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中圖分類號:U41文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
我國的公路橋梁檢測技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動下快速的發(fā)展,傳統(tǒng)的檢測方法已經(jīng)不能對公路橋梁的情況作出準(zhǔn)確的檢測和判斷,無損檢測技術(shù)正是在這樣的背景下發(fā)展起來的。計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步改變了傳統(tǒng)檢測的公路橋梁檢測的現(xiàn)狀,使得公路橋梁的檢測更精準(zhǔn)安全,實現(xiàn)了檢測技術(shù)由有損檢測到無損檢測的轉(zhuǎn)變,為公路起來建設(shè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,所以檢測時要加強(qiáng)運用。
一、無損檢測技術(shù)簡介
無損檢測技術(shù)就是指在對結(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,實現(xiàn)了在現(xiàn)實工程領(lǐng)域的應(yīng)用。道橋工程中的無損檢測技術(shù)主要是為了在不影響正常運營使用的前提下完成對質(zhì)量的檢測,應(yīng)用了機(jī)械力學(xué)、材料力學(xué)與物理學(xué)等技術(shù),同時是對電子技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合。
(一)聲波無損檢測
聲波無損檢測主要是利用在混凝土結(jié)構(gòu)聲學(xué)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,其主要檢測樁基的完整性。其主要對在撞擊中傳播的應(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,則表明沿樁基在長度方向上存在缺陷。同時,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,無損檢測對樁基不產(chǎn)生破壞,所以特別適用于橋梁工程的樁基完整性的檢測工程中。
(二)高應(yīng)變檢測
這種檢測手法應(yīng)用的時間已經(jīng)相當(dāng)長,它主要是對樁的豎向抗壓承載能力與設(shè)計要求是否相符進(jìn)行判定。使用這種方法對樁身的預(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,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,國內(nèi)外運用的高應(yīng)變法的測試與結(jié)果分析的主要基礎(chǔ)還是一維桿撥動的相關(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,在對承載力進(jìn)行測試時,運用這種方法有一定程度的局限性。
(三)低應(yīng)變法
這種方法主要是對樁身的完整性進(jìn)行檢測。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,底層的變化會導(dǎo)致反射波的產(chǎn)生從而影響波形,所以要對地質(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。在運用低應(yīng)變法進(jìn)行檢測時,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)變動測法的適用范圍介紹
公路橋梁工程樁基低應(yīng)變動測法的適用范圍對測量影響是十分巨大的,其中公路橋梁工程樁基測土阻力是主要因素,測土阻力包括兩個部分:動土阻力和靜土阻力,后者是主要影響因素,其特點可以概括如下:(1)消減反射波峰值;(2)加快應(yīng)變力衰減;(3)動土阻力波的產(chǎn)生限制了可測樁基的長度。
通過總結(jié)實際公路橋梁工程樁基施工過程中的經(jīng)驗教訓(xùn),在公路橋梁工程樁基中采用低應(yīng)變動測法對公公路橋梁工程樁基進(jìn)行檢測時,公路橋梁工程樁基的長度通常在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,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,同時也會受到公路橋梁工程當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的影響。
2.低應(yīng)變動測試過程分析
低應(yīng)變動測試過程中,測量人員為了提高公路橋梁工程樁基測量結(jié)果的精確性和準(zhǔn)確性,要特別注意以下幾點:選取測量點和錘擊點、安裝傳感器等。
(1)選取測試點。測試點的選取應(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試點滿足實際測量的需求,通常情況下,公路橋梁工程樁基直徑不小于0.15m,基樁測量點的選取應(yīng)該大于5個,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量點均勻,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。公路橋梁工程樁基檢測過程中的錘擊點適宜點為相距傳感器20~30cm的位置,如果錘擊點與傳感器間距離太近,錘擊的沖擊力可能對傳感器造成干擾,而若錘擊點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效果,可以聘請公路橋梁工程樁基檢測專業(yè)技術(shù)人才進(jìn)行測量檢測,保證公路橋梁工程樁基檢測結(jié)果滿足設(shè)計要求。
(3)傳感器的安置。按照公路橋梁工程樁基測試點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傳感器應(yīng)力波接收不準(zhǔn)確的情況。
三、加強(qiáng)無損檢測技術(shù)在橋梁中應(yīng)用的措施
(一)加強(qiáng)無損檢測技術(shù)的創(chuàng)新
技術(shù)創(chuàng)新是將無損檢測技術(shù)充分運用到公路橋梁檢測中的首要前提。因為公路橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展會帶動公路橋梁結(jié)構(gòu)、用材等的變化,使得檢測的難度加大,現(xiàn)有的檢測方法不一定都能完成相應(yīng)的檢測工作,所以需要新的測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)國外先進(jìn)的檢測技術(shù)、建立實驗室進(jìn)行相關(guān)研究、對現(xiàn)有檢測技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、結(jié)合公路橋梁檢測的實際進(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)檢測人員的素質(zhì)
在公路橋梁的檢測中,經(jīng)常要用到各種儀器設(shè)備和各種檢測技術(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)無損檢測技術(shù)的各種知識、開展無損檢測技術(shù)知識的講座、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的順利進(jìn)行提供更多的人員基礎(chǔ),最終取良好的測量效果。
結(jié)束語
隨著我國交通業(yè)的不斷發(fā)展,已建成的道路橋梁的檢測成為維修、維護(hù)的重要依據(jù),通過正確有效的檢測技術(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營狀況,從而形成科學(xué)決策,另外檢測技術(shù)還對道路與橋梁的設(shè)計產(chǎn)生正反饋的影響,不斷提高。無損檢測技術(shù)是對道路橋梁進(jìn)行無損傷性的檢測,能夠保證交通正常進(jìn)行,經(jīng)濟(jì)活動不受干擾。我國目前要不斷加強(qiáng)無損檢測技術(shù)的研發(fā)與人員培養(yǎng),不斷進(jìn)行技術(shù)推廣試驗,提高適用性,通過技術(shù)與管理雙重作用,實現(xiàn)道路與橋梁的質(zhì)量保證。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號:U448.13文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
0 前言
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,帶來了各方面工藝技術(shù)上的日趨成熟。交通運輸行業(yè),也是在不斷的發(fā)展和進(jìn)步當(dāng)中。由于交通運輸行業(yè)不斷的發(fā)展,交通運輸產(chǎn)業(yè)的不斷的壯大與進(jìn)步,使得鐵路工程也逐步的發(fā)展,鐵路建筑也越來越多,但是也相應(yīng)的帶來了很多的安全問題。由于建筑物的荷載在不斷的加大,原有的軟弱地基土等已經(jīng)不能滿足在安全穩(wěn)定方面的需要,存在著一些嚴(yán)重的安全隱患。在現(xiàn)階段,常用的是通過采用樁基礎(chǔ)來完善鐵路橋梁建筑。[1]但是考慮到鐵路建設(shè)過程中需要通過河流、山谷等大型溝壑的時候,就需要設(shè)計橋梁與就近路基進(jìn)行順接,這樣才能夠滿足鐵路在運行等過程中自身承受的負(fù)荷要求與鐵路橋梁質(zhì)量壽命建設(shè)的要求。現(xiàn)階段,我國的橋梁工程設(shè)計,最常用的樁基施工方法主要是陷入樁和鉆孔灌注樁施工兩個方面。下面就對我國鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝所存在的問題、解決措施和關(guān)于加強(qiáng)質(zhì)量規(guī)范方面進(jìn)行探討。
