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桥梁桩基检测论文大全11篇

时间:2022-10-16 07:03:45

桥梁桩基检测论文

桥梁桩基检测论文篇(1)

中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)120-0224-02

0 引言

桥梁桩基础质量是整个桥梁工程质量的核心部分,作为整个桥梁荷载传递的最主要的部位,它的质量直接影响桥梁整体质量。笔者从事公路桥梁专业质量检测多年,深知公路桥梁桩基础质量检测的重要性,也研究了国内外许多不同的桩基础质量检测方法,本文就此问题简单的谈谈这方面的问题。

1 桥梁桩基础检测方法概述

桩基础作为公路桥梁隐蔽工程,而且大多数桩基础都是无法直接用直观的方法进行检测的,一般都要借助与先进的仪器进行检测分析,研究国内外桩基础检测的方法,首先就是钻芯检测法,这种方法是通过专门的钻孔机在灌注桩进行钻芯取样,通过科学的对已经钻取芯样进行认真观察和进行试验对桩的质量分析和认定,也是属于比较古老的一种方法:其次有一种叫振动检测的方法,又称动测法。这种方法的原理就是在桩基础顶面用不同的方法制造一个激振力,让整个桩的内部感受到振动力的作用。另外一种方法就是通过在整桩的核心部分产生应力波,采用科学分析应力波的各种参数进行推定整个灌注桩用的混凝土的灌注质量及整桩可以承受的承载力的一种方法。第三种就是超声脉冲检验法,这种方法最初是用于科学检测普通水泥混凝土缺陷的很常用的方法,在此基础上不断的进行改进发展起来的,我们在进行混凝土灌注施工的时候先预埋用于检测用的管道,作为超声检测的通道作和接收换能器的通道。具体检测的时候探头要分别放在两个预先放好的管道里同时提起,根据不同的提升速度逐点测出断面上超声脉冲穿过混凝土时的声时等各种不同的参数,然后根据超声测缺的最普通的原理科学的分析各个断面上混凝土自身的质量。还有另外的一个方法叫做射线法,射线法的基本原理是以放射性同位素辐射线在混凝土中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。一旦射线穿过水泥混凝土的时侯,由于水泥混凝土内在的质量不同或因存在缺陷,接收仪所记录的射线强弱发生变化,据此来判断桩的质量的方法。

2 不同检测方法优劣判定

上面对桥梁桩基础检测方法有了一个大概的了解,下面简单介绍以下各种方法的优劣性能,对于钻芯法来说,首先就是钻机问题,比较笨重,而且它所反映的只是钻孔范围很小一部分的混凝土质量,一般来说桩基础都在10几米、20几米甚至更长,仅仅靠钻芯来检测桩基础质量一般不能真实的反映桩基础质量,费工耗时,价格昂贵,如果抽样检测尚可,大面积检测就无法反映真实情况了。振动检测一般有敲击法和锤击法,还有稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法。现在我省大多桩基础都采用超声波的方法进行检测,根据不同的桩基础直径,预先埋设声测管,根据混凝土缺陷的原理进行判定,是比较常用的方法。

3 桥梁桩基础检测方法的比较

桥梁质量评定中基础的评价是一个重要的工程,桩基础由于其特殊的施工方法和工艺,加上这种基础形式长度特别长,所以在施工过程中要如实客观的进行记录,从开孔到原材料制备,从灌装到检测都要进行如实客观的记录没一个过程,这些技术参数的记录对评价桩基础的质量是非常必要的,桩基础的质量最重要的指标就是它的承载能力,桥梁质量检测方法中最能体现桩基础质量的方法就是静载试验,但是无论什么方法都有他的弊端,这种方法也不例外,它会破坏基础,使得基础受到损伤,另外检测的周期相对较长、所用的设备比较庞大、表现出来就是费用高,这些弊端就造成不能大面积进行检测,无法进行对桩基进行批量检测。所以静载试验很少成为桩基础质量检测的方法,仅仅在一些有争议的桥梁桩基础上进行检测。最近这几年新的技术有了改进,如高应变动力测桩(PDA)相对于静载试验它的优点就是比静载试验用的仪器设备要轻便一些,弥补了检测周期长的缺点,更重要的是结果是可以认可的,不过它的频率还是跟不上实际要求,费用主要表现还是仪器偏大,检测费用偏贵,这些缺点还是制约了全面检测桩基础质量的要求。现阶段发现低应变动力测桩这项新型的技术检测桩基础表现出来的各项性能方面是更加简单、检测所用的费用相对还是便宜、较其他的方法检测的速度快点,对正常的施工影响比较少,所以用的机会就大的多了。

4 低应变检测方法概述

低应变检测的特性可以使的这种方法应用比较广泛,然而它对承载力的检测却是无能为力的,仅仅是从桩的完整与否进行鉴定,常见的情况是缩径现象、桩基础扩径现象、桩身断裂的现象、水泥混凝土因为震动造成离析等施工技术方面间接的来进行验证桩基础各种性能和特性,另外的一个主要的指标就是表征桩身混凝土的致密程度是否达标一个指标就是波传播的速度,通过研究我们知道波传播的速度很大程度上是与施工的技术的熟练程度有关、其他的就是原料、主要是粗集料、细集料、水泥和材料的配比、施工过程中搅拌是否充分有关。由此可以看出来,低应变检测桩基础的所用的设备是可以的,但是波速这个方面的东西就不好说了。所以对与这个低应变检测方法总的来说它还是存在这方面那方面的问题的,我们用低应变检测方法进行桩基础检测的过程中还是要进行认真科学的分析,只有这样才能科学的做好检测工作,对桩基础的质量负责,更好的服务于桥梁施工。

5 结论

综上所述,公路工程桥梁桩基础的各种检测方法都是各有千秋,不同的方法之间都是根据不同的侧重面进行检测的过程,不论是有损检测还是无损检测,所有检测的目的都是为了保证桩基础能够保证桥梁安全运行,如何在检测过程中寻找到合适的方法要根据检测需要来,不同的需求所使用的方法是不同的,相信随着科学技术的不断发展,对于桩基础理论研究的不断深入,会有更多的检测方法检测技术来代替现在的这些方法,技术,使得桩基础的安全性能会更加突现。

桥梁桩基检测论文篇(2)

中图分类号:U41文献标识码: A

引言

我国的公路桥梁检测技术在经济发展的带动下快速的发展,传统的检测方法已经不能对公路桥梁的情况作出准确的检测和判断,无损检测技术正是在这样的背景下发展起来的。计算机技术的进步改变了传统检测的公路桥梁检测的现状,使得公路桥梁的检测更精准安全,实现了检测技术由有损检测到无损检测的转变,为公路起来建设的发展创造了有利的条件,所以检测时要加强运用。

一、无损检测技术简介

无损检测技术就是指在对结构与主体不产生影响的前提下,通过某种物理方法对指标进行确定,从而判断结构是否发生性能改变,能够达到使用要求。无损检测技术基本与最前沿的科学技术相关,借助科技的发展,实现了在现实工程领域的应用。道桥工程中的无损检测技术主要是为了在不影响正常运营使用的前提下完成对质量的检测,应用了机械力学、材料力学与物理学等技术,同时是对电子技术与计算机技术的结合。

二、桥梁桩基的无损检测技术

(一)声波无损检测

声波无损检测主要是利用在混凝土结构声学检测技术的基础上发展而来的,其主要检测桩基的完整性。其主要对在撞击中传播的应力波进行分析,如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变,如果应力波在桩基中均匀传播,则表明桩基的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化,则表明沿桩基在长度方向上存在缺陷。同时,在桩基存在缺陷部位应力波将发生突变,从而使得应力波发生透射波、反射波或者散射波等现象。由于,无损检测对桩基不产生破坏,所以特别适用于桥梁工程的桩基完整性的检测工程中。

(二)高应变检测

这种检测手法应用的时间已经相当长,它主要是对桩的竖向抗压承载能力与设计要求是否相符进行判定。使用这种方法对桩身的预制桩接头以及水平整合型的具体缝隙等各种缺陷进行判定时,能查明其是否能够对竖向抗压的具体承载能力产生影响,并在此基础上对缺陷的程度进行合理判定。这种方法已经普遍应用于一些地区。就目前情况来看,国内外运用的高应变法的测试与结果分析的主要基础还是一维杆拨动的相关理论,没有将桩和土之间互相作用的相关机理考虑在内,因此,在对承载力进行测试时,运用这种方法有一定程度的局限性。

(三)低应变法

这种方法主要是对桩身的完整性进行检测。很多缺陷或者是质量事故都在流水处或者是底层的变化处发生,底层的变化会导致反射波的产生从而影响波形,所以要对地质资料进行查看,了解施工的具体记录,从而确定缺陷的具置。定量分析软件能帮助我们判定基桩缺陷的具体程度,虽然这一软件有一定的不足之处,但是它对应力波在桩身进行传播的具体过程进行了分析,只要保证桩周选择合理的土参数,就能起到一定的效果。在运用低应变法进行检测时,不断缺陷属于什么样的类型,其共同的表现就是桩的阻抗减小,不能区分缺陷性质。

