出桩基中混凝土结构的沉降状况,给出混凝土结构的强度和指标。

2.4 钻孔取芯法

钻孔取芯法利用专用的钻孔设备对桩基进行抽芯取样,并结合实际的取样情况,判断桩基的长度、混凝土的缺陷、混凝土的强度。桩基持力层的厚度等,钻孔取芯方法能直接接触到桩基,对于桩基状况的了解较为准确,但是测量数据不全面,只能对局部范围的桩基状况进行判断,不能全面的了解桩基的情况,而且对于桩基结构造成破坏,在实际的检测工作中采用较少。

3 单桩的沉降分析计算

单桩载荷分析最常用的方法是载荷传递分析法,其工作理念是把桩基分散为一系列的相同长度的桩基单元,并在每一个桩基段和土层之间联系采用非线性的弹簧来模拟,并且桩基础端处土体也采用非线性弹簧与其联系。但是其现场工程施工中,需要安装不同的仪器设备,进行桩基的载荷试验,其现场测试的普及性不好。

剪切形变传递模型的提出简化了桩基沉降中的计算,同时模型假定认为当载荷承载力较小时,其桩基在轴向的负荷载力下会发生沉降,而且桩基在沉降的过程中,会对周围的土层产生剪切形变的作用,而桩基周围土层没有相对的移动,剪应力会沿着桩基侧面的表层扩散到周围的土层中。在使用负荷承载时,摩擦桩段承载的比例要小的多,其沉降大多是由桩侧所传递的负荷承载造成的。

弹性理论法是利用弹性理论对桩土系统研究单桩基础在纵向的符合承载作用力与桩基础土层之间的作用力和相对位移之间的关系,从而得到土对桩、桩对桩以及桩对土还有土对土之间的所有的共同作用方式。弹性理论法可以扩展出一系列的沉降计算方法,并能够基于桩基的位移进行轴向承载下桩基桩基的压缩。

4 群桩的沉降分析

4.1 弹性理论法

弹性理论法的群桩沉降分析是以Minidlin解的唯一和应力解为依据形成的位移法和应力法。此外还有一种简化的弹性理论法求位移,以应力法中子桩侧面摩擦力为线性,将单桩分析的理论进行叠加得到桩群的计算方法。

4.2 实体深基础法

现在常用的群桩沉降方法是实体深基础法,可以把高承台下的桩群和土层中作为实效墩基的实体深基础,不超过这个等代墩基的范围,桩群如同实体墩基般工作并且桩间土层不发生压缩,最后利用扩展的计算方式得到群桩的沉降。在实际的计算中,要消除桩基附加应力和地基土性质的差别而带来的误差,要采取一系列的防治措施,例如变动假定实体基础底面的位置,注意桩基础之间土层发生压缩的可能性;在群桩顶部外面以固定斜率增大假定实体基础底面的面积,注意群桩基础周围剪应力的影响等措施。

4.3 等效作用分层总和法

等效作用法很早就被提出,并被桩基技术规范采用,来进行对均匀土质的土层中群桩沉降的Mindlin解和均匀负荷承载下的矩形基础的Boussi-nesq解之间的比值进行计算,得出结论修正等代墩基的附加应力。最后依据分层总和法求得群桩的沉降。

5 结束语

总而言之,在桥梁工程设计中对桩基沉降进行分析时,要结合理论知识和实际工作经验,同时并借助先进的测量技术,提高桥梁桩基沉降分析的全面性,保证桥梁工程的桩基沉降不影响其正常的使用功能。

参考文献

[1]颜宏.公路桥梁工程设计中的桩基沉降分析[J].工程技术,2010(3).

桥梁桩基检测论文范文6

关键词:公路;桥涵;工程;试验;检测

中图分类号:[TU997] 献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)12-0020-02

1 检测内容及方法

1.1 原材料的检测

桥梁工程中的原材料主要包括:生产混凝土的各种原材料,如水泥、砂石料、水、外加剂等;普通钢筋混凝土结构用钢筋,各种预应力结构用预应力钢筋、钢丝、钢绞线,锚具、夹具、连接器以及各种型钢等;桥面铺装层用沥青混凝土、桥头搭板下的各种无机结合料垫层等所使用的各种原材料。

1.2 桥梁工程各部位结构尺寸及外观质量的检测

在施工过程中应对桥梁各部位的放样位置、结构尺寸及外观质量进行检测评定,放样位置及结构尺寸的评定一般可采用全站仪、经纬仪、水准仪、钢尺等,所用测量仪器的性能及测试精度应满足相关规范的要求,对检测结果的评定应按照标准的规定执行。外观质量检测一般采用目测的方法,主要检测内容是混凝土表面的平整度、蜂窝、麻面的面积、深度等。

1.3 对桥梁结构构件混凝土强度等级、内部缺陷及承载能力的检测

对结构构件混凝土内部缺陷的检测一般采用超声法,即利用超声脉冲通过缺陷部位时发生折射、散射、绕射等从而导致声速、波幅、主频发生变化的现象来判断缺陷的部位及大小。在检测桩身混凝土的缺陷时,除超声法外还有反射波法,反射波法是利用锤击应力波在桩身缺陷处的反射波特征来判断桩身缺陷的一种方法,这种方法操作简单、快捷,应用较为普遍。除要对混凝土结构构件的尺寸、外观质量进行检测外,有时还需要对结构构件的承载能力进行检测,如单桩的承载力、梁体的承载力等。单桩的承载力测定常用静载试验的方法,在经动、静对比试验的基础上也可采用高应变动测方法。梁体的载荷试验一般采用重物堆载的方式,利用应变计、挠度仪等测定各控制截面的应力、挠度等,所用仪器的精度要求应满足相关规程的要求。