1我國鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝常見的問題及對策分析
1.1對鐵路橋梁樁樁底持力層所能承受的壓力的估算與實際情況差距大
鐵路橋梁樁在施工的過程中,常會在山谷、巖石、溝壑上作業(yè),由于地層下的巖石較多,地質(zhì)成分復(fù)雜,且?guī)r石在不斷的運動變化中,施工人員無法計算樁底持力層的承受能力限度,也無法進(jìn)行精確的測量,因此,對鐵路橋梁樁樁底持力層所能承受的壓力無法進(jìn)行預(yù)測,從而導(dǎo)致橋梁在施工過程中容易出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。另外,由于地質(zhì)勘察的局限性,地質(zhì)勘探孔間距太大,部分孔深太淺,樁端的嵌巖深度不夠,土工的取樣程序不規(guī)范,常會出現(xiàn)實際的地層情況與地質(zhì)勘察報告不符,從而對鐵路橋梁樁樁底持力層所能承受的壓力的估算不準(zhǔn)確,給施工帶來了難度和危險性。
針對上述問題,施工人員在平時的操作作業(yè)工應(yīng)注意積累實際經(jīng)驗,注意觀察地表巖石的變化,總結(jié)規(guī)律,還應(yīng)當(dāng)在滿足樁的入巖深度時,應(yīng)多次經(jīng)過取樣鑒定,滿足施工的要求,經(jīng)專家測評后,對樁底持力層所能承受的壓力進(jìn)行科學(xué)的估算。
1.2樁頂混凝土密度不夠
在對鐵路橋梁樁施工的過程中,由于施工人員施工操作的不規(guī)范性,造成施工過程中的過分離析或者泌水,導(dǎo)致混凝土密度不夠;對于混凝土計量上的要求沒有進(jìn)行精確的計算,混凝土沒有進(jìn)行隨拌隨用,時間上也沒有進(jìn)行很好的把握;混凝土應(yīng)進(jìn)行隨澆隨搗,由于施工人員工作上的疏忽,出現(xiàn)漏倒或過搗的現(xiàn)象。另外導(dǎo)致混凝土密度不夠的一個重要原因是,是對孔內(nèi)混凝土面測試的不準(zhǔn),泥漿比重過小或者泥漿注入量不足。導(dǎo)管自重較輕,導(dǎo)管口的深度不大,以上在施工操作上的不規(guī)范都容易導(dǎo)致混凝土密度不夠,嚴(yán)重時可能形成斷樁的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致整個工程的失敗,危害到人民的生命財產(chǎn)安全,給國家造成經(jīng)濟(jì)上的損失。
對于解決上述問題,在灌注混凝土前,應(yīng)進(jìn)行水,水泥合理的比例分配,嚴(yán)格按照精確的數(shù)值進(jìn)行分配?;炷恋臐仓粴夂浅桑豢芍袛?,時間上要有嚴(yán)格的要求。因此,對于解決混凝土密度不夠的問題,應(yīng)在材料上按照嚴(yán)格的比例分配,嚴(yán)格的時間分配,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行施工作業(yè)。
1.3鋼筋籠制作的不規(guī)范
鋼筋在彎制前必須要進(jìn)行除銹處理。但是由于在鋼筋綁扎和焊接的過程中,施工人員操作上的不規(guī)范,同一截面的接頭數(shù)量超過了規(guī)定的數(shù)量要求。由于對鋼筋籠初始位置的定位不準(zhǔn)確,與孔口固定的不牢固,在綁扎過程中,工作人員操作不當(dāng),導(dǎo)致鋼筋籠沒有足夠的穩(wěn)定性,在混凝土澆注的過程中鋼筋籠變形、移位,從而增添了工程的危險性,為工程施工埋下了不安全的因素。
針對這一問題,在鋼筋綁扎和焊接的過程中應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范施工人員的操作,盡量避免操作的錯誤,還應(yīng)在防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠是流動性變小,應(yīng)隨時掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深。從而降低鋼筋籠的不穩(wěn)定性。
2對鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝中關(guān)于加強(qiáng)質(zhì)量規(guī)范方面的研究
2.1鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝中關(guān)于樁制作上的規(guī)范要求
鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝中,對于樁的制作要求嚴(yán)格,大多采用的是鋼筋混凝土樁。鋼筋混凝土樁由于承載力大,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。因此在鐵路橋梁樁的應(yīng)用上十分的廣泛。在設(shè)計這種鋼筋混凝土樁的時候,考慮到交通運輸以及其它一些方面的原因和規(guī)范設(shè)計等設(shè)計要求,需要將鋼筋運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,進(jìn)行閃光對接焊,并且需要確保主筋受力在一條直線上,鋼筋籠主筋和箍筋間距應(yīng)該滿足設(shè)計的要求,主筋與箍筋之間需要采用扎死或者電焊進(jìn)行點焊,以確保連接的緊密性和牢固性。[2]在整個鐵路橋梁施工中,混凝土的質(zhì)量控制對工程施工的質(zhì)量有著直接影響。對于每根樁基混凝土的要求,必須連續(xù)不間斷的進(jìn)行澆筑施工。在混凝土澆筑之前,攪拌站應(yīng)該根據(jù)混凝土的配合比進(jìn)行嚴(yán)格的配料監(jiān)督,并且需要充分?jǐn)嚢杈鶆?,對于塌落度、含氣量、入模溫度等都需要達(dá)到要求后,才可以進(jìn)行鐵路橋梁樁的施工。當(dāng)樁基澆筑完成后,應(yīng)該對樁身同條件養(yǎng)護(hù)試塊進(jìn)行標(biāo)識、編號,并且注明澆注日期、混凝土強(qiáng)度等級和試塊編號等。在混凝土初凝之前,需要拆除鋼護(hù)筒,當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求以后,才可以進(jìn)行樁基完整性的檢測,從而在確定樁基的完好無損的情況下,然后可以進(jìn)行下道工序的施工。
生產(chǎn)鋼管樁的材料需要符合設(shè)計的一些基本要求,并且還應(yīng)該具備工廠質(zhì)量證書和測試報告等相關(guān)資料的證明。同時,對于鋼管樁的長度,還應(yīng)該滿足分段高度的有效樁架、地形條件、運輸和承載力等一些特殊的要求。鋼管樁的材料選擇,可以是一些進(jìn)口鋼管和國產(chǎn)鋼管。質(zhì)量把關(guān)上一定要嚴(yán)格。對于焊管的生產(chǎn)技術(shù),需要符合有關(guān)技術(shù)上的規(guī)定,焊接鋼管樁應(yīng)符合設(shè)計的基本要求,在生產(chǎn)的時候,還應(yīng)該注意在焊接范圍內(nèi)對于生銹、耐油性、耐水性等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行硬性要求,同時進(jìn)行各式各樣的清潔等處理。[3]在進(jìn)行焊接之前,需要保持一個干燥的環(huán)境。在進(jìn)行焊接的時候,應(yīng)該考慮到陽光照射而造成商務(wù)樁身彎曲等問題。當(dāng)焊接完成之后,對于每一層,都要進(jìn)行焊接檢驗,清除焊渣。一旦有鋼管樁的位置坐落在河流中,還應(yīng)該考慮高樁承臺的底線問題,其最起碼應(yīng)該在沖刷面以上,同時進(jìn)行必要的防腐處理。在防腐前,需要進(jìn)行噴砂除銹的工作,直到具有金屬光澤為止,當(dāng)其表面沒有銹點的時候,才能夠進(jìn)行除銹處理。對于在運輸、吊裝過程中的樁、防腐層破壞等問題應(yīng)該及時進(jìn)行修理。
2.2鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝中關(guān)于圍堰定位的規(guī)范要求
對于鐵路橋梁的施工規(guī)范要求,在各個方面都有明確的規(guī)定。對于吊箱圍堰,必須進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,對于其具體的數(shù)值也有明確的規(guī)定,圍堰中心位置的偏差不得大于50mm。在實際的施工過程中,需要采用鋼絲繩或者錨索等對圍堰進(jìn)行定位調(diào)整校準(zhǔn),以確保雙壁倉庫或泵水圍堰相對垂直度處于一個可控制的范圍內(nèi),可以采用后牽引錨繩對平面布局進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,控制平面位置的誤差等。[4]對于圍堰的施工,應(yīng)該在一個可測量的范圍內(nèi)進(jìn)行,而且要考慮河流沖刷的作用力以及安全穩(wěn)定性的嚴(yán)格要求,在立式活動范圍內(nèi)對其進(jìn)行合理的控制。
2.3 鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝中對于護(hù)筒插打的規(guī)范要求
對于鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝的設(shè)計規(guī)范,在護(hù)筒插打方面也有明確的要求。為了確保鋼管的安全位置以及圍堰平面位置的準(zhǔn)確性,鋼管在其自身重力的作用下,把圍堰定位樁聯(lián)合支護(hù),而且檢查其直徑、吊耳等各個方面的工作性能,同時進(jìn)行超聲波焊接檢測檢查。[5]一般在和手工焊接的位置處,采用測量儀器進(jìn)行一邊觀察一邊調(diào)整保護(hù)管的垂直度,進(jìn)而采用連接環(huán)在圍堰周圍進(jìn)行調(diào)整,一直到保護(hù)管處于一個平滑穩(wěn)定的深度的時候,然后才可以進(jìn)行下一道工序的施工。