1.低应变动测法的适用范围介绍

公路桥梁工程桩基低应变动测法的适用范围对测量影响是十分巨大的,其中公路桥梁工程桩基测土阻力是主要因素,测土阻力包括两个部分:动土阻力和静土阻力,后者是主要影响因素,其特点可以概括如下:(1)消减反射波峰值;(2)加快应变力衰减;(3)动土阻力波的产生限制了可测桩基的长度。

通过总结实际公路桥梁工程桩基施工过程中的经验教训,在公路桥梁工程桩基中采用低应变动测法对公公路桥梁工程桩基进行检测时,公路桥梁工程桩基的长度通常在5~50m的范围之间,公路桥梁工程桩基的半径一般需小于0.9m,尽管一些长度大于50m的公路桥梁工程桩基仍能够获得桩底的应力波信号,然而因公路桥梁工程桩基的承载力较大,公路桥梁工程桩基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不够准确,同时也会受到公路桥梁工程当地地质条件的影响。

2.低应变动测试过程分析

低应变动测试过程中,测量人员为了提高公路桥梁工程桩基测量结果的精确性和准确性,要特别注意以下几点:选取测量点和锤击点、安装传感器等。

(1)选取测试点。测试点的选取应该以公路桥梁工程桩基直径为选取依据,选取原则要保证公路桥梁工程桩基测试点满足实际测量的需求,通常情况下,公路桥梁工程桩基直径不小于0.15m,基桩测量点的选取应该大于5个,而且要保证和钢筋笼的间距在15cm以上,选取的方式要保证公路桥梁工程桩基测量点均匀,打磨处理应该仔细认真,保证后续公路桥梁工程桩基施工正常进行。

(2)选取锤击点。公路桥梁工程桩基检测过程中的锤击点适宜点为相距传感器20~30cm的位置,如果锤击点与传感器间距离太近,锤击的冲击力可能对传感器造成干扰,而若锤击点与传感器间距离太远,就可能有横波的影响产生波形震动现象,这将无法准确反映公路桥梁工程桩基的状况。所以锤击点和传感器位置选取的好坏直接决定着公路桥梁工程桩基检测效果,可以聘请公路桥梁工程桩基检测专业技术人才进行测量检测,保证公路桥梁工程桩基检测结果满足设计要求。

(3)传感器的安置。按照公路桥梁工程桩基测试点的选取情况来确定传感器的安装,粘贴方式是最为常用的安装公路桥梁工程桩基检测传感器的方法,因此这就要求在公路桥梁工程桩基的顶部干燥的时候,比较常用的粘贴剂包括:橡皮泥、黄油、石蜡、等,粘贴层的厚度应该适中,避免过厚造成公路桥梁工程桩基检测传感器应力波接收不准确的情况。

三、加强无损检测技术在桥梁中应用的措施

(一)加强无损检测技术的创新

技术创新是将无损检测技术充分运用到公路桥梁检测中的首要前提。因为公路桥梁建设技术的发展会带动公路桥梁结构、用材等的变化,使得检测的难度加大,现有的检测方法不一定都能完成相应的检测工作,所以需要新的测量方法才能有效的完成,所以将加强技术的创新尤为重要。例如引进国外先进的检测技术、建立实验室进行相关研究、对现有检测技术进行改进、结合公路桥梁检测的实际进行相关研究等都是加强技术创新的有效方式。

(二)提高相关检测人员的素质

在公路桥梁的检测中,经常要用到各种仪器设备和各种检测技术,而且使用这些仪器设备和技术的要求很高,因此需要相关工作人员具备较高的专业素质,才能顺利的完成检测的任务。提高相关工作人员的素质可以进行岗前培训、定期组织员工学习无损检测技术的各种知识、开展无损检测技术知识的讲座、录用专业的高水平的相关人才等。只有这样才能为公路桥梁检测的顺利进行提供更多的人员基础,最终取良好的测量效果。

结束语

随着我国交通业的不断发展,已建成的道路桥梁的检测成为维修、维护的重要依据,通过正确有效的检测技术应用,管理者能够更加明确地了解道路与桥梁目前的运营状况,从而形成科学决策,另外检测技术还对道路与桥梁的设计产生正反馈的影响,不断提高。无损检测技术是对道路桥梁进行无损伤性的检测,能够保证交通正常进行,经济活动不受干扰。我国目前要不断加强无损检测技术的研发与人员培养,不断进行技术推广试验,提高适用性,通过技术与管理双重作用,实现道路与桥梁的质量保证。

参考文献:

[1]谭敏,揭选红.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用思路研究[J].科技资讯,2010,10:92+94.

[2]徐晓东.超声波无损检测技术在桥梁健康状况评定中的应用研究[D].吉林大学,2008.

[3]李波.桥梁桩基缺陷的声波透射法检测及其对承载力的影响[D].长安大学,2013.

桥梁桩基检测论文篇(3)

桩基施工质量是否达标将直接关系到桥梁整体结构的安全性,而且是提升桥梁使用年限和功能性的重要施工部分。在桥梁桩基施工中,多数项目属于隐蔽工程,对于其施工技术的实际应用也提出了更高的要求和标准。而桩基工程的检测在整座桥梁中起到了关键的作用,对其进行分析也是桩基工程的重点。优良的桩基工程是优质桥梁工程的保证。

1 桥梁桩基施工的特点分析

桥梁的桩基施工是桥梁设施建设的重要基础,也是加快城市化进程的先决条件,因此,对桥梁的建设中必须将质量问题提升到相应的高度,并且不断加强对于各工程项目施工技术的深入研究和探索。在桩基工程建设中,桥梁工程的数量不断增多,为了保证桥梁桩基施工技术的科学、合理应用,必须对其特点进行全面的分析。交通工程中桥梁桩基施工的特点,主要表现在以下几个方面:

1.1重要性

在桥梁工程建设中,桩基施工是基础和根本,因为桥梁工程建设过程和使用过程中,桩基会直接影响正个桥梁的承载能力和使用寿命,没有良好的施工质量,会导致桥梁结构受损,缩短使用寿命,严重的发生垮塌危害公众安全。在建设桥梁的时候,桥梁桩基施必须要受到重视,保证工程质量和施工标准落到实处。

1.2复杂性

现在,国内交通工程的桥梁桩基施工中,根据地质情况、施工环境等因素,可以选用的桩基类型较多(以混凝土灌注桩为主),而且各种桩基对于施工工艺和技术的要求也略有差异,在组织桥梁桩基施工时,施工单位必须在对设计方案进行全面审核的基础上,明确各种施工技术的适用范围及优缺点。另外,桥梁桩基施工中,受各种内外部因素的影响较大,如果在施工技术的应用中出现问题,极有可能导致工程项目整体质量的下降,甚至降低桥梁的使用年限和结构安全性。

1.3知识多样性

从现代工程学专业知识的角度出发,桥梁桩基施工中涉及到从桥梁结构、地基基础、工程地质、水文地质、建筑材料、静动测试、工程机械、土力学等学科的基本知识,工程项目设计和施工技术管理人员必须具备较高的专业素质,而且要熟悉国家建筑主管部门出台的相关规范和规程,这是保证桩基施工质量和防范施工事故的重要基础。

2 桥梁桩基工程检测方法要点分析

桩基工程是桥梁工程中的主要基础形式,对基桩的检测内容大体可分为承载能力检测和桩身完整性检测两个方面。桩身完整性检测最长见方法有低应变反射波法、超声透射法和钻孔取芯法等;承载能力检测的方法主要有静载试验法和高应变法。

2.1低应变反射波法

低应变反射波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身的应力波信号,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结论。

低应变反射波法采用一维应力波理论来分析桩土体系的动态响应,并做了3点基本假设:1、桩被看作式一维弹性体杆件(桩的长度远大于桩径),2、桩被视为由匀质材料构成,截面恒定,各物理力学参数为常数,横截面在受力时保持平面,3、忽略桩内外的阻尼和摩擦力的影响。用手锤敲击桩顶产生的应力波,理论分析表明,一维弹性杆中波长应大于10倍杆径,这样一维波动方程的解才是精确的。因此,时域曲线不但有纵波存在,还有横波存在,而大直径桩中波速是频率的复杂函数,限制着可测桩的直径。在实测中,桩侧土阻力特别是动土阻力对应力波传播的影响非常大,表现在以下方面:①导致应力波迅速衰减;②影响缺陷反射波幅值;③产生土阻力波。低应变动测法较难区分局部混凝土胶结不良、离析、缩颈等常见的缺陷,一般表现为反射波和入射波同相,但从时域曲线上严格地区分这些缺陷有一定的难度,建议结合频域曲线、工程地质条件、施工情况进行综合分析。也较难区分扩孔、地质变化、嵌岩等情况,故只能对信号作有程度的区分和大致定性,而不能过于夸大地下结论,如承载力、混凝土强度、缺陷类型、大小等。

低应变反射波法,检测设备简便,检测速度快,费用相对较低,适用于工程桩大面积普查。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。