1.4 桥梁载荷试验

对一些采用新材料、新工艺、新型结构的大中型桥梁,为确保工程质量常常采用现场载荷试验的方法检测桥梁的整体承载能力;对于一些旧桥梁也常常采用现场载荷试验的方法对桥梁的承载能力重新进行评估;对一些特大型桥梁在竣工验收时也常常要求进行载荷试验。桥梁的现场载荷试验可分为静载试验、动载试验及桥梁的振动试验等。试验检测是保证桥梁工程质量的必要手段,桥梁工程检测项目繁多,新技术、新方法不断涌现,切实掌握各种检测技术的基本原理、基本操作方法及数据处理方法,是每一位试验检测人员所必需的。

2 试验检测的任务及需注意的事项

2.1 试验检测的任务

2.1.1 确定新建桥涵结构的承载能力和使用条件。对于重要的桥涵结构在建成竣工后,通过桥涵试验考察该桥涵的是施工质量与结构性能,判定桥梁结构的实际承载能力,为竣工验收、投入运营提供科学依据.对于新型或复杂的桥涵结构,通过系统的桥涵试验,可以掌握结构在荷载作用下的实际受力状态,探索结构受力行为的一般规律,为充实和发展桥梁结构的设计计算理论积累科学的资料。

2.1.2 评估既有桥梁的是使用性能与承载能力。对于既有桥涵结构在运营期间,因受水害、地震等自然灾害而损伤,或因设计施工不当而产生严重缺陷,或因使用荷载大幅度增长而严重超过设计荷载等级,通常通过桥涵试验来评估既有桥涵的使用性能与承载能力,为既有桥涵养护、加固、改建或限载对策提供科学的依据、这对于缺乏完整技术资料的既有桥涵更为必要。

2.1.3 研究结构(构件)的受力行为,总结结构受力行为的一般规律。随着桥梁工程的不断发展,新结构、新材料、新工艺的推广应用,原有的规范、规程往往不能适应工程实践的要求。为了修改、完善既有的规范、规程,指导设计和施工工作,就需要进行大量的研究性试验。

2.2 桥涵试验需注意的事项

2.2.1 对于新桥型结构、新材料、新工艺,必须通过试验检测鉴定其是否符合国家标准和设计文件的要求,同时为完善设计理论和施工工艺积累实践材料。

2.2.2 对于各类常规桥涵,施工前先要试验鉴定进场的原材料、成品和半成品构件是否符合国家质量标准和设计文件的要求,对其是否符合质量标准要求,经检验符合质量标准后方可进行下一工序施工,否则,就需要采取补救措施或返工。桥涵施工完成后需全面检测进行质量等级评定,必要时还需要进行荷载试验,以对结构整体受力性能是否达到设计文件和标准规范的要求作出评价。

2.2.3 对于在施工中的大跨径悬索桥、斜拉桥、拱桥和连续钢构桥,为使结构达到或接近设计的几何线形和受力状态,施工各阶段需对结构的几何位置和受力状态进行监测,根据测试值对下一阶段控制变量进行预测和制订调整方案,实现对结构施工控制,而试验检测是施工控制的重要手段。

2.2.4 试验检测又是评价桥涵工程质量缺陷和事故的手段,通过试验检测为质量缺陷或事故判定提供实测数据,以便准确判别质量缺陷和事故的性质、范围和程度,合理评价事故损失,明确事故责任,从中总结经验教训。

3 具体试验检测数据分析及相关经验论述

3.1、某工程具体试验检测数据

某工程依照《建筑基桩检测技术规范》进行检测,对混凝土灌注桩进行超声波检测。该检测对象为C25砼灌注桩,本次试验共检测24根工程桩,其中Ⅰ类桩24根,占所测桩数的约100%;Ⅱ类桩0根,占所测桩数约0%;Ⅲ类桩0根,占所测桩数的0%;Ⅳ类桩0根,占所测桩数的0%。均为合格桩。(标注:Ⅰ类桩:混凝土完整、均匀性优。合格;Ⅱ类桩:局部有轻微缺陷、均匀性良。合格;Ⅲ类桩:局部有较严重缺陷。不合格。经处理后可使用;Ⅳ类桩:混凝土有严重缺陷或断桩。不合格。报废或通过验证确定是否加固使用。)

3.2路桥检测相关经验

3.2.1要改进试验检测的技术设备。比如在我国无损检测技术方面,随着科学技术的进步和我国公路建设的迅速发展,一般的检测技术已不能满足大规模、无破损、精度高的公路质量检测需要,而传统的检测设备也有许多弊端。

3.2.2一定要保证监理对抽取的样品监督严格。在现实中,存在不少监理对抽取的样品监督不严导致的检验的样品与实际施工中所使用的样品不一致,失去了对样品检验的作用。

4 结束语

总之,经过了多年的基础建设,我国的公路桥梁网络已经趋于完善。但是,随着服务年限的增加,部分桥梁可能会出现混凝土开裂、钢筋锈蚀、梁体挠曲过大甚至局部沉陷等缺陷,对这些局部缺陷要利用各种必要的检测手段对缺陷的性质、位置及大小进行检验评定,并根据检验结果进行必要的修补加固。当桥梁破坏部位较多,对整体承载能力影响较大时,应通过载荷试验对桥梁的整体承载能力重新进行评估。

参考文献:

[1] 郑世强.浅议公路工程试验检测工作对工程质量的影响[J]. 黑龙江交通科技. 2011(10)

[2] 李会银.论如何加强实验检测提高公路质量[J]. 科技资讯. 2010(17)