2.4 鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝中對于鉆孔的規(guī)范要求
對于鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝的設(shè)計規(guī)范,在鉆孔方面也是有明確要求的。采用水準(zhǔn)儀對樁基進(jìn)行放樣定位之后,才可以進(jìn)行鉆孔。一旦地質(zhì)條件發(fā)生變化的時候,可以選取不同的鉆頭進(jìn)行應(yīng)急處理,同時要確保鉆孔的垂直度要精準(zhǔn)無誤,可以多考慮減壓鉆頭的使用情況。在鉆井的過程當(dāng)中,應(yīng)該把握好“重錘定位、降低鉆井”的基本原則,避免一味盲目的依靠提高鉆井進(jìn)入的壓力進(jìn)行。同時,在利用鉆孔機(jī)進(jìn)行開孔的時候,應(yīng)該首先進(jìn)行的是砂泵施工處理,一切正常后才可以進(jìn)行打開鉆頭,繼續(xù)其它的操作。在剛開始的時候,對于鉆探的要求是要輕壓、慢慢地進(jìn)行鉆孔的操作,當(dāng)鉆機(jī)工作趨于正常后,再逐漸的提高鉆頭速度與調(diào)整壓力的大小,而且在進(jìn)行操作的過程中,要確保咬口處不漏水,在鉆井的過程中控制泥漿的比重,保持一個良好的穩(wěn)定性。[6] 另外,在進(jìn)行鉆孔作業(yè)過程中,應(yīng)經(jīng)常對鉆孔進(jìn)行檢查測試,在不符合作業(yè)要求時,應(yīng)隨時進(jìn)行調(diào)整。應(yīng)該注意地質(zhì)地層的變化,并進(jìn)行詳細(xì)的記錄,以應(yīng)對地質(zhì)的突發(fā)性變化。
2.5 鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝中關(guān)于對于清孔的規(guī)范要求
對于鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝的設(shè)計規(guī)范,在清孔方面也是有明確要求。當(dāng)鉆孔達(dá)到要求的深度之后,才能采用泥漿泵、掏渣工具進(jìn)行清孔操作,清孔時一定要清的徹底,同時要保持孔內(nèi)水頭高度達(dá)到指標(biāo),避免塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。有一點值得注意的是,為了方便,用加深孔深來代替清孔,這是極其不可取的,會給整個工程帶來不安全的因素。[7]樁孔在吊入鋼筋骨架之后,灌注水下混凝土之前,應(yīng)再次檢查孔內(nèi)泥漿性能的指標(biāo)和孔底沉渣的厚度,如果超過了相應(yīng)的有關(guān)規(guī)定,應(yīng)進(jìn)行多次的清孔,孔底沉渣厚度不大于0.15D(D為樁基直徑),泥漿比重控制在1.03~1.1之間,符合上述要求后,才能進(jìn)行灌注水下混凝土作業(yè)。
2.6 鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝中對于成樁的規(guī)范要求
對于鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝的設(shè)計規(guī)范,在成樁方面也有明確的要求。鐵路橋梁樁在施工的時候,一定要嚴(yán)格按照配比進(jìn)行拌制砂漿,嚴(yán)格控制水泥和水的用量。一般具體操作如下:通常是先把水泥等進(jìn)行攪拌,攪拌設(shè)備一定要用專用的砂漿攪拌機(jī),并且攪拌一定要均勻。當(dāng)攪拌過一段時間以后,加入60%比例的水,繼續(xù)攪拌。同時,對于混凝土的攪拌時間和灌注的時間,二者的時間間隔不應(yīng)該大于3小時。在攪拌的時候,可以適當(dāng)?shù)奶砑右恍┩饧觿?,是為了減小其初凝時間。[8]在澆筑的時候,應(yīng)該主要注意的是,混凝土的澆筑需要連續(xù)的進(jìn)行,不可以中斷。在確定混凝土強(qiáng)度滿足施工要求的情況下,應(yīng)降低用水量和水泥的用量,從而降低混凝土的水分蒸發(fā)量和,以達(dá)到降低混凝土收縮的作用。[9]對于面對一些樁徑很大或者是深樁基過深的情況的時候,應(yīng)該采用多臺攪拌機(jī)進(jìn)行混凝土及時的攪拌,避免在等待過程中混凝土出現(xiàn)初凝的狀況,發(fā)生斷樁的現(xiàn)象。
3結(jié)束語
鐵路橋梁在施工的過程中,常會有穿越河流,穿越山谷等情況,因此,在設(shè)計的時候,一般設(shè)計為大直徑鋼筋混凝土橋梁樁基礎(chǔ)來平衡橋梁上部進(jìn)行承載。其作用是為了承載其巨大的壓力。鐵路橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計非常的重要,并且受到了高度的重視,因為這關(guān)系到人類的生命財產(chǎn)安全,關(guān)系到國家的鐵路運輸安全的問題。所以對于其質(zhì)量的管理和施工質(zhì)量的要求需要嚴(yán)格把關(guān),并且進(jìn)行反復(fù)的檢驗。[10]但是在設(shè)計的時候,由于難以了解到地質(zhì)內(nèi)部的具體情況,無法預(yù)測到地質(zhì)變化的速度和成度。因此,在橋梁樁基施工的過程中,容易出現(xiàn)很多未知的問題和困難。并且在現(xiàn)階段無法找到根本性的措施去解決,但是相信在未來科學(xué)的不斷發(fā)展過程中,在人們不斷的科技探索中,通過實踐經(jīng)驗的積累與應(yīng)用,對于鐵路橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝會有更進(jìn)一步的完善,人類的生命財產(chǎn)安全也會得到進(jìn)一步的改善。
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Abstract: The structure of the lower part of the municipal bridge projects including pile foundation, tie beam (cap), pier columns and cap beam. In addition to the pile foundation, these structures have adopted the basic fair-faced concrete. For the construction of these concrete structures, should be controlled not only its strength. And should control the quality of its appearance. This article will focus on municipal bridge substructure construction technology discussion.
Keywords: municipal; bridge substructure; Construction Technology
中圖分類號: TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
一、橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)
1、擴(kuò)大基礎(chǔ)施工
(1)測量放樣
首先對施工現(xiàn)場進(jìn)行場地平整,然后根據(jù)設(shè)計單位交付的經(jīng)復(fù)測后合格的導(dǎo)線點和水準(zhǔn)點,使用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行施工放樣。橋位勘測階段所建立的控制網(wǎng),在精度方面能滿足橋梁定線放樣要求時,應(yīng)復(fù)測用。放樣點不滿足時要補(bǔ)充。橋梁的施工控制網(wǎng),除了用精密測定長度外,還要用它來放樣各個橋墩(基)的位置,即定出基礎(chǔ)軸線、邊線位置及地面標(biāo)高。并經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后,進(jìn)行下一步的施工作業(yè)。
(2)挖基和排水
挖基施工盡量安排在枯水或少雨季節(jié)進(jìn)行。施工前按計劃投入勞力、材料、機(jī)具,根據(jù)工程的施工期限、工地環(huán)境及地質(zhì)情況,基坑擬用機(jī)械進(jìn)行開挖,在機(jī)械開挖不到的部位由人工突擊挖除,及時檢驗,隨時進(jìn)行基礎(chǔ)澆筑。對埋置深度較大的基礎(chǔ),采取連續(xù)作業(yè)方法一氣呵成。
2、基坑開挖方法
(1)垂直坑壁基坑:對天然濕度接近最佳含水量、構(gòu)造均勻、不發(fā)生塌滑、移動、松散或不均勻下沉的基土,基礎(chǔ)開挖可采用垂直坑壁基坑開挖法。
(2)斜坡和階梯形坑壁基坑:基坑深度在5 米以內(nèi),土的濕度正常、土層結(jié)構(gòu)均勻。采斜坡開挖或按相應(yīng)斜坡高、寬比值挖成階梯形坑壁。
(3)變坡度坑壁基坑:坑基開挖穿過不同土層時,坑壁邊坡可按不同土質(zhì)采用不同坡度當(dāng)下層為密實粘質(zhì)土或巖石時,下層可采用垂直坑壁基。
3、橋臺澆筑
橋臺澆筑裝模采用鋼模裝模,斜面和轉(zhuǎn)彎處不好裝模處用竹膠板配合裝模。澆筑時水平分層,一般澆筑厚度在30cm 內(nèi)?;炷了腿肽?nèi)后,用振搗棒震動密實,保證表面沒蜂窩麻面現(xiàn)象。
4、墩柱澆筑