2.2超声波透射法

超声波透射法是最早采用的桩基完整性无损检测法,在上世纪80年代末正式应用于福建省桥梁桩基检测上,其方法是在灌注混凝土之前,在桩孔内预埋数根声测管,作为超声脉冲发射与接收探头的通道,用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声参数,然后对这些测值作各种特定的数值判据或波形判断处理后,得出桩的缺陷类型、大小、位置、混凝土均匀性指标和强度等级。

用超声波透射法检测钻孔灌注桩完整性的优点在于结果准确可靠,不受桩长、桩径限制,无盲区(声测管范围内都可以检测),可测桩顶低强区和桩底沉渣厚度,桩顶不露出地面即可检测,方便施工,也可粗略估测混凝土强度,适用性较强。由于超声波只对已埋设声测管的范围内混凝土进行完整性检测,声测管以外(包括持力层,保护层部分等)不在检测范围内,对于支承桩或嵌岩桩,宜同时采用低应变反射波法检测桩端的支承情况,确保基桩承载力满足设计要求。 2.3静载试验法

对于桥梁的桩基,单桩的承载能力至关重要。对于单桩承载了的测试方法中,采用静载试验法最直接、最可靠的方法。测试方法是在桩顶施加轴向压力,通过不同等级压力对单桩的影响获得数据,了解单桩的实际性能,从而得出单桩承载能力。

单桩竖向抗压静载试验法可分为慢速维持荷载法和快速维持荷载法两种。为设计提供依据的应采用慢速维持荷载法;施工后的工程桩验收检测也宜采用慢速维持荷载法,当有足够的地区经验时,可采用快速维持荷载法,但建议在最大试验荷载时,应根据桩顶沉降收敛情况决定是否延长维持荷载的时间。测试耗时较长,而且对桩身的作用力较大,施工环境相对较差,检测费用都比较高,而且加载设计难度高,检测程序复杂,并且有可能对桩身或周遭土造成破坏,是基桩的承载力受到影响。所以不宜采用这种方法进行普查。在大型工程中采用抽样测试,抽样比例通常低于10%或者不少于5根,这样就可以同时满足各方面要求,也可以得到理想的试验结果。在测试过程中,基准桩的问题有时会被检测人员所忽视,容易出现基准桩打入深度不足或离试验桩的间距不够,试验过程产生位移等的问题。

2.4高应变动测法

高应变动测法是用重锤个桩顶一竖向冲击荷载,在桩两侧距桩顶一定距离对称安装力和加速度传感器,量测力和桩、土体系响应信号,从而计算分析桩身完整性和单桩竖向抗压承载力的方法,还可以监测预制桩和钢桩打入时的桩身应力和锤击能力传递比,为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。Case法和曲线拟合法(CAPWAP)法是最常用的高应变检测方法,两者以行波理论为依据,量测桩顶力和加速度时程波形,但对测量信号的分析处理方法有所不同。和静载试验对比,高应变动测法的试验成本和检测时间有了大幅度的减少,测试结果可以帮助到其他测试。

桥梁桩基检测论文篇(4)

引言:

地震是由地壳运动而产生的自然灾害,近十年间由于人类对自然环境的破坏导致地震频发,给国家和人们造成了非常大的伤害。中国在近几年也出现了多起地震事故,造成了隧道、公路、桥梁各类交通基础设施损毁及上万人员死亡,给灾区人民和国家造成巨大损失,给人们的心理和生理都造成了严重的伤害,其中桥梁损毁尤为严重[1]。

1.低应变反射波法工作的原理

低应变反射波法主要是对桩基在时间域上的振动曲线进行分析研究。研究方法主要是检测人员对桩顶进行撞击,沿身桩轴线方向产生瞬态的激振,观察桩身随着时间的变化而产生的速度的变化曲线,最后根据这曲线来判定桩基的质量是否合格。

我们可以将一维弹性杆假设为桩基,应用实验法来对低应变反射波法工作的原理进行详细的说明。

实验说明:工作人员用手锤在一维弹性杆的桩顶施加一脉冲力F(t)后,桩顶就会出现一应力波,这段波动会沿着桩身进行传播,在波阻抗的变化处会产生发射波。这样我们就可以根据波动理论和弹性波在弹性杆的桩身里进行传播的基本规律。可以得出桩顶的振动速度的表达式为:

(1)

式中:VR是反射波的速度量;V1是入射波的速度量;ρ是桩自身质量密度;C是波速;A表示桩的横截面积;n表示桩身完整性系数( )。

①当n>1, > 时,时,在这个时候,反射波VR和入射波V1是处于同相位的。

②当n

检测人员也可以假设桩顶的波速已经知道,这时候检测人员就可以根据实际测试到的反射波曲线来计算出桩基的长度和有缺陷的地方,可以用L来表示。公式为:

(2)

其中 是反射时间[2]。

2.在震后应用低应变反射波法对梁桥进行检测的必要性

灾区的梁桥是属于紧急修复工程,为了了解梁桥的情况,这样才可能加快修复的时间,还可以保证桥梁的修复质量,让桥梁能够在最短的时间内恢复通车。检测人员在对桩基进行检测时,不仅要经过大量的测试和试验,还要对所得到的结果进行处理。而且在测试的时候,检测人员一般采用小应变动测仪对成桥桩身进行检测,运用低应变反射波法,在检测时,检测人员可以通过反射波的波形曲线的时间域和频率域的分析,来确定桥梁桩基的状况和问题的所在。而且为了确保检测结果的正确性,检测人员还要对部分桩基进行挖深验证,这样才可以为梁桥的修复提供更详细的资料。

3.工程概况

该桥梁是在1998年施工建造完成的,这座桥的上部结构主要是由3孔20米的预应力混凝土简支空心板梁组成的,跨径为15米,单幅横向设有8块板。在桥面上施工人员还铺设了20厘米后的混凝土。桥梁的下部结构主要是采用圆形双柱式墩柱,直径大概是1.5米,墩柱和桩基使用的都是C30混凝土。

在地震中,这座桥梁受到地震力的影响,遭到了严重的损害,主梁和墩柱都发生了偏移。这种严重的位移导致了第3墩和第4墩的主梁完全的掉落,而且掉落的梁体坠落到了系梁和墩柱上面,直接导致了第5、6号的墩柱向外侧偏移,最大的偏移值达到了50厘米,主梁和墩柱也因为地震的影响发生了偏移,偏移距离在2~3厘米之间,也有一部分的防震挡块和盖梁都受到了损害。整体而言,这座桥的受损情况相当的严重。为了加强对桥梁的修复工作,我们采用低应变反射波法对桥梁进行详细的检测,为修复工作提供科学依据。

4.低应变反射波对桥梁的检测结果

在对桥梁的震后损坏情况进行验证时,检测人员可以采用美国PDI 公司的PITTM低应变桩身完整性检测仪。

4.1基桩完整性检测与挖探验证

桥梁桩基检测论文篇(5)

1.1桥梁桩基检测的方式方法

目前,我们所采用的对于桥梁桩基的检测方法,主要是动测法与钻芯法。其中的动测法又可分为两种方法(声波透射和低应变法),前者是对声学参数是否发生了不正常的情况,而判定其桩基的合格与否;后者则是对木桩内的频域及时域信号是否有明显的缺陷,而判断其桩基的合格与否。

1.2桥梁桩基检测技术应用中存在的问题及评定标准

某些由非检测技术的原因,发生的错误判断或者疏漏判断都会形成桥梁工程质量的安全隐患问题。同时,桥梁工程检测人员的专业技术水平不可能在一个平面上,那么,就必然会存在对检测方法、标准、质量上的理解差异性,这就形成了检测结果桩基的质量存在着十分明显的判断偏差。现在全国各个地区的桥梁工程建设,虽然都对桥梁的桩基进行了检测,但由于其评定标准,在质量范围上至今没有明确的规定,而个人对质量的规范检测评估把握上不尽相同,其结果就一定会有很大的不同。本文笔者通过对大量文献资料的研究,加上自己在这方面的认识了解,把对关于桩基质量评定的标准分为几个类别:①完整的桩基:在检测时,动测波形是呈现有规律的衰减,波形正常,混凝土的强度达到规定标准。②较为完整的桩基:在检测时,动测波形呈现小范围的变形,桩身不如完整桩完整,会存在一些小的缺陷,波速、强度均正常,基本可以达到规定设计标准。③存在明显缺陷的桩基:动测波形一般会呈现较为明显的不规律波动,桩身有明显的裂纹、夹泥等等,这种桩身强度通常达不到规定标准,使用时要对其承载力进行测试后,再根据具体情况决定是否使用。④存在严重缺陷的桩基;动测波形呈现非常不规律的变化波动,夹泥现象严重,甚至断桩。此类桩要进行相应的处理,一般情况下是不能够使用的。虽然对于桩基类型分析比较细致,但有时我们依然很难准确的掌握和区分每一类的桩基,检测上也还是会存在一些准确的性问题。

