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摘要:桩基是高速铁路铁路桥梁的主要承重部分,其质量直接关系到高速铁路桥梁使用的安全性及长久性。由于桩基施工具有工序繁杂、难度大、技术 要求高等特点,所以很容易出现质量问题。因此必须加强质量检测,从而保证桥梁的施工质量。本文对高速铁路桥梁桩基检测及质量评定进行了相关探讨。
关键词:铁路桥梁;桩基;质量评定
引言:桩基施工是铁路桥梁工程建设中极为重要的施工技术, 特别是钻孔灌注桩施工具有占用场地小、施工设备简单、 操作方便、造价低、对周围的环境影响作用小等特点。通 过全面有效地展开铁路桥梁钻孔灌注桩的施工,不仅可以 缩短工期,还能实现良好的经济效益。由于铁路桥梁桩基 多被埋置于地下深层,且处于较深的地下水区域,因此, 对桩基质量要求较高。若桩基的施工工艺或施工工序不当, 将直接影响铁路桥梁的整体工程质量。
正文:一、桩基基础钻孔的施工
钻机就位前.应对主要机具及配套设备进行检查、维修。就位后, 底座和顶端应平稳.不得产生位移和沉陷.放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者应在同一个铅垂线上.其偏差不得大干2em.竖直向倾斜不大于0.5%. 钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不同地质层选用适当的钻机和泥浆比重.并做钻孔标示牌,内容包括墩台号、桩位、应钻孔深、钻机型号、负责人等。初次钻孔时进尺适当控制,采用慢速钻进,冲击钻用小冲程.正反循环钻应采用减压钻进.孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。 并经常检查放置钻机的起吊滑轮线、钻头f钻杆)和钻孔中心三者是否 在同一铅垂线上.使初成孔竖直、圆顺.防止孔位偏一tk"、孑L.口坍塌。正 常钻进后.冲击钻采用4—5m中、大冲程。但最大冲程不超过6m,正反 循环钻则待导向部位或钻头全部进入地层后方可加速钻进。 施工中应经常检查钻头转动装置是否被钻碴卡住.钻进时常低锤 勤击,冲击钻钢丝绳松绳不彳导过大。以免造成斜孑L、卡钻、坍孔、漏浆等 故障,且钢丝绳松绳不得过小以免造成打空锤,影响进尺。钻孔作业必 须连续进行.不得中断。因特殊情况必须停钻时.孔口应加保护盖.用 5em厚木板或3ram花纹钢制作1并严禁钻头留在孑L内.以防埋钻。
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中特别重要。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,并可以进行大噸位桩基检测等,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。
3、总结
根据近些年来铁路桥梁桩基检测的实际经验看,声 波透射法检测铁路桥梁桩基时,可依据波列图、纵速值对相关数据进行分析,并在此基础上结合声时、波幅、主频、声时与波幅波形及钻孔桩设计标准(混凝土等级)、钻孔桩施工工艺、地质情况等情况,对桩身完整 性进行准确综合判定。在此特将这种分析、判定方法与 同行们进行交流、研讨,以期把铁路桩基检测工作做得 更好。
参考文献
[1]罗骐先,王五平.桩基工程检测手册(第三版)[M].北京:人 民交通出版社,2010:185-225.
[2]赵瑜.桥梁钻孔灌注桩跨孔声波透射法缺陷检测分析[J].山西 建筑,2020,46(2):127-128.
关键词:铁路桥梁;桩基;质量评定
引言:桩基施工是铁路桥梁工程建设中极为重要的施工技术, 特别是钻孔灌注桩施工具有占用场地小、施工设备简单、 操作方便、造价低、对周围的环境影响作用小等特点。通 过全面有效地展开铁路桥梁钻孔灌注桩的施工,不仅可以 缩短工期,还能实现良好的经济效益。由于铁路桥梁桩基 多被埋置于地下深层,且处于较深的地下水区域,因此, 对桩基质量要求较高。若桩基的施工工艺或施工工序不当, 将直接影响铁路桥梁的整体工程质量。
正文:一、桩基基础钻孔的施工
钻机就位前.应对主要机具及配套设备进行检查、维修。就位后, 底座和顶端应平稳.不得产生位移和沉陷.放置钻机的起吊滑轮线、钻头(钻杆)和钻孔中心三者应在同一个铅垂线上.其偏差不得大干2em.竖直向倾斜不大于0.5%. 钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不同地质层选用适当的钻机和泥浆比重.并做钻孔标示牌,内容包括墩台号、桩位、应钻孔深、钻机型号、负责人等。初次钻孔时进尺适当控制,采用慢速钻进,冲击钻用小冲程.正反循环钻应采用减压钻进.孔底承受的钻压不超过钻具重力之和(扣除浮力)的80%。 并经常检查放置钻机的起吊滑轮线、钻头f钻杆)和钻孔中心三者是否 在同一铅垂线上.使初成孔竖直、圆顺.防止孔位偏一tk"、孑L.口坍塌。正 常钻进后.冲击钻采用4—5m中、大冲程。但最大冲程不超过6m,正反 循环钻则待导向部位或钻头全部进入地层后方可加速钻进。 施工中应经常检查钻头转动装置是否被钻碴卡住.钻进时常低锤 勤击,冲击钻钢丝绳松绳不彳导过大。以免造成斜孑L、卡钻、坍孔、漏浆等 故障,且钢丝绳松绳不得过小以免造成打空锤,影响进尺。钻孔作业必 须连续进行.不得中断。因特殊情况必须停钻时.孔口应加保护盖.用 5em厚木板或3ram花纹钢制作1并严禁钻头留在孑L内.以防埋钻。
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中特别重要。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,并可以进行大噸位桩基检测等,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。
3、总结
根据近些年来铁路桥梁桩基检测的实际经验看,声 波透射法检测铁路桥梁桩基时,可依据波列图、纵速值对相关数据进行分析,并在此基础上结合声时、波幅、主频、声时与波幅波形及钻孔桩设计标准(混凝土等级)、钻孔桩施工工艺、地质情况等情况,对桩身完整 性进行准确综合判定。在此特将这种分析、判定方法与 同行们进行交流、研讨,以期把铁路桩基检测工作做得 更好。
参考文献
[1]罗骐先,王五平.桩基工程检测手册(第三版)[M].北京:人 民交通出版社,2010:185-225.
[2]赵瑜.桥梁钻孔灌注桩跨孔声波透射法缺陷检测分析[J].山西 建筑,2020,46(2):127-128.