施工前,鑿毛基礎(chǔ)和墩柱接觸面,并把基礎(chǔ)預(yù)留的連接鋼筋和墩柱鋼筋籠進(jìn)行連接。中低墩柱采用預(yù)制鋼模板,模板用吊車安裝,模板上口高于混凝土面不少于10cm~15cm,柱模四周用纜風(fēng)繩對拉,澆筑時用輸送泵輸或吊車送入模內(nèi),澆筑時水平分層,一般澆筑厚度在30cm 內(nèi)?;炷了腿肽?nèi)后,用振搗棒震動密實,保證表面沒蜂窩麻面現(xiàn)象?;炷凉嘧⑼戤吅螅斆骓艖?yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境確定初凝前進(jìn)行收面并覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù),混凝土強(qiáng)度達(dá)到0.2MPa~0.5MPa 后,方可脫側(cè)模,采用塑料薄膜包裹保水養(yǎng)護(hù)。
5、橋墩蓋梁澆筑
墩柱頂預(yù)留鋼筋和墩蓋梁連接,橋墩蓋梁橋澆筑裝模采用鋼模裝模,斜面和轉(zhuǎn)彎處不好裝模處用竹膠板配合裝模,采用鋼管和方木配合搭建腳手架,并搭建工作作業(yè)平臺,裝好底模后便現(xiàn)場綁扎鋼筋,再安裝側(cè)模。澆筑時用輸送泵輸或吊車送入模內(nèi),澆筑時水平分層混凝土送入模內(nèi)后,用振搗棒震動密實,保證表面沒蜂窩麻面現(xiàn)象,頂面澆筑時控制好橫坡度。
二、施工技術(shù)方法
橋梁基礎(chǔ)因其形式和所處環(huán)境、地質(zhì)、水文條件、橋梁結(jié)構(gòu)體系、環(huán)保要求及施工條件等因素不同要選用不同的施工方法。公路橋梁由于其結(jié)構(gòu)形式多種多樣,所處位置的地形、地質(zhì)、水文情況千差萬別,因此其基礎(chǔ)的形式也種類繁多。橋梁的常用基礎(chǔ)形式有明挖重力式擴(kuò)大地基、鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)、組合式基礎(chǔ)等,其中擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、組合式基礎(chǔ)應(yīng)用最為廣泛。
(1)擴(kuò)大基礎(chǔ)——是將基礎(chǔ)底板設(shè)在直接承載地基上,來自上部結(jié)構(gòu)的荷載通過基礎(chǔ)底板直接傳遞給承載地基。其施工方法通常是采用明挖的方式進(jìn)行,主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)的定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基底處理以及砌筑(澆筑)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物等。
(2)樁及管柱基礎(chǔ)——當(dāng)?shù)鼗鶞\層土質(zhì)較差,持力土層埋藏較深,需要采用深基礎(chǔ)才能滿足結(jié)構(gòu)物對地基強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性要求時,可采用樁基礎(chǔ)。基樁按材料分類有木樁、鋼筋混凝土樁、預(yù)應(yīng)力混凝土樁與鋼樁,橋梁基礎(chǔ)中用的較多的是鋼筋混凝土樁;按制作方法分為預(yù)制樁和鉆(挖)孔灌注樁;按施工方法分為錘擊沉樁、振動沉樁、射水沉樁、靜力壓樁、就地灌注樁與鉆孔埋置樁等,前四種又統(tǒng)稱沉入樁。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、設(shè)計荷載、施工設(shè)備、工期限制及對附近建筑物產(chǎn)生的影響來選擇樁基的施工方法。
(3)沉井基礎(chǔ)——由開口的井筒構(gòu)成的地下承重結(jié)構(gòu)物,一般為深基礎(chǔ),適用于持力層較深或河床沖刷嚴(yán)重等水文地質(zhì)條件,具有很高的承載力和抗震性能。這種基礎(chǔ)系由井筒、封底混凝土和頂蓋等組成,其平面形狀可以是圓形、矩形或圓端形,立面多為垂直邊,井孔為單孔或多孔,井壁為鋼筋、木筋或竹筋混凝土,甚至由剛殼中填充混凝土等建成。若為陸地基礎(chǔ),它在地表建造,由取土井排土以減少刃腳土的阻力,一般借自重下沉;若為水中基礎(chǔ),可用筑島法,或浮運法建造。在下沉過程中,如側(cè)摩阻力過大,可采用高壓射水法、泥漿套法或井壁后壓氣法等加速下沉。
(4)地下連續(xù)墻基礎(chǔ)——連續(xù)墻的建造是通過專門的挖掘機(jī)泥漿護(hù)壁法挖成長條形深槽,再下鋼筋籠和灌注水下混凝土,形成單元墻段,它們相互連接而成連續(xù)墻,其厚度一般為0.3~2.0m,隨深度而異,最大深度已達(dá)100m。用槽壁法施工筑成的地下連續(xù)墻作為土中支撐單元的橋梁基礎(chǔ),它的形式大致可分為兩種:一種是采用分散的板墻,平面上根據(jù)墩臺外形和荷載狀態(tài)將它們排列成適當(dāng)形式,墻頂接筑鋼筋混凝土承臺;另一種是用板墻圍成閉合結(jié)構(gòu),其平面呈四邊形或多邊形墻頂接筑鋼筋混凝土蓋板。后者在大型橋基中使用較多,與其它形式的深基相比,它的用材省,施工速度快,而且具有較大的剛度,目前是發(fā)展較快的一種新型基礎(chǔ)。
(5)鎖口鋼管樁基礎(chǔ)——由鎖口相連的管柱圍成的閉合式管柱基礎(chǔ)。鎖口縫隙灌以水泥沙漿,使管柱圍墻形成整體,管內(nèi)充混凝土。
三、橋梁下部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量和安全管理措施
1、市政橋梁工程的施工過程中,質(zhì)量控制執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理,層層把關(guān),分層落實,做到各負(fù)其責(zé),責(zé)任到人。
2、質(zhì)檢工程師實行一票否決制,各道工序設(shè)立專職質(zhì)檢員、班組質(zhì)量檢查員,確保整個施工過程的質(zhì)量監(jiān)控。
3、嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān),所有原材料須有質(zhì)保書(合格證)并及時見證取樣送項目部中心試驗室檢測,合格并經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可后方能使用。
4、施工前組織員工進(jìn)行質(zhì)量教育,加強(qiáng)質(zhì)量意識,分層技術(shù)交底,學(xué)習(xí)施工組織設(shè)計的有關(guān)規(guī)定內(nèi)容,熟悉圖紙,了解設(shè)計意圖,自覺按施工規(guī)范施工。
5、做好現(xiàn)場施工調(diào)度,合理安排工程進(jìn)度,協(xié)調(diào)各工種、工序間的銜接,妥善解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的疑難問題。
6、成立安全生產(chǎn)管理領(lǐng)導(dǎo)小組,從思想上重視安全工作,自覺執(zhí)行安全技術(shù)規(guī)則,做到進(jìn)場教育、標(biāo)志明顯、防范周密、定期檢查。
7、加強(qiáng)施工機(jī)械設(shè)備、機(jī)具的保養(yǎng)維護(hù)工作,使之能始終保持良好的運行狀態(tài)。各類機(jī)械設(shè)備要有可靠的保護(hù)接地、接零及漏電保護(hù)措施。特種作業(yè)人員必須經(jīng)考核合格,持證上崗。
8、進(jìn)入現(xiàn)場必須正確佩戴安全帽,禁止穿拖鞋、高跟鞋、光腳從事施工作業(yè),閑雜人員嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場。在帶有一定危險性的區(qū)域內(nèi)施工時應(yīng)設(shè)置安全警戒范圍,現(xiàn)場應(yīng)有明顯的警示標(biāo)志并有專人負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)。
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關(guān)鍵詞:橋梁;樁基檢測;完整性;聲波透射技術(shù)
中圖分類號: K928 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
一、聲波透射法檢測技術(shù)概述
(一)檢測原理
聲波透射法檢測的基本原理如下:在樁內(nèi)預(yù)埋一定數(shù)量的與樁身縱軸平行的聲測管,并將聲波發(fā)射裝置置于測管當(dāng)中,再將由發(fā)射系統(tǒng)傳送出來的電信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號向樁身內(nèi)部進(jìn)行輻射,借此來對樁身混凝土進(jìn)行逐點、逐段的探測。在檢測過程中,聲波會在混凝土中進(jìn)行傳播,當(dāng)其到達(dá)一個聲測管之后,便會被置于其中的聲波發(fā)射換能裝置接收,裝置接收到的聲波信號會由于各個部分混凝土質(zhì)量的不同,而使頻響和波形發(fā)生相應(yīng)的改變,通過這些特征變化,可對樁身混凝土是否存在缺陷以及缺陷的準(zhǔn)確位置進(jìn)行判斷,從而得出樁身的整體質(zhì)量狀況。
(二)聲波透射法的優(yōu)越性
聲波透射法在檢測方面巨頭以下優(yōu)點:其一,檢測較為全面、系統(tǒng),檢測范圍能夠有效覆蓋整個樁身長度的各個斷面;其二,檢測結(jié)構(gòu)直觀、可靠、準(zhǔn)確。全樁長的斷面掃描檢測,加之短距離時聲波對小范圍的缺陷也十分敏感,能夠準(zhǔn)確測出樁身上各處缺陷在深度方向的具置以及徑向范圍,有助于樁身缺陷分析與處理;其三,由于聲波透射法能夠?qū)φ麄€樁身進(jìn)行檢測,所以檢測過程不會受到樁長和樁徑的限制,并且整個檢測過程也不會受到施工場地的制約。正是因為該檢測技術(shù)具有的種種優(yōu)點,使其在橋梁建設(shè)工程中獲得了廣泛應(yīng)用,通過聲波透射檢測,能夠?qū)蛄汗こ添椖康氖┕べ|(zhì)量進(jìn)行有效控制。
二、橋梁樁基檢測中聲波透射法檢測技術(shù)的具體應(yīng)用研究
在橋梁工程建設(shè)中,對樁基進(jìn)行完整性檢測是非常重要的環(huán)節(jié)之一,其直接關(guān)系到橋梁的整體質(zhì)量。下面本文重點對聲波透射法在橋梁樁基檢測中具體應(yīng)用進(jìn)行研究。
(一)檢測前的準(zhǔn)備工作