2、桥梁工程检测技术发展情况及对未来的展望

2.1桥梁检测技术发展阶段

桥梁的检测技术的发展历史历经了三个阶段:①专业的专家级人物凭借自己的理论实践经验和专业的技术感官进行检测,对所获得的信息数据做简单的操作处理;②这一阶段是应用动态波形检测方法和信号传感技术,现在这项技术,在桥梁工程检测技术中已经被大范围的应用,成为了较为主要的检测手段。③近几年,为更好的对大中型桥梁工程进行检测,桥梁工程检测的技术进入到了第三个阶段,就是集知识处理、信号处理、数据处理三位一体的智能化检测方式,而且,这种方式在逐渐成为桥梁工程检测技术的主流[5]。

2.2桥梁工程技术未来发展方向

桥梁桩基检测论文篇(6)

桥梁工程不仅仅投资高,施工难度大,而且一旦出现事故就是重责任事故,将给国家人民造成了重大损失。桩基是桥梁的主要部分,它承受由桥跨结构墩台的巨大荷载,其质量的好坏,直接影响桥梁使用长久性和安全性。桩基属隐蔽工程,要想控制其质量,不仅在设计施工中控制,还要有先进的检测方法。本文就桩基的一些常用检测方法进行分析与探讨。

一、桥梁检测技术的意义和重要性

1、桥梁建设过程中,工程材料的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工的失误难以避免,桥梁建成之后,如何对路桥的实际品质进行鉴定是业主最关心的问题。船舶和汽车等批量生产的机械设备,可以通过破坏性原型试验来检验设计目标的满足程度。路桥等建筑结构属于单件生产,不可能进行破坏性原型试验,因此非破坏性检验技术受到了特别的关注。路桥结构的试验检测方法和技术不仅具有重要的理论价值,而且具有广阔的应用前景。

2、桥梁工程试验检测工作,不仅是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段,也是工程质量科学管理的重要手段,还是桥梁工程质量管理的重要组成部分。其重要性主要体现以下几个方面。

(1)桥梁的试验检测,有利于推广新技术,它为程施工积累经验教训,有效的对新材料、新技术、新工艺进行试验检测,可以将新工艺恰当地投入到生产之中,保证计划的可行性、适用性、有效性、先进性。

(2)桥梁通过试验检测,能充分利用当地出产的材料,偏于就地取材。这样,譬如建设地点的沙石,填料等等,可借助试验这种手段,以确定上述材料是否满足于施工技术规定要求。

(3)桥梁通过试验检测,可加强质量保证。如果有了有效地测试手段,可科学地评定路用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。可以对任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验,从而评定其产品是否合格。

二、各种桥梁桩基检测技术详细分析

桩基检测技术从80年代末的只使用声波透射法抽检发展到目前的低应变、声波透射法、静荷载、钻孔取芯、高应变等综合全面普查。

1、低应变检测法

(1)基本原理

低应变检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。

(2)检测目的

检测桩身缺陷及扩颈位置。根据波形特点无法判定缺陷性质,无论是缩颈、夹泥、混凝土离析或断桩等缺陷的反射波并无大差别,要判定缺陷性质只有对施工工艺、施工记录、地质报告以及某种桩型容易出现的质量问题非常熟悉,并结合个人工程经验进行大概的估计,估计是否准确只有通过开挖或钻芯验证。

判定桩身完整性类别。所谓完整性类别就是缺陷的程度,缺陷占桩截面多大比例,会不会影响桩身结构承载力的正常发挥,但是目前缺陷程度只能定性判断,还不能定量判断。

(3)适用范围

低应变检测法适用于混凝土桩的桩身完整性判定,如灌注桩、预制桩、预应力管桩、水泥粉煤灰碎石桩等。

低应变检测法过程检测中,由于桩侧土的摩阻力、桩身材料阻尼和桩身截面阻抗变化等因素影响,应力波传播过程,其能力和幅值将逐渐衰减,往往应力波尚未传到桩底,其能量已完全衰减,致使检测不到桩底反射信号,无法判定整根桩的完整性。根据实测经验,可测桩长限制在50m以内,桩基直径限制在1.8m之内较合适。

(4)优缺点分析

低应变检测法检测简便,且检测速度较快,本方法对桩身缺陷程度只作定性判定,

尽管利用实测曲线拟合法,分析能给出定量的结果,但由于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频,响应、高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变,以及桩侧土阻尼、土阻力和桩身阻尼的耦合影响,曲线拟合法还不能达到精确定量的程度。

2、声波透测法

(1)基本原理及检测目的

声波透测法是在灌注桩基混凝土前,在桩内预埋若干根声测管,作为超声脉冲发射与接收探头的通道,用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声参数,然后对这些测值采用各种特定的数值判据或形象判断,进行处理后,给出桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。

(2)适用范围

声波透测法适用于已预埋有声测管的混凝土灌注桩。

(3)优缺点分析

声波透测法可以检测全桩长的各横截面混凝土质量情况,桩身是否存在混凝土离析、夹泥、缩颈、密实度差和断桩等缺陷,其结果比低应变法更直观可靠,且信息量丰富,结果可靠,现场操作也简便。同时现场操作较简便,检测速度快,不受长颈比和桩长限制。其缺点是被检测桩需预埋声测管,增加了桩基的造价,一米声测管造价约12元,同时声波透测法检测费用较低应变检测法高。

3、静荷载试验法

(1)基本原理及检测目的

桩基静荷载试验法是指在桩顶施加荷载,了解在荷载施加过程中桩土间的作用,最后通过测得Q~S曲线(即沉降曲线)的特性判别桩的施工质量及确定桩的承载力。

(2)适用范围

静荷载试验法适用于检测单桩的竖向抗压承载力。

利用静荷载试验法可将桩加载至破坏,为设计提供单桩承载力数据,作为设计依据。

(3)优缺点分析

桩基静荷载试验法主要是以慢速维持荷载法,在桥梁建设中,由于桩基承载力大,施工环境恶劣,检测时间长及检测费用高,配套工作麻烦,因此较少采用这种方法。

4、钻孔取芯法

(1)基本原理及检测目的

钻孔取芯法主要是采用钻孔机(一般带10mm内径)对桩基进行抽芯取样,根据取出芯样,可对桩基的长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等作清楚的判断。

(2)适用范围

钻孔取芯法适用于需要检测桩基长度、混凝土强度、桩底沉渣厚度、持力层情况等,在对嵌岩桩的检测中经常使用。

5、高应变检测法

(1)基本原理及检测目的

高应变检测法是一种检测桩基桩身完整性和单桩竖向承载力的方法,该方法是采用锤重达桩身重量10%以上或单桩竖向承载力1%以上的重锤以自由落体击往桩顶,从而获得相关的动力系数,应用规定的程序,进行分析和计算,得到桩身完整性参数和单桩竖向承载力。

(2)适用范围

高应变检测法适用于需检测桩身完整性和复核桩基承载力的桩基。

(3)优缺点分析

高应变检测法的检测结果集合了低应变检测和静荷载检测。

与低应变法检测的快捷、廉价相比,高应变法检测桩身完整性虽然是附带性的,但由于其激励能量和检测有效深度大的优点,特别在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时,能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上,合理判定缺陷程度。

高应变检测的费用比低应变检测高,比静荷载检测低。高应变检测法对于桩基承载力的检测准确度不如静荷载检测,

总之,各种桩基检测技术由于各自的理论假设及各种因素影响,均存在一定的局限性,故充分利用各种方法的强项,解决工程实际问题是很有必要的。

桥梁桩基检测论文篇(7)

中图分类号:V448.15+1a 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0154-01

引言

社会经济的快速发展,对桥梁等交通设施建设的要求也在不断的提高,而桥梁桩基础是桥梁工程的重要部分,其质量的好坏往往决定着桥梁的性能,但常规的检测方法又具有一定的局限性,因而研究无破损检测技术具有积极的意义,以下做简要的论述。

1.桥梁桩基础常见的病害及成因

桥梁桩基础是地基加固的主要形式,也是整个桥梁结构的承压构建,但是在施工中存在用料不规范、操作不按流程、施工队伍素质不齐、设备不精确、地质环境影响等,都会造成桥梁桩基的缺陷,而桥梁桩基常见的缺陷有以下几类。

1.1 桩基桩径缩小

桩径是决定桥梁竖向承压能力的关键指标,但桩径缩小是比较常见的施工问题,会导致抗弯能力减弱、承载不达标等问题,桩基桩径缩小主要有三个方面的原因:其一,地质构造含有承压水的地层时,地下水的冲刷导致砂浆流失,桩径缩小;其二,地质条件不良,桩基周围土层遇水后向桩孔中突起致使桩径缩小;其三,钢筋绑扎过密导致流动性差,部分钢筋外漏导致桩径缩小。在此类缺陷桩基中,需要对波形进行分析,产生相反的反射波,缩径越大,振幅就越大。

1.2 混凝土桩基沉渣

此类问题主要发生在施工过程中,在钻孔灌注桩进行混凝土灌注之前没有进行彻底的清洗,导致桩基本身的强度降低。混凝土桩基沉渣也有可能是没有及时进行灌注导致的,与施工的组织规划有关。当桩基础底部为弱风化围岩时,产生同向反射波,波速急剧下降,周期变长,主频变低;当桩基础很短强度高时,产生较强的同向反射波。

1.3 混凝土桩基离析

在桥梁桩基施工中,由于搅拌不均匀,成形之后的混凝土必然出现性能上的波动,如胶结不好,或者是桩孔内存在大量的积水导致骨料受到冲刷,在桩基沉积,但砂浆浮在骨料之上,造成桩基离析的问题。此类桩基础会出现波形小范围的畸变,严重时波峰会消失,最后出现低频合成波。

2.桥梁桩基础无损检测技术研究

2.1 人工激震动测技术研究

通过人工激励的方式产生地震波,地震波传递之后产生反射,接收器接受之后可以进行分析。由于地震波传播的介质是非均匀性的,必然会产生反射,地震波在桥梁桩基中出现衰减,波能转化为热能。如果桥梁桩基存在缺陷,波速降低,传播时间增加,地震波信号发生散射而衰减。根据传播方向和波动介质点振动方向的差异,可以将波形分为横波与纵波,其他形式的波也能分解为横波与纵波。横波传播方向与质点振动垂直,质点位置发生剪切应变,但横波只能在固体介质中传播。纵波是指传播方向和质点振动相同的波,由于交变拉压应力的存在,出现伸缩变形,在气体、液体和固体中都能传播。

在采用人工激震动测法检测桥梁桩基时,地震波遇到桩基缺陷产生反射波,反射波相关于缺陷桩基的阻抗。缺陷桩基界面阻抗不同时,就会产生地震反射波,发射波与入射波振幅的比值即为反射系数。传感器接收到波形的参数之后,如频率、声速、振幅等,对桩基的缺陷进行分析,可以判别桩基的问题,离析桩、缩径桩、断桩等缺陷在人工激震动测技术下,其波形的表现会出现差异,通过这些差异来进行鉴别。传统的桥梁桩基检测,在桩顶安装传感器,并进行激振,获取数据之后判断桩基的质量,但是传统的检测方式会有诸多的干扰,需要检测人员有较高的分辨能力。而人工激震动测法能有效分离干扰波,利用两点之间的缺陷时进行波速计算,有效应对深度缺陷的检测。

2.2 声波透射法

声波透射法是当前应用较为广泛的一种无损检测技术,声波在不同的介质中波形具有差异,在缺陷桩基中传播时可以体现出来。缺陷桩基的混凝土材料不均匀,产生不同声阻抗声学界面,声波沿着不同的蓝截面传播,衰减快,能量散射也比较严重。桩基混凝土中产生诸多的散射波和折射波,散射波与折射波相互叠加会有声能散失,声波在缺陷桩基中会绕着缺陷进行传播,传播路线不是直线,声时变大,声速减小。声波在遇到缺陷截面时发生多次的折射和反射,声能出现衰减,频率和波幅减小,整个波形发生畸变。在声波透射检测法中,需要在灌注之前预留孔道,并在预留的孔道中埋设声波探测管,移动探测仪和接收仪,移动时注意方向和高度,逐步获取桩基横截面的数据,由物理参数来判别桩基的完整性,声波透射法对桩基的孔径和长度要求不大。声波透射法的检测中,如果实测声速值低于混凝土声速临界值,可以判定桩基存在缺陷;所检测测点声速值很小,并且趋于收敛,判定时采用声速低限值进行,如果声速值低于底限值,则判定为异常桩基。

2.3 低应变动测法

低应变动测法对于桩长远远大于桩径的情况比较实用,用振动仪对桩顶进行激振,周围土体和桩身会产生振动,通过桩基本身的应变计将桩基振动的速度和加速度传递给接受装置。低应变动测法检测方法简单、速度快、范围广而被广泛应用,如果桥梁桩基本身存在断桩、缩径、扩径等差异性界面,弹性波在传播时产生反射,传感器对声波进行处理,以便进行数据分析。通过研究桩土之间的动态响应,达到判断桩基的长度及质量问题。随着技术的发展,低应变动测法检测的精确性也越来越高,受到广泛的重视。

2.4 高应变动测法

高应变动测法的成本低,其组成的部分包括传感器、分析仪、激振设备和测量仪等,主要用于检测桩基的竖向承压能力和桩基的完整性,在桩顶施加竖向载荷,然后收集桩基相关动力系数,主要是速度与力的时程曲线,进行分析计算,从而判断桩基的竖向承压能力和质量问题,高应变动测法在高程摩擦型桩基和摩擦型桩基的检测中比较常用。

3.桥梁桩基础无破损检测的技术要求

在进行桥梁桩基础无破损检测时,需要注意几个方面的技术要求:其一,桩头处理,处理桩头,确保清理干净,平面整洁、干燥,便于后续的检测;其二,桩基础的强度要求,由于是无破损检测,在检测中不能削弱桩基础的性能,一般要求达到桩基础龄期达到10天以上,能够很好的保护桩基础;其三,传感器的选择与安装,桩基础的缺陷检测需要保证精度,因而检测设备的选择和安装至关重要,传感器是核心设备,要求精度高、灵敏性好,安装位置要根据桩径的大小合理选择,避免漏测的情况,此外,传感器必须固定好,以免差生较大的误差,影响桩基础缺陷的分析;其四,所有的检测仪器必须无故障运行,同时仪器必须连接好,处于最佳的工作状态;其五,检测后的设备保养维护,桥梁施工现场的环境比较复杂,对仪器设备会有一定的影响,因而检测后需要进行设备的维护保养,为下次的检测打下良好的基础,同时也能避免成本上升的问题。

4.结语

桥梁桩基础是桥梁建设中的重要部分,对于桥梁的性能有很明显的影响,而桥梁是当今交通基础设施的关键,影响着社会经济的运行,因而研究桥梁桩基础的质量问题具有积极的意义。随着技术的发展,追求缺陷无损检测,既能达到质量控制的目的,又能节省成本,减少破坏作用,因而研究无破损检测技术十分重要。

桥梁桩基检测论文篇(8)

随着社会发展,市场经济不断深化,我国高速公路发展迅猛,桥梁和隧洞工程在高速路上广泛运用。桥梁工程中桥梁桩基极为关键,桥梁桩基由于深埋在地表下,再加上多数施工区域地下水较高,因而桩基的质量一直都难以控制,况且桩基质量将直接影响桥梁的整体质量。现就对桥梁工程桩基施工混凝土中的几个技术问题提出自己的见解:

1.桩基施工中护壁混凝土强度等级应与桩基混凝土的强度等级一样,且护壁应高出地面至少30厘米,另外应对护壁进行仔细检查有无漏水和渗水。

2.桩基混凝土配合比,应在施工前选择取料场对原材料进行检测合格后,分人工挖孔桩和钻孔桩进行配合比设计,一般情况下,钻孔桩水下混凝土的坍落度比人工挖孔桩混凝土坍落度要大,但无论何种混凝土都应满足施工工艺的具体要求,如混凝土坍落度、初凝时间、终凝时间等,其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。

3.混凝土灌注前应仔细对孔底进行检查,检查孔底有无积水和沉渣。一般情况下,沉渣较容易清除,但由于地下水位比较高时,积水就难清尽,鉴于此一般有两种处理方法:一是地下水量较少时,可在第一盘混凝土灌注前使用海绵、毛毡等物品尽量将孔底积水吸干净,一旦吸干净就可以立即进行混凝土灌注;且第一盘混凝土的水泥用量应适大加大,灌注高度应严格进行控制,也利混凝土充分振捣;一是地下水量较大采用海绵、毛毡无法吸干净时,可以考虑按钻孔桩进行水下混凝土灌注。

4.钻孔桩水下混凝土灌注应仔细对每盘混凝土下料量和导管拔管高度进行严格的计算。否则极易出现导管拔出混凝土以造成断桩,另外,应将混凝土灌注超过桩顶设计标高至少0.8米,也保证将桩头凿出浮浆后桩顶的混凝土质量。

5.人工挖桩混凝土灌注首先应将孔积水,特别是串筒润湿而流下的积水吸干净,避免孔底混凝土由于积水而使混凝土局部水灰比增大而出现混凝土强度偏低,严重时会造成混凝土离析,另外灌注过程中,应严格控制混凝土振捣高度,保证混凝土振捣充分避免漏振和过振,最后随着桩基混凝土的不断上升,桩基表面由于混凝土振捣而产生的浮浆不断增加,这时应用捉桶将表面的浮浆捉出倒掉,特别是接近桩顶更是如此,也避免由于混凝土配合比失真而造成桩顶出现低强度区。

6.桩基混凝土灌注完成后,在混凝土终凝后应对桩基混凝土进行保养。

桥梁工程桩基混凝土灌注完保养至龄期后,应对桩基质量进行检测,目前我国对于交通工程中桥梁桩基的检测方法普遍采用的有两种,一是超声波透射法,二是低应变法。低应变法由于其检测结果精度低,目前主要用在小直径桩或短桩的检测。然而超声波透射法虽然检测成本高于低应变法,但其检测结果准确性较高,所以目前我国采用相当普遍。