1.聲測管的選用?,F(xiàn)階段,聲波透射法檢測中,常用的聲測管主要有以下幾種:鋼管、塑料管和波紋鋼管等。這幾種聲測管在使用方面格局優(yōu)缺點,但不管選用何種管材,最為基本的要求是其都必須具備足夠的剛度和強(qiáng)度,以確保在混凝土灌注過程中,管材本身不會發(fā)生變形和破損,并且還要具有足夠大的透射率。在上述幾種管材中,鋼管具有安裝方便、剛度大等優(yōu)點,并且在埋入樁身之后能夠基本保持良好的平行度和平直度,此類管材在大直徑鉆孔灌注樁的檢測中應(yīng)用較多,其唯一的缺點是價格比較昂貴;塑料管本身由于聲抗率相對較低,從而使其具備較好的聲透性,但因為塑料材料具有熱膨脹性,當(dāng)混凝土固結(jié)時,會由于溫度下降使塑料管發(fā)生徑向和縱向收縮,這樣極有可能是塑料管與混凝土局部分離,從而形成空氣或是水分的夾縫,由此便會造成反射強(qiáng)烈的界面增大,最終可能導(dǎo)致判斷失誤,此類管材僅適用于小樁徑的檢測;波紋鋼管的優(yōu)點是管壁較薄、抗?jié)B性好、高耐壓、高強(qiáng)度、省鋼材等,唯一的缺點是管材本身柔性較大,在安裝過程中需要保持其與軸線的平行。在實際工程中,可按照橋梁樁基的性質(zhì)選取最為合適的管材作為聲測管,在沒有特殊要求的前提下,盡可能采用波紋鋼管,這有助于提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(二)聲測管的綁扎與埋設(shè)
1.通常情況下,可以采用焊接或是綁扎的方式將聲測管固定在鋼筋籠的內(nèi)側(cè),并在成孔后、灌注前將其一并隨鋼筋籠下放至樁孔當(dāng)中。在埋設(shè)時聲測管應(yīng)置于樁底位置處,若是被檢測的樁基采用的不是常規(guī)配筋,則應(yīng)當(dāng)在無鋼筋籠的位置處設(shè)置加強(qiáng)箍筋,以此來確保聲測管的平行度;當(dāng)聲測管壁相對較薄時,若是采用焊接固定的方式,為避免焊接過程中造成聲測管被焊透的情況發(fā)生,應(yīng)每隔3m左右使用較粗的鉛絲進(jìn)行綁扎,并且只需要在管口的接頭位置與主筋出進(jìn)行焊接即可。
2.在沒有特殊要求的前提下,聲測管的內(nèi)徑應(yīng)盡可能選取50-60mm的為宜,同時導(dǎo)管的底部應(yīng)當(dāng)采用鋼板或是套管封堵,并再上端加蓋,管口位置應(yīng)當(dāng)略高出樁頂10mm左右,并確保所有聲測管的高度一致。此外,在同一標(biāo)段內(nèi)的聲測管應(yīng)當(dāng)采用同一種管材,這樣便于扣除零聲時中的誤差。
3.聲測管的連接與埋設(shè)質(zhì)量不僅是確保檢測工作順利進(jìn)行的關(guān)鍵之所在,而且也是決定檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與否的重要環(huán)節(jié),在工程實踐中必須對本環(huán)節(jié)予以足夠的重視。樁身內(nèi)部的混凝土波速應(yīng)以該距離除以兩根管間的聲時得出,若是樁身某一段聲測管向內(nèi)部彎曲時,它的波速有可能偏大,這樣容易造成等級偏差,必須采取相應(yīng)的措施確保聲測管的垂直度。
(三)樁基檢測
1.檢測儀器。通常情況下,聲波透射法的檢測儀器主要是由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和換能裝置組成。所謂的換能裝置又被稱為發(fā)射與接收探頭,此類設(shè)備的生產(chǎn)廠家較多,在選擇時應(yīng)當(dāng)選取質(zhì)量較好的設(shè)備,這有助于提高檢測的準(zhǔn)確性。設(shè)備購入后應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行率定,確保聲時準(zhǔn)確、波形清楚后方可使用。在實際監(jiān)測過程中,除了需要考慮換能裝置的精確度之外,還應(yīng)當(dāng)按照測距的大小以及混凝土質(zhì)量的優(yōu)劣狀況,確定最為合適頻率。在正式檢測前,應(yīng)對系統(tǒng)的零聲時進(jìn)行確定,常用的方法有以下兩種:一種是按照規(guī)范的規(guī)定要求進(jìn)行公式計算,另一種是在現(xiàn)場進(jìn)行率定,由于公式計算需要具體的數(shù)值,在此不進(jìn)行詳細(xì)介紹,僅對現(xiàn)場率定進(jìn)行介紹。首先取現(xiàn)場切割下來的聲測管兩根,并向管內(nèi)注滿清水,然后將兩根聲測管緊靠在一起放置到水池當(dāng)中,測量3個以上的數(shù)據(jù)取平均值作為零聲時。
2.現(xiàn)場檢測。對樁基的現(xiàn)場測試工作主要分為兩個部分,一部分是檢測數(shù)據(jù)的采集,另一部分是換能裝置的升降,這兩個部分的工作需要互相配合完成。首先,采用直尺對兩根聲測管的外徑距離進(jìn)行兩側(cè),精確到厘米級,然后將該數(shù)據(jù)報給采集作業(yè)人員,并輸入到檢測參數(shù)的測距一欄當(dāng)中。進(jìn)行正式檢測前,可先用假探頭進(jìn)行試放,以此來檢查換能裝置是否能夠在聲測管內(nèi)自由升降,確保聲測管暢通后便可進(jìn)行正式檢測。將接收換能裝置通過放大器與聲波檢測儀進(jìn)行連接,設(shè)定好儀器參數(shù)后便可開始檢測,先將換能裝置下放至測管底部位置,從下向上每間隔20-30cm左右設(shè)一個測點,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,測試完畢后看是否存在異常測點,如波速或是波幅較低等情況,若是存在應(yīng)當(dāng)進(jìn)行復(fù)測。
3.數(shù)據(jù)處理?,F(xiàn)場檢測工作完成之后,應(yīng)當(dāng)將圖形用打印機(jī)打印出來,并將全部檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中進(jìn)行保存,檢測結(jié)果則應(yīng)通過檢報的形式發(fā)給有關(guān)部門,檢測儀器應(yīng)當(dāng)妥善保管。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號:TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
橋梁養(yǎng)護(hù)要按照“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的原則,以橋面養(yǎng)護(hù)為中心,以承重部件為重點,加強(qiáng)全面養(yǎng)護(hù)。認(rèn)真落實部頒《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》,每年在橋梁定期檢查的基礎(chǔ)上,制定詳細(xì)的維修計劃,提出相應(yīng)的處治和修復(fù)措施及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)維修質(zhì)量監(jiān)督,確保處治有效。增強(qiáng)責(zé)任意識,明確工作目標(biāo),持之以恒地開展好橋梁養(yǎng)管工作。
一.目前橋梁管理中存在的問題。
1. 部分橋梁設(shè)計承載力低,不能滿足重載交通要求。
2. 注重橋梁構(gòu)件強(qiáng)度驗算,忽視耐久性設(shè)計。20世紀(jì)60年代~90年代初期建造的城市橋梁,限于當(dāng)時的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),僅驗算構(gòu)件強(qiáng)度,對耐久性設(shè)計重視不夠。目前橋梁構(gòu)件材料老化、退化現(xiàn)象嚴(yán)重,病害頻發(fā),沿海橋梁構(gòu)造物混凝土受氯離子侵蝕,損壞現(xiàn)象嚴(yán)重,直接影響在役城市橋梁的安全通行。城市橋梁使用壽命不僅取決于其構(gòu)件強(qiáng)度,還取決于構(gòu)件的耐久性,也就是構(gòu)件在使用期內(nèi)保持強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)完整的性能,限于當(dāng)時技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,2004年前我國城市橋梁對耐欠性設(shè)計重視不夠,未按使用壽命驗算,橋梁設(shè)計時僅要求滿足強(qiáng)度指標(biāo)。因此,目前在役的大多數(shù)城市橋梁耐久性不足,使用壽命難以達(dá)到期望設(shè)計基準(zhǔn)期,造成在役城市橋梁提前“退役”。
3. 對中小橋梁次要構(gòu)件和附屬設(shè)施設(shè)計重視不夠。同時,通航河道橋梁缺少防撞防護(hù)設(shè)施,通航船舶碰撞橋墩或凈空高度不足碰擦梁板造成橋墩和梁板受損,存在嚴(yán)重安全隱患。
4. 施工技術(shù)水平低,檢測措施不到位。早期建造的城市橋梁限于當(dāng)時的施工技術(shù)條件,機(jī)械化程度低,應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備少,監(jiān)控檢測手段不到位,未推行監(jiān)理制,難以保證橋梁構(gòu)造物的施工質(zhì)量。
5. 超限運輸車輛對橋梁的損害。受超限車輛頻繁通行影響,造成橋梁承重結(jié)構(gòu)損壞。
6. 部分城市橋梁疏于養(yǎng)護(hù)管理。一是公路養(yǎng)護(hù)管理重養(yǎng)路面質(zhì)量、輕養(yǎng)橋梁,對橋面、支座、伸縮縫、護(hù)欄等養(yǎng)護(hù)管理重視不夠,橡膠支座、伸縮縫老化變形破損,原鋼支座銹蝕失效,原活動支座變?yōu)楣潭ㄖё髁河墒軓潣?gòu)件變成彎拉構(gòu)件;二是橋梁檢查不夠。橋梁服役期內(nèi),由于構(gòu)件材料的劣化、外因作用等原因,會出現(xiàn)各種病害,只有通過檢查才能及早發(fā)現(xiàn)病害,評定其技術(shù)狀況,進(jìn)而提出維修對策;三是早期修建的橋梁資料缺失,不利于后續(xù)養(yǎng)護(hù)管理。舊橋加固設(shè)計需竣工圖,不然無法進(jìn)行加固設(shè)計驗算,只能采用拆除重建方案;四是河床下游挖砂嚴(yán)重,疏于管理,受汛期洪水沖刷,圬工墩臺易被沖空毀壞;五是橋梁加固修復(fù)資金短缺,得不到及時修復(fù),潛在嚴(yán)重安全隱患。
7. 橋臺樁基出現(xiàn)環(huán)向裂縫。受當(dāng)時施工、資金等因素影響,部分橋梁兩側(cè)臺背回填、基底軟基處理不夠,橋頭跳車現(xiàn)象嚴(yán)重,受車輛動荷作用、橋頭填料壓密及基底壓縮變形,產(chǎn)生土側(cè)壓力,造成橋臺樁基出現(xiàn)環(huán)向裂縫,影響橋梁運營安全。
8. 橋梁抗災(zāi)能力弱。據(jù)檢測分析,在役城市橋梁易受臺風(fēng)暴雨、河水急流、河床變遷和沖刷等影響,造成橋梁墩臺沖空、毀壞。
二.橋梁養(yǎng)護(hù)管理對策。
1. 明確養(yǎng)護(hù)管理職責(zé)。根據(jù)現(xiàn)行《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11)、《公路橋梁養(yǎng)護(hù)工作制度》等規(guī)定,明確橋梁養(yǎng)護(hù)管理單位和監(jiān)督單位,合理確定工作職責(zé)。按照交通運輸部和橋梁養(yǎng)護(hù)工程師制度要求,結(jié)合轄區(qū)橋梁數(shù)量,配備足額的橋梁養(yǎng)護(hù)工程師和技術(shù)人員,明確管養(yǎng)職責(zé)。
2. 健全檢查評定制度。貫徹“預(yù)防為主、安全至上”工作方針,提高城市橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性,開展周期性檢查,每年安排一定數(shù)量的城市橋梁檢測,系統(tǒng)掌握橋梁技術(shù)狀況,進(jìn)行分類評定,制定相應(yīng)養(yǎng)護(hù)對策。
3. 明確危病橋梁確認(rèn)權(quán)限。
4. 規(guī)范橋梁檢查程序。
5. 建立橋梁管理體系和數(shù)據(jù)庫。改變傳統(tǒng)的橋梁應(yīng)急搶修養(yǎng)護(hù)管理方法,注重監(jiān)控防范,把安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。抓好在役城市橋梁的檢查、技術(shù)狀況評定、養(yǎng)護(hù)對策、維修加固或改造、交(竣)工驗收等有關(guān)技術(shù)資料的搜集、整理、歸檔,建立完整的橋梁養(yǎng)護(hù)檔案和數(shù)據(jù)庫。建立橋梁工程師管理網(wǎng)絡(luò)、信息快速傳輸系統(tǒng),不斷提高橋梁工程師的技術(shù)業(yè)務(wù)水平,對橋梁病害勤檢查、早發(fā)現(xiàn)、善處理,建立健全一橋一檔的橋梁管理系統(tǒng),發(fā)揮橋梁經(jīng)常性檢查、定期檢查、特殊檢查的作用,做到防微杜漸、有備無患。
6.加大橋梁治超力度。禁止大于橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)的車輛通行,或采取技術(shù)措施后通行。根據(jù)在役城市橋梁的承載能力,綜合分析并確定限載標(biāo)準(zhǔn),設(shè)置限載標(biāo)志。一般情況下,一條技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級相同的公路應(yīng)設(shè)置相同的荷載等級,避免設(shè)置不同等級的荷載標(biāo)準(zhǔn)。對未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的在役城市橋梁,可通過維修加固或改造升級達(dá)標(biāo);對一時難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的橋梁,可通過應(yīng)急加固措施達(dá)標(biāo)。同時,應(yīng)加強(qiáng)橋梁應(yīng)急處置管理,制定以橋梁坍塌事故為重點的養(yǎng)護(hù)突發(fā)事件及災(zāi)害性事件應(yīng)急預(yù)案,重視四、五類危病橋梁及超過使用年限的危舊橋梁管理。
7.加強(qiáng)橋梁修復(fù)改造計劃及施工管理。根據(jù)橋梁檢查評定技術(shù)狀況,確定養(yǎng)護(hù)對策,科學(xué)制定橋梁小修保養(yǎng)、中修、大修或改造等方案,規(guī)范管理工程實施,加強(qiáng)監(jiān)督檢查。注重提高城市橋梁抗災(zāi)防災(zāi)能力,加大對河床下游挖砂監(jiān)管,確保使用狀況良好。隨著公路大橋、特大橋、跨海大橋、結(jié)構(gòu)特殊橋梁的日漸增多,在現(xiàn)有公路養(yǎng)護(hù)管理體制下,單純依靠公路管理部門,無論從人員配備、技術(shù)水平、機(jī)械設(shè)備等方面均難以保證。
8.提高認(rèn)識,加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)。橋梁是公路構(gòu)造然包括對橋梁的養(yǎng)護(hù)。各級政府、交通公路部門要克服重路面養(yǎng)護(hù)輕橋梁養(yǎng)護(hù)的思想傾向,牢固樹立養(yǎng)路必養(yǎng)橋的理念。要認(rèn)識到橋梁是打通河流溝壑等天塹的十分重要的建筑物,且是投資較大、使用價值較高的交通公路基礎(chǔ)設(shè)施。如果不加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)維修,小毛病會發(fā)展成大毛病,嚴(yán)重者甚至造成橋梁壽命縮短和坍塌。各級政府、交通公路部門要把城市橋梁養(yǎng)護(hù)工作作為提升公路整體養(yǎng)護(hù)水平的一項重點工作來抓,每年對橋梁養(yǎng)護(hù)工作做出安排部署,定期召開專題會議,研究確定橋梁養(yǎng)護(hù)工作的重點和任務(wù),及時處理橋梁養(yǎng)護(hù)工作中存在的問題。全面落實專職橋梁工程師為主的橋梁養(yǎng)護(hù)管理責(zé)任制,配備專職橋梁養(yǎng)護(hù)工程師和專職橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)員,明確各自工作職責(zé),嚴(yán)格落實橋梁養(yǎng)護(hù)管理責(zé)任體系。
三.結(jié)束語
隨著交通運輸事業(yè)的發(fā)展,交通運輸量大幅度增長,行車密度及車輛載重越來越大,尤其是拖掛運輸、集裝箱運輸、個體戶載重貨物運輸?shù)戎匦蛙囕v日益巨增,這對許多城市橋梁的安全性提出了更高的要求,特別是年代較遠(yuǎn)的低等級載荷橋,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足使用上的要求,危橋數(shù)量逐年增多,特別是近年來橋梁坍塌事故頻繁發(fā)生,所以加強(qiáng)橋梁日常養(yǎng)護(hù)檢查,維修及病危橋梁的加固,力求充分利用,延長其使用壽命,以滿通運輸發(fā)展的需要。
參考文獻(xiàn):
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基金項目:陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計劃項目(2013K0905)
摘要:水流沖刷常導(dǎo)致橋梁樁基耐久性、承載力降低,使結(jié)構(gòu)安全性不足。文章依托某公路大橋主橋樁基加固工程,通過總結(jié)分析頂推鋼套筒主動加固樁基法的技術(shù)方案、加固構(gòu)造、施工工藝、施工監(jiān)控以及應(yīng)用效果,發(fā)現(xiàn)該項技術(shù)能有效降低黃河水流沖刷的危害,且對土層樁側(cè)摩阻力較小的橋梁群樁基礎(chǔ)加固具有良好的適用性,可為類似樁基加固工程提供參考和借鑒。
關(guān)鍵詞:沖刷;樁基加固;鋼套筒;頂推施工
中圖分類號:U445.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B
Pile Foundation Reinforcement of Bridge Across Yellow River with
Steel Sleeve Jacking and Control Technology
YU Licun, YAO Xiaofei, ZHOU Jiang
(CCCC First Highway Consultants Co., Ltd., Xian 710075, Shaanxi, China)
Abstract: Given that water scouring often leads to the reduction of durability and bearing capacity of bridge pile and compromises structural safety, the pile foundation reinforcement project of a bridge across the Yellow River was taken to study the technical solutions, reinforcement structure, construction technology, monitoring of the construction process and application effect of steel sleeve jacking, an active reinforcement method for pile foundation. It is found out that this method effectively reduces the damage to the bridge by the current of Yellow River, and is suitable for pile cluster with less friction resistance from soil.