若采用超声波透射法检测桩基质量,首先应进行声测管的预埋。超声波透射法检测桩基质量的工作机理一般情况下就是一个发射,一个接收,两个探头从桩底按一定规定的高度上利用发射探头所发射的超声波通过混凝土再到接收探头,其间根据某些声学参数如幅度、频率等的不同变化,从而反映出混凝土内部情况如孔洞、强度、离析等。而声测管就是探头运动的通道。声测管埋设时应按设计图要求绑缚于桩基的钢筋笼上,由于此工作方式,因此超声波透射法检测桩基质量不受桩长,桩径的影响,成为目前我国较受欢迎的桩基检测方法,而根据我个人工作经验见解,要进行好超声波透射法检测基质量工作,除了检测人员个人素质外,还有就是检测设备的优劣,更为重要的因素就是声测管的埋设是否满足规定技术要求反之将直接影响着桩基的检测结束,严重时将会造成检测人员误判。一般情况为避免发生上述情况,声测管的埋设应采用如下方式作业:

1.声测管一般应该采用钢管,而塑料PVC管虽然价格便宜,但由于施工中绑扎和水泥水化过程中发热等因素影响而容易变形,最终造成探头的上下运动无法进行检测,所以一般在工程中不采用塑料PVC管。

2.钢管声测管在进行联结时,一般采用螺丝口连接或焊接,焊接过程中应注意不要烧坏钢管,也免出现洞口导致混凝土浇筑时水泥浆体渗入而堵塞管道;螺丝口连接应在丝口处采用麻丝紧缠,目的以是为了防止水泥浆体渗入而堵塞管道。

3.采用超声波透射法检测桩基质量时,声测管埋设数量应按相关规范要求,现普遍采用埋设三根或四根,圆孔桩一般为三根,方孔桩一般为四根。

桥梁桩基检测论文篇(9)

中图分类号: K928 文献标识码: A

引言

桥梁桩基是桥梁的重要部位,是支撑桥梁主体部分的荷载,整座桥梁的工程质量都受到桩基的质量好坏的影响。由于地形因素、施工技术等限制导致目前我国桥梁桩基施工中常有一些不可避免的问题,如果这些问题不能及时得到解决,就会给桥梁工程造成损失,影响工程进度,因此对桥梁桩基施工技术的研究与分析是十分必要的,要利用已有的现金科学技术与丰富的施工经验来解决施工技术中出现的难题,将工程质量事故的发生最少化,工程质量最大化。下文将对桥梁桩基施工技术进行简要分析,并进一步提出桥梁桩基施工技术的创新性。

1.我国桥梁桩基概况与施工技术中常见的问题

桩基种类繁多,按照承载力分为摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩,或者按照成桩分类,分为灌注桩、灌注桩依成孔分为冲钻、钻孔、挖孔等灌注桩。目前桩基的检测方法主要有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法和声波透射法等。我国桥梁桩基施工钻工过程中常出现的问题有:一是坍孔,如果泥浆性能当孔内水位突然下降又回升,导致孔口冒出水泡,出渣量明显、钻机负荷显著增加。二是斜孔,多发生在采用冲击钻成孔上,主要由于地质松软不均、岩面倾斜、钻架不平引起。三是扩孔,大多数由于孔壁坍塌造成,一般采用失水率小的优质泥浆护壁,并改善钻机的机械性能保证其钻杆摆动减小。在桥梁桩基混凝土灌注过程中常见的问题有:一是导管进水,遇到这种情况要依次拔出导管,用吸泥机吸出混凝土表面的沉积物、二是灌注坍孔,用测探仪检测,如果探头达不到混凝土面高层时证明发生坍孔、三是钢筋笼上升,主要由于混凝土冲出导管底口后向上的托力把钢筋笼上浮。

2.桥梁桩基施工的准备工作

首先是对桥梁桩基施工位置的选择。桥梁桩基施工位置要保证其平整性,须有专业地质人员对当地地质结构进行分析,保证桥梁桩基的坚固性与承载性。如果施工处于浅水区,可以采用筑岛法来保证场地平整,如果施工位置处于深水区,可以采用钢管管桩施工平台法来保证施工平台牢固与平整。其次要对桩基位进行准确的测量。确定好桩基施工位置后就要进行桩基地面坐标的测量,利用方木桩进行标示,确定开孔的位置,同时埋设护桩。之后是进行护壁的施工与埋设护筒工作。埋设护筒工作需要在开挖孔的过程中进行,护筒采用钢护筒,安置时要高出地面30cm以上。最后是钻孔泥浆,需要选择良好的造浆泥土,含砂率小于2%,泥浆是质量直接影响孔内护壁的情况,所有必需及时检测泥浆的各项指标,钻孔过程中要不断循环和净化泥浆,同时要设置好制浆池、沉淀池、储浆池,与循环槽连接。

3.桥梁桩基施工技术要点分析

3.1挖孔施工技术

做好上述准备工作之后就要开始进行钻孔施工,首先要对挖孔施工设备进行检修,对施工道路、用水管理、电力路线综合考虑布置,浇筑混凝土前要对混凝土配合比的各种原材料做到心中有数,浇筑快结束时排水泥浆可能会过于浓稠此时要进行疏通,同时要认真测量浇筑高度,控制好桩头的预留高度。钢筋骨架制作时要严格要求质量,在每节端头加设加固十字撑。开动钻机之前要保证设备底座的平衡稳定。根据设计要求和建设单位的测量基准点进行测量放样。钻机行进过程中要实时核对测量钻孔中心度,防止出现移位,同时要观察孔内情况,保证护筒的水位满足施工标准。要注意,钻进作业必须连续,不得长时间停钻。

3.2制作钢筋笼

制作钢筋笼是桩基施工中很重要的环节,制作之前要保证钢筋和焊条的质量与性能达到设计要求,钢筋进场要进行验收,焊条要有质保单。要严格按照设计图纸操作,根据钢筋骨架的尺寸制作相当规模样板,按照样板将箍筋制成圈,同时要注意控制钢筋与钢筋笼的直径长度尺寸,加劲箍筋设置在主筋的,不仅可以减小施工难度还可以加固钢筋笼的箍筋作用。可以在钢筋笼内侧安装声测检测管,可以方便工程质量检测,保证桩基质量,需要注意的是为避免焊渣造成导管管道堵塞,检测管不能直接对接焊接,用套螺纹或者密封胶进行连接。关于钢筋笼的安装有以下技术要点:安装前要检查孔内是否有残渣或者塌方,搬运和吊放钢筋笼时要保证安装对准孔位,慢慢扶稳放入不要碰撞到孔壁,放置过程中要时刻测量钢筋笼标高,避免钢筋笼的下沉和灌注混凝土后面上浮。

3.3灌注混凝土施工技术

灌注混凝土是桥梁桩基工程的主要工序,按照相关技术规范进行混凝土搅拌,搅拌时间不得少于1.5min,搅拌完毕进行坍落度与和易性的检测,检测指标合格后才可以进行浇筑混凝土施工。浇筑前要进行清孔、清渣工作,同时检测孔底沉淀厚度,并设置导管,进行水密、承压等试验保证导管稳定,导管位于井孔中央。浇筑混凝土时要采用溜槽以及串筒距离混凝土面2m之内来保证桩心混凝土的聚合性,相邻10m范围内不得进行钻孔作业,在混凝土浇筑6h后要进行回填,防止人员掉入孔内。灌注混凝土施工中的技术要点:灌注首批混凝土时要注意其数量应能满足导管埋入混凝土的深度大于1m、灌注要连续有序的进行,防止形成高压空气囊导致导管被压漏、混凝土灌注时间不得超过首批混凝土初凝时间,否则要掺入缓凝剂。

3.4成桩质量检验技术

桥梁桩基施工工作进行到最后,还要注意对成桩质量进行检测,包括砼试块强度的质量检验和桩身检验,桩身检验指的是大应变和小应变,测出桩长、缩径、估算出砼强度,按1-2%抽样检测,砼灌注过程中必须实行旁站、全员、全过程控制严格把关。质量管理与安全措施施工平面图上标明桩位、编号、施工顺序等,指定季节性施工技术措施、指定机械设备,工具和材料供应计划、确保电工持证操作对现场电源、电路的安装等。因此要及时跟踪检验,及时评定测量质量结果,保证工程顺利进行。

4.结语

桩基工程是桥梁建设的重要组成部分,其受施工空间、地址条件等因素的影响,经常会遇到不可预见的问题,这不仅需要研发更先进的科学施工技术,还需要工程师能够做到根据现场具体情况及时采取有效的处理措施。桩基工程的基本施工技术包括挖孔施工技术、混凝土施工技术以及钢筋笼的制作等部分,本研究对桥梁桩基的这几类技术进行了详细的分析,争取对我国桥梁桩基施工工作带来更大的便利、并为避免工程质量事故发生提供必要的理论基础与技术支持。

参考文献:

桥梁桩基检测论文篇(10)

中图分类号:X734 文献标识码: A

引 言:近年来,我国国民经济的飞速发展,公路桥梁基础设施建设也不断发展。在桥梁建设中,不仅需要较高的施工技术,以保障公路桥梁的施工质量,同时在完工之后,还需要定期对公路桥梁实施检测技术。目前我国城市建设中的大跨度桥梁、立交桥工程以及复杂高架桥梁大量涌现。然而由于桥梁建设发展速度过快,其施工质量、设计技术等并不能令人满意,带给我国桥梁新的安全隐患。因此,对桥梁进行必要的检测及加固工作就显的尤其重要。

一、桥梁基础施工检测

在桥梁的基础施工中所重视的是工程结构本身和经济效益。目前我国已具有合符我国国情的施工工艺及相应的设备,而特大桥梁基础已经向“组合基础”发展。扩大基础、桩基和沉井在各自的发展中又彼此“联合”。这种联合就是根据不同的水文、地质来发挥各类型式的特点而组成的一个整体,故出现了很多基础形式。桥梁基础工程由于多在地面以下或在水中,将涉及到水、岩土的问题,从而增加了它的施工难度,使桥梁基础的施工无法采用统一的模式。但是根据桥梁基础工程的形式大致可以归纳为扩大基础、桩和管桩基础、沉井基础、地下连续墙基础和组合基础几大类。

1.桥梁基桩检测方法

声波透射法(CSL):以能量脉冲的方式沿桩身横向传播的波动来检测桩身完整性;低应变法(LST):利用低能量的激振力产生纵向振动或沿桩身纵向传播的波动检测桩身完整性,包括反射波法和振动法;高应变法(HST):利用高能量的冲击力产生沿桩身纵向传播的波动检测基桩承载力和桩身完整性。可分为凯司法和实测曲线拟合法。

2.桥梁基桩检测技术

首先,声波透射法较适用于大直径灌注桩,现在不少国家对基桩质量检测采用了这种方法。它的设备使用性能、参数也得到了不断提高和改善,数据分析软件功能研发也得到快速的发展。但是在我国仍然未得到广泛的应用,其主要原因是在检测前需要预埋声测管,由于其准备工作较为繁琐、检测的数量不宜太多,无法检测基桩的承载力。低应变发虽然选择只是提供桩身完整性检测指标,但它操作较为简单,易学易用,能够经济、快速、大范围、无损的应用到普检中,在公路工程中得以充分运用。但它的缺点则是检测定性分析难以达到定量化,且存在一定程度的误判及不确定性,承载力检测尚还处在不断完善和研究的阶段。高应变法则是以节省人力、物力、财力为目标的快速检测桩基质量方法,虽然它可检测完整性及承载力,但是它的检测准确度、可靠性存在着一定的局限性。

3.桥梁基桩检测技术的应用及发展趋势

以上三种基桩检测方法在公路工程中均较为常用,但在具体 的技术应用中也都存在着一定的问题。其中,高应变法因其影响采集信号的干扰因素较多,对检测的准确性影响较大,很难大范围地推广应用;低应变法则具有完整性难以定量化、浅部缺陷不易判定、第二缺陷不易判定、渐变缺陷不易判定等很多问题需要解决;声波透射法虽只能检测桩身的质量,但相对可信度较高,操作繁简程度较为适中,是更具有发展前途的检测手段。因此,在桩身完整性检测中,更多的是提倡采用声波透射法。而承载力的检测方法除静态荷载法以外,动测法可能需在理论及方法进行较长时期的研究进行才能有所突破。

二、混凝土钢筋锈蚀的检测

正常情况下,混凝土材料会呈弱碱性,并使得钢筋表面形成钝化膜来保护钢筋使用寿命。但是,由于受到复杂的交变荷载作用和材料施工、温度应力等的影响,通常在桥梁的安全评估中,需要进行钢筋锈蚀的检测。现阶段较为普遍应用直接评定法(如线性极化电流测量、半电池电位测量等)和间接评定法(如氯离子含量测量、保护层测量、透气性测量、电阻率测量等),在无损检测中,通常较为常见的是半电池电位测量及混凝土电阻率测量技术。

1.技术原理

半电池电位测量方法原理是将钢筋锈蚀仪以硫酸铜溶液为电解液,在与钢筋连接开成通路后,输入高阻抗,记录电位差并绘出等位图,从而判定发生腐蚀的区域。它在应用方法简单,易学易用。但它的缺点是只能判定钢筋发生锈蚀的可能,不能判定锈蚀的速度,对中性化的构件可能会产生误判,对水下结构物测试不够准确等现象。而混凝土电阻率的测量方法是间接测量方法的一种,其原理是按照锈蚀后的混凝土阻抗变化量,间接推定锈蚀的程度,因为其结论同数理统计分析密切相关,所以建议可以作为锈蚀检测参考方法。

2.混凝土钢筋锈蚀的检测的发展趋势

钢筋锈蚀是桥梁安全评估的一项较为重要指标,但现阶段在实际的无损检测工作中,还不能够得到较为准确的或直接的数据,因此普遍情况下配以有损方法的验证,在检测中必要时可以将多项无损检测技术混合使用加以判定。但在未来的技术发展应用中,雷达电磁波法、化学试验渗透法可能会使得这项检测内容由定性化向定量化发展,得到真正的实质性的技术突破,并能快速准确得出结论。

三、桥梁静荷载试验的检测

桥梁荷载试验主要分为静载和动载两种方式,静力荷载试验,能够直接有效评定桥梁的工作状态和应用范围。由于它在设计及施工质量的检验中,判断承载力、验证设计理论以及设计方法等方面更为准确可靠。

1. 技术原理

静荷载试验基本原理就是在不同的桥梁荷载组合方式下,验证控制截面的应变、位移或裂缝,进而分析桥梁的承载能力和病害程度。通常情况下以反映桥梁结构的最不利受力状态为目标,用结构校验系数和相对残余变形等参数对结构的可靠性、刚度、安全度或强度储备等给予判定。而在试验数据的获取中,也不断的发展各种形式的传感器技术,比如:应变的测量从箔式应变片、应变计、晶振式应变计、光纤式应变计到无线应变计等新技术,但是结构的性能评定参数仍然以上述指标为主。

2.桥梁荷载试验技术的发展趋势

静载试验是判定桥梁安全的重要技术手段,它是一项较为复杂且细致的工作,技术含量高,涉及面也相对较广,需要考虑的各种影响因素多。目前在国内许多科研机构及检测机构也具备了这种检测能力,但也可以其存在的不足之处主要是:桥梁病害本身对荷载试验影响考虑分析不够充足,不同的结构组合在有限元法的计算中可能存在着一定的偏差,特殊的桥梁设计结构或关键部件可能对静载试验带来一定的影响。

结束语:

随着国内公路桥梁的建筑工程规模的不断发展,不仅所需要的施工技术越来越科学,同时应用的检测技术也面临着严峻的发展形式,就国内公路桥梁发展以及交通运输行业的快速发展的现状而言,不仅需要高质量的施工技术保障,同时也需要保障公路桥梁的施工质量,在公路桥梁完工之后,需要定期对于公路桥梁实施检测技术,以保障公路桥梁使用中的安全,对于相关技术的大力发展是非常重要的。公路桥梁的承载能力要求是需要随着交通车辆的增加而有所提升的,为了能够对于承载能力有所了解,就需要对于检测技术合理应用,在科学技术大力发展的现代,为检测技术的发展提供了技术支持,只有将检测技术不断改善,才能够推动国家经济建设的发展。

参考文献:

[1] 谢开仲;曾倬信;王晓燕;桥梁工程检测技术研究[J];广西大学学报(自然科学版);2003(6)

桥梁桩基检测论文篇(11)

Abstract: Based on bridge Vinogradov in Amur of Russia. Because of the lighter upper bridge structure, pile foundation raised upward, cause the beam to produce longitudinal. Concrete pile was corrode and reinforcement exposed, could affect the structural safety. Need research on structural reliability. Used the finite element model to was simulated the site of damage. According to the damage and corrosion grading the ultimate bearing capacity of concrete bridge is analyzed and appraised. Advanced reconstruction proposals and future research directions. The result of this paper has certain theoretical meaning and application value in engineering practice.