Key words: scour; pile foundation reinforcement; steel sleeve; jacking
0引言
黃河水流夾沙量高,汛期水流速大,水流沖刷已成為跨黃河橋梁失效的主要原因之一。沖刷使橋梁樁周土層不斷減少,樁基外露樁長增加,樁身混凝土及鋼筋受到侵蝕,橋梁承載力降低,結(jié)構(gòu)安全性受到威脅。對損傷橋梁樁基及時進(jìn)行修復(fù)并采取相應(yīng)的預(yù)防性措施,是消除結(jié)構(gòu)安全隱患的重要保障[12]。
目前針對橋梁沖刷病害的加固措施主要有圍堰套箍法、普通鋼套筒和水下玻纖套筒加固3種。圍堰套箍法是使用鋼板樁圍堰進(jìn)行臨時圍護(hù),以常規(guī)的增加截面法加固橋墩[34]。普通鋼套筒加固是指對樁身進(jìn)行清理后,在樁身外安裝鋼套筒,鋼套筒不頂入土層,或嵌入土層05~1 m后,將鋼套筒中的水抽干澆筑填充混凝土的一種樁基加固方法[56]。水下玻纖套筒加固又稱“夾克法”,是利用玻纖套筒加固系統(tǒng)與樁基粘結(jié)成一個整體并阻止鋼筋進(jìn)一步銹蝕,修復(fù)并永久保護(hù)混凝土表面的一種樁基加固技術(shù)[7]。這3種措施的共同缺點是嵌入土層深度小,在黃河水的不斷沖刷下,無法起到長期防沖刷的作用;此外,圍堰套箍法加固施工措施費用高,水下玻纖套筒加固對含高沙量的黃河水的磨損適應(yīng)性差[8]。
本文針對某黃河公路大橋的結(jié)構(gòu)類型、病害情況、地質(zhì)條件提出深度頂推鋼套筒主動加固橋梁樁基的方案,并對其加固構(gòu)造、施工工藝、施工監(jiān)控以及應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹,以期為日后類似工程為鑒。
1工程概況
某黃河公路大橋主橋為8跨100 m鋼管混凝土系桿拱橋,主橋下部結(jié)構(gòu)為空心墩,群樁基礎(chǔ),每個橋墩由2個邊墩和1個中墩組成,邊墩4根樁基,中墩8根樁基,樁基直徑均為2 m,設(shè)計樁長為72~78 m。橋梁立面如圖1所示。
圖1某黃河公路大橋主橋立面
經(jīng)檢測,主橋橋墩樁基河床嚴(yán)重下切,樁基沖刷深度為4.0~9.3 m,部分沖刷深度大于鋼護(hù)筒長度,致使樁內(nèi)芯外露,侵蝕嚴(yán)重,樁基普遍出現(xiàn)縮頸、扭曲擴(kuò)徑、鋼筋外露銹蝕等病害。這些病害造成樁基耐久性和承載能力降低,結(jié)構(gòu)安全存在一定的隱患,適用性上存在不可接受的缺陷。
2樁基加固方案
2.1加固方案
黃河河道變遷頻繁,樁基沖刷深度大,普通鋼套筒加固僅能外包沖刷地面線以上部分,無法達(dá)到長期防護(hù)的作用。根據(jù)沖刷深度監(jiān)測,本橋均為外露高樁承臺,沖刷地面線以上外露樁基長度為3.1~9.6 m,且樁基土層主要以側(cè)摩阻力較小的松散粉砂和細(xì)砂為主,為鋼套筒深度頂推切入土層提供了便利條件。因此,在普通鋼套筒加固的基礎(chǔ)上,采用深度頂推鋼套筒主動加固樁基法,可以達(dá)到預(yù)防沖刷,提高樁基承載力、耐久性,增強(qiáng)主橋樁基可靠性,延長其使用壽命的目的。
深度頂推鋼套筒加固法是利用群樁承臺,使用千斤頂反頂鋼套筒嵌入土層至沖止高程,以鋼套筒作為施工模板和永久防護(hù)構(gòu)造的方式進(jìn)行樁基外包加固[9]。預(yù)制截面尺寸比原樁略大的鋼套筒,分節(jié)段安裝、頂推鋼套筒,并配合高壓射水及泵吸清除鋼套筒與樁身之間的土層,灌注水泥砂漿,使鋼套筒和原樁連接為一體,達(dá)到樁基沖刷防護(hù)和加固補(bǔ)強(qiáng)的效果。
2.2鋼套筒加固構(gòu)造
為使鋼套筒起到長期防護(hù)的作用,將鋼護(hù)筒嵌入至沖止高程,各樁基鋼套筒設(shè)計長度為16 m。每根鋼護(hù)筒共劃分為14個節(jié)段,1個首節(jié)段、11個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段和1個末節(jié)段。首節(jié)段長為24 m,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長為12 m,末節(jié)段長為04 m(圖2(a))。樁基實際檢測直徑為21~23 m,鋼套筒外徑為25 m。每個節(jié)段由2個半圓柱組成,并均勻設(shè)置4道縱向加勁肋,首節(jié)段設(shè)置45°刃角(圖2(b))。鋼套筒壁厚為20 mm,縱向加勁肋厚為16 mm。鋼套筒和其他鋼構(gòu)件均采用Q345C鋼板。各構(gòu)件間采用焊接形成整體。首節(jié)段和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段內(nèi)直接泵送灌注M30微膨脹水泥砂漿,末節(jié)段采用壓力注漿灌注水泥漿。
圖2鋼套筒頂推構(gòu)造
3鋼套筒頂推加固施工工藝
樁基鋼套筒頂推加固的主要施工工藝流程為:施工平臺搭設(shè)、樁身處理、鋼套筒制作和安裝、鋼套筒頂推、填充水泥砂漿。
3.1施工平臺搭設(shè)
采用設(shè)置在承臺薄壁墩周圍的扁擔(dān)鋼梁,通過手拉葫蘆和鋼絲繩分別吊起的施工平臺及臨時吊籃的移動軌道梁。整個結(jié)構(gòu)由上至下分別為:承臺面上I25b工字鋼扁擔(dān)梁、承臺底下I25b工字鋼施工鋼平臺、通過手拉葫蘆連接的施工鋼平臺。施工鋼平臺四周及承臺底面以下平臺周圍所有臨水面均用Φ50×2.5 mm焊接鋼管設(shè)置護(hù)欄。
3.2樁身處理
對樁基原施工鋼護(hù)筒進(jìn)行切割,鑿除樁身劣化及多余混凝土,銹蝕鋼筋除銹。
(1)樁基原施工鋼護(hù)筒切割。樁基原施工鋼護(hù)筒采用氣切割,對鋼護(hù)筒沿縱向和環(huán)向進(jìn)行分塊切割,切割后從樁基混凝土剝離鑿除。
(2)樁身劣化及多余混凝土鑿除。對于厚度大于10 cm的多余擴(kuò)徑混凝土采用氣泵風(fēng)鎬機(jī)械鑿除,在鑿除前應(yīng)先進(jìn)行外露實際樁徑測量及主筋保護(hù)層厚度探測,鑿除后的鋼筋保護(hù)層厚度不小于原設(shè)計厚度,并進(jìn)行定位放線,標(biāo)識出應(yīng)鑿除混凝土的外邊線;對于混凝土蜂窩麻面、松散、破碎、剝落和鋼筋銹脹外露區(qū)域以及厚度小于10 cm的多余混凝土,采用人工鑿除,使表面粗糙凹凸差不小于6 mm,并將樁基最大直徑控制在2.1 m以內(nèi)。
(3)鋼筋除銹。外露銹蝕鋼筋先用鋼刷對其表面的銹蝕氧化層進(jìn)行處理,然后涂刷或用高壓噴槍噴涂多功能阻銹劑。
3.3鋼套筒制作與安裝
(1)鋼套筒的制作。鋼套筒鋼管采用厚度為20 mm的鋼板卷制成2個半圓管。卷管時,鋼管受力方向應(yīng)與鋼板壓延方向一致,管體成形必須校圓,失圓度不得大于2 mm。在加工過程中,焊接縱向加勁肋、內(nèi)襯鋼板,鋼管各片構(gòu)件應(yīng)在岸上預(yù)先進(jìn)行試拼裝及防腐處理,并在鋼套筒外表面焊接臨時吊環(huán),吊環(huán)應(yīng)豎向放置焊接。
(2)鋼套筒的安裝。
鋼套筒先采用2片半圓構(gòu)件拼接形成1個節(jié)段,各節(jié)段再進(jìn)行由下至上豎直拼裝。安裝時應(yīng)以事先確定好的原樁基軸線為準(zhǔn),各段筒體縱焊縫十字錯開。在鋼套筒控制點的高程和軸線均滿足設(shè)計要求后,固定各片構(gòu)件的位置,然后施焊接頭。
3.4鋼套筒頂推
(1)將沖刷地面線以上部分鋼套筒安裝到位,并預(yù)留承臺與鋼套筒間千斤頂?shù)陌惭b空間。
(2)在鋼套筒定位準(zhǔn)確后,安裝支撐上、下墊板及液壓千斤頂同步頂推設(shè)備。在鋼套筒四周布設(shè)4個千斤頂,千斤頂?shù)妮S線和鋼套筒外壁與縱向加勁肋交線保持在一條直線上。千斤頂?shù)牧砍炭刂圃谧畲箜斖屏Φ?.25~1.5倍。
(3)千斤頂采用同步頂推,頂推力與位移雙控。在頂推過程中使鋼套筒頂面保持水平,頂面最大高差不大于5 mm。
(4)在鋼套筒內(nèi)壁預(yù)先安裝BW150型射水泵,邊沖刷筒內(nèi)壁土層邊頂推,同時采用自吸無堵塞排污泵清理泥漿。在千斤頂滿量程前應(yīng)使用頂推連接柱接長,頂推連接柱的軸線應(yīng)與千斤頂?shù)妮S線一致。