Key words:Bridge inspection; finite element model; concrete corrosion; bridge reconstruction;

中图分类号:U441+.4文献标志码: A

0引言:

随着运输任务的加重和车流量的猛增,大量桥梁服役年限的提高,在荷载和环境的共同作用下,桥梁的各种各样的病害相继发生,对桥梁的使用安全造成了隐患。重视已建桥梁的健康状况,对其服役状态进行及时评价,对发现的潜在隐患进行分类,制定出相应的应急预案,并采取合理的措施,可以大大降低桥梁病害的发展速度或彻底解决病害。降低在突发条件下对桥梁的损害程度,最大程度地减少损失[1]。

坐落在俄罗斯远东地区阿穆尔州的维诺格拉多夫跨溪小桥,由于冬夏温差较大,桩基础严重变形,并年久失修,混凝土桩受损严重,部分结构受到腐蚀,保护层脱落,钢筋。在这种情况下,阿穆尔州国家公路局委托太平洋国立大学“桥梁与地基基础教研室”对该桥进行检测评估,目的是对该桥进行复核计算,提出相应的改造措施,用以保证行车安全。

1桥梁概况:

维诺格拉多夫公路桥坐落在俄罗斯远东的阿穆尔州,该桥于1985年建成,里程为KM1+420,全长18.27m,结构形式为L=3x6m,行车道宽8.08m,全部采用钢筋混凝土结构。桥梁结构如图1所示。

图1 维诺格拉多夫公路桥简图 (cm)

2检测方法及结果:

2.1检测方法及结果综述

利用“表观检查法”对桥梁进行现场调查,主要针对上部结构和下部结构的损伤程度进行评估。

检测结果显示,桥梁主要有4种破坏形式。2013年太平洋国立大学桥梁与地基基础教研室对该桥进行了检测评估,并记载在研究报告中[2],其结果如下:检测结果如图2、3、4、5所示

(1)桥面铺装受损,桥面高低不平;

(2)桩基础变形,混凝土桩向上突起,导致梁体产生纵坡;

(3)混凝土道板严重开裂;

(4)钢筋混凝土桩受到腐蚀,混凝土保护层脱落,钢筋。

图2桥梁铺装面受损 图3 凸起的2号桩引起桥梁严重变形

图4混凝土道板开裂 图5桩体受损与钢筋

2.2 混凝土行车道板的结构检测分析结果

根据俄罗斯国家标准GOST22690-88《混凝土无损检测力学方法标准》[3]对公路桥梁行车道板进行检测。混凝土的强度评估依据国家标准GOST18015-86《混凝土的强度检测》[4]进行。混凝土的强度分类以规范2.05.03-84*[5]为标准。混凝土的变异系数范围取0.20-0.25 之间。通过对混凝土行车道板的强度抽样检测,抗压强度范围在Rm=32.4...35.3MPa 小于原混凝土设计强度M400(40MPa),相对于规范2.05.03-84*,混凝土抗压强度标号Bb=1.31(B30),相当于中国的混凝土强度标号C30。混凝土强度的检测数据说明在不同的桥面路段的抗压强度不同,平均强度为Rm=34.1 MPa;取变异系数为V=0.2 时,混凝土标号约为B22.5 约等于B20(C20)。

2.3混凝土桩的检测结果

检测结果表明桥面宽为8m,下部结构由5个钢筋混凝土桩作为支撑结构。由于桩基础产生变形,钢筋混凝土桩向上位移致使梁体产生较大的纵向坡度,分别为梁1坡度为10.1%,梁2坡度为5.5%,梁3坡度为5.9%。若以水平路面为参照物,梁2总体纵向坡度达到15.6%。检测所得到的坡度数据与俄罗斯桥梁规范标准SNIP2.05.03-84*[3] 差异较大。根据检测结果可以判断,由于桩基础的形变引起向上位移致使梁体倾斜,桥面开裂,整体结构严重变形。测量数据得出2号桩向上凸起约0.55m,由于在水中浸泡,2号桩有50-70cm保护层脱落,钢筋。可以视为该桥的重大安全隐患的主要问题。破损的2号桩如图6所示。

图6 桥梁横截面及破损桩简图(cm)

3.上部结构的恒载

计算桥梁上部结构的荷载作用,主要判断梁体的自重,水泥混凝土盖板自重,同时考虑整平层的重量。复核上部结构的恒载主要是为了计算钢筋混凝土桩的受力做准备,计算结果如表1所示。

表1 恒载每米内的荷载值

结构名称 结构的厚度m 材料的体积重量 kN/m 保险系数 重量的计算值kN/m

梁上混凝土板 0.3 25 1.1 8.25

水泥混凝土盖板 0.08 24 1.5 2.88

现存的荷载强度 11.13

考虑整平层的荷载

1号梁 0.27 18 1.5 7.29

1号梁荷载总合 18.42

2号梁 0.13 18 1.5 3.51

2号梁荷载总合 14.64

3号梁 0.33 18 1.5 0.89

3号梁荷载总合 2.00

4. 混凝土桩的复核计算

从检测结果可以看出2号桩存在着明显的缺陷,判断桩的承重,评估桩的运营状态,保证桥梁的正常使用。2号桩局部受到破坏,混凝土保护层脱落,导致钢筋生锈,桩的矩形截面为30×35cm,水位波动为3-55cm是影响混凝土保护层破坏的主要原因,钢筋型号为12Ø20AII(俄罗斯规范的钢筋型号)。

4.1混凝土桩的计算方法

首先计算上部结构对2号桩的压力影响,然后利用有限元子模型技术进行对受损的2号桩进行模拟,并加载上部结构的恒载和活载的共同作用,通过应力分析对受损的混凝土桩进行评估。采用有限元软件“Midas Civil”建立模型来判断2号桩的应力和位移。其中横梁采用经典的板壳共32个单元,混凝土桩采用45个杆单元进行模拟。利用板壳单元建立模型主要是为了模拟上部结构向混凝土桩传送压力和水平力。

4.2混凝土桩的加载及相关模型参数

对混凝土的加载分别采用2种加载形式,第一种是汽车荷载为71kN的轮重同时加载在梁1和梁2连接处,同时考虑恒载和上部所有结构的自重进行计算。

模型1参数(方法1):混凝土桩计算长度为L0=4.94m,混凝土面积Ab=696cm,钢筋面积As=30.5cm2,惯性矩Jred=59.7*103cm4,折合面积Ared=905cm2,惯性矩i=8.12cm4,偏心率ec=1.24cm。

第二种则是在考虑上部结构自重的情况下,汽车荷载轮重为71kN的卡车只加载在梁1顶端,同时考虑恒载和上部所有结构的自重,用以计算截面弯矩,轴向力及水平位移。

模型2参数(方法2):折合惯性矩Jred=88.1*103cm4,混凝土惯性矩Js=48.8*103cm4,钢筋混凝土截面的惯性矩Js=39.3*103cm4,偏心率ec=13.2cm。

4.3有限元模拟结果

根据以上检测数据及模型参数,加载方法1的模拟结果如图7、8所示,加载方法2的模拟结果如有图9、10、11、12。

图7 模型1恒载和活载加载后的轴向力 (tonf)图8 模型1恒载和活载加载后的弯矩 (tonf*m)

图9 模型2恒载和活载加载示意图图10模型2恒载和活载加载后的弯矩(tonf*m)

图11模型2恒载加载后的弯矩图12 模型2恒载和活载加载后的轴向力

图13 模型2恒载和活载作用后的水平位移图14 模型2恒载和活载加载后的平面弯矩

5结果分析

根据有限元软件“Midas Civil”的分析,可以得到以下结果:

模型1:当混凝土桩轴向力N=41tonf时,可以根据文献[5]查表得到,φm=0.73,φ1=0.58,φ=0.65,当混凝土强度为B20时(国内C20)和Rs=2700kgf/cm2 钢筋型号AII(俄罗斯标准型号)。

稳定条件:N=41.0 tonf

强度条件:N=41.0 tonf

模型2:当偏心率ec=M/N=13.2cm时,产生位移如图13所示。

内力矩:M1=Rb*b*x*(h0-x/2)+Rs*As*(h0-as)=20.06 tonf*m

当受损截面h0=28.2cm, as=0.8cm时,轴向力在截面的重心偏约2cm,从重心到受拉应力的距离为13.7cm,e0=15.7cm。则N=38.5*0.157=6.04tonf*m, N=6.04

6结论

维诺格拉多夫公路桥梁在服役28 年后,通过检测及有限元模拟得到以下结论:

1.通过“表观检查法”和试验结果证明混凝土强度为SNIP2.05.03-84*的B20(C20)标号混凝土。

2.根据俄罗斯桥梁规范SNIP2.05.03-84*,该桥的损伤程度可以满足汽车轮重为71kN的荷载标准。

3.桩基础的变形、破损程度和钢筋腐蚀虽然引起桥梁上部结构的整体变形,因此而产生梁体的纵坡,出现这种病害的主要原因是上部结构自重较小,冻胀产生桩基础变形。所以在设计小桥时,应考虑加大上部结构的自重,防止混凝土桩向上产生位移。

4.对于维诺格拉多夫公路桥梁的改造方案应针对该桥的铺装面及对混凝土桩的保护层修复工作加以重视,如果条件允许应对桩结构进行改造维修。

5. 本文运用了“表观检查法”和“有限元法”分别对研究对象进行检测和损伤模拟,该方法可以

非常直观的反映出桥梁的工作状态,其简单和实用性可供桥梁检测人员参考。

参考文献

[1] 李恒坤,桥梁检查在桥梁管养工作中的重要意义《交通世界(建养.机械)》[J]2010年第06期.

[2] Belytsky I.YU.,Zhao Jian 等,维诺格拉多夫公路桥技术评估报告[R] 哈巴罗夫斯克:太平洋国立大学,2013.