(5)當(dāng)頂推長度大于鋼套筒節(jié)段時,安裝下一個鋼套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段,此流程循環(huán)進(jìn)行,直到鋼套筒頂推至設(shè)計標(biāo)高。
3.5水泥砂漿泵送和灌注
當(dāng)最后一個鋼套筒標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段安裝完成后,清理套筒內(nèi)壁泥漿時,預(yù)留50 cm土層不進(jìn)行清理,作為封底層。采用砂漿攪拌機(jī)攪拌,通過架設(shè)水平管道運輸泵送M30微膨脹水泥砂漿填充鋼套筒首節(jié)段和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段。水泥砂漿必須連續(xù)一次性澆注完,并在鋼套筒內(nèi)的樁兩側(cè)同時灌注。灌注時灌注管沿樁周來回緩慢移動,砂漿從管下端灌進(jìn);嚴(yán)格控制泵送量,同時用振動棒攪動,使鋼套筒內(nèi)水泥砂漿填充均勻密實。
3.6安裝封頂節(jié)段鋼套筒和壓力注漿
鋼套筒末節(jié)段采用壓力注漿,使末節(jié)段頂面與承臺底頂緊,并在底端設(shè)置注漿孔,頂端設(shè)置排氣孔。末節(jié)段頂面與承臺頂間采用密封膠進(jìn)行密封硬化后,進(jìn)行壓氣試驗,以檢查封閉帶是否封嚴(yán)。從注漿孔注入水泥灌漿料,直到頂端所有排氣孔均溢出水泥漿為止;待鋼套筒內(nèi)水泥砂漿初凝后,對注漿孔和排氣孔及時填塞,并在表面進(jìn)行焊接密封。
4鋼套筒頂推控制
4.1鋼套筒頂推監(jiān)控內(nèi)容及要求
鋼套筒頂推以頂入深度為控制目標(biāo),以最大頂推力作為主要終止條件,以鋼套筒偏位、同樁基各千斤頂頂推力差異、承臺及其他構(gòu)件出現(xiàn)異常損傷為輔助終止條件。鋼套筒頂推具體監(jiān)控內(nèi)容及控制要求有以下幾點。
(1)鋼套筒頂推力。記錄實際各樁基不同節(jié)段鋼套筒的總頂推力;實際總頂推力不大于理論計算最大頂推力,同一樁基各千斤頂?shù)挠捅碜x數(shù)相差不大于10%。
(2)鋼套筒偏位。在施工全過程中對每個鋼套筒頂均勻設(shè)置4個高程觀測點,并測量每個鋼套筒節(jié)段的垂直度;同一節(jié)段鋼套筒頂各點高程差不大于5 mm,垂直度不大于05%。
(3)結(jié)構(gòu)異常損傷。在鋼套筒頂推過程中,派專人觀測承臺裂縫的變化情況、承臺與樁基的結(jié)構(gòu)狀況以及其他結(jié)構(gòu)異常響應(yīng),避免產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)病害。
4.2鋼套筒頂推控制結(jié)果
本工程選擇在黃河枯水期進(jìn)行施工,施工周期共60 d,頂推鋼套筒加固208#~210#橋墩共48根樁基;其中43根樁基鋼套筒均頂推至設(shè)計高程,且實際總頂推力小于理論計算最大頂推力值,鋼套筒偏位和結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)控均滿足要求。另5根未頂推到位樁基鋼套筒參數(shù)見表1。
由表1可見,5根樁基鋼套筒的實際頂入長度為設(shè)計鋼套筒長度的055~060倍,實際總頂推力均已達(dá)到理論計算最大頂推力,且實測的鋼套筒垂直度和高程差均已超限。采用單側(cè)加大頂推力、加大射水、抽沙力度等多種措施后,依然無法頂進(jìn)。
通過快速圍堰開挖209#34樁周圍砂土,同時切割40 mm×40 mm 小窗口,用長鋼筋插搗樁周,發(fā)現(xiàn)河床面以下部分樁基局部擴(kuò)徑,鋼套筒縱向加勁肋緊貼樁基擴(kuò)徑部位,并擠出一條縱槽。由于擴(kuò)徑處空間狹小,砂土已被嚴(yán)重擠密,導(dǎo)致鋼套筒無法繼續(xù)向深部頂進(jìn)。分析認(rèn)為此類樁基存在局部擴(kuò)徑,導(dǎo)致鋼套筒單側(cè)被卡傾斜,無法繼續(xù)頂進(jìn);鋼套筒傾斜產(chǎn)生的水平力將對原樁基產(chǎn)生不利影響,在此條件下終止頂推。
5結(jié)語
深度頂推鋼套筒主動加固樁基法無需修建水中圍堰和搭設(shè)反力架,施工難度較小,安全性高,速度快,工程造價低,且沖刷防護(hù)深度大,可有效提高受侵蝕樁基的承載力和耐久性,是橋梁水下或陸上高樁承臺樁基一種極為有效的加固方案,尤其適用位于粉土、粉砂、細(xì)砂等側(cè)摩阻力較小的土層樁基加固。本文針對某黃河公路大橋樁基的土層資料、結(jié)構(gòu)類型和病害狀況,將鋼護(hù)筒頂推工藝應(yīng)用于樁基加固中,其鋼護(hù)筒最大頂入土中深度達(dá)13 m,目前尚屬國內(nèi)類似加固工程中的首例。工程實踐表明,深度頂推鋼套筒主動加固樁基法可操作性強(qiáng),加固效果顯著,能夠有效地解決樁基沖刷和強(qiáng)度削弱問題,可為類似樁基加固工程提供借鑒。
參考文獻(xiàn):
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Abstract: Combined with the author’s practical work experience, this paper analyzes the common construction technology in the municipal bridge engineering pile foundation construction, and puts forward the corresponding measures, for your reference.
Key words: bridge pile; construction technology; municipal engineering; application
中圖分類號:[TU997] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-2104
市政工程中橋梁樁基的施工技術(shù)在橋梁的修建過程中占據(jù)極為重要的位置,如何改進(jìn)市政橋梁樁基的施工是如今橋梁事業(yè)中的熱門話題。論文首先分析了當(dāng)前市政工程中橋梁樁基常見的施工技術(shù),并分析了施工過程中存在的問題,最后提出了應(yīng)對措施。隨著我國公路建設(shè)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,市政橋梁取得了前所未有的發(fā)展,其施工技術(shù)也有較大的提高,其中樁基施工尤為明顯,如何保證市政橋梁樁基的質(zhì)量控制至關(guān)重要。旨在對類似工程提供借鑒。
1.橋梁樁基常見的施工技術(shù)
1.1 鉆孔灌注樁施工
鉆孔灌注樁施工方法有反循環(huán)鉆成孔法,正循環(huán)鉆成孔法和潛水鉆成孔灌注法。巖溶區(qū)的橋梁樁基多采用鉆孔灌注樁施工,且以反循環(huán)鉆進(jìn)成孔較為常見,下面主要說明反循環(huán)鉆成孔施工方法。
施工注意事項:a.規(guī)劃布置施工現(xiàn)場時,應(yīng)首先考慮沖洗液循環(huán)、排水、清渣系統(tǒng)的安設(shè),以保證反循作業(yè)時,沖洗液循環(huán)通暢,污水排放徹底,鉆渣清除順利。b.沖冼液凈化清水鉆進(jìn)時,應(yīng)清除沉淀池內(nèi)鉆渣,且沉淀池應(yīng)交替使用:并及時清除沉渣。泥漿鉆進(jìn)時,宜使用多級振動篩和旋流除砂器或其它除渣裝置進(jìn)行機(jī)械除砂清渣。振動篩主要清除粒徑較大的鉆渣,篩板網(wǎng))規(guī)格可根據(jù)鉆渣粒徑大小分級確定。并應(yīng)及時清除循環(huán)池沉渣。c.鉆頭吸水?dāng)嗝鎽?yīng)開敞、規(guī)整,減小流阻,以防磚塊、礫石等堆擠堵塞;鉆頭體吸口端距鉆頭底端高度不宜大于250mm;鉆頭體吸水口直徑宜略小于鉆桿內(nèi)徑。在填土層和卵礫層中鉆進(jìn)時,碎磚、填石或卵礫石的尺寸不得大于鉆桿內(nèi)徑的4/5,否則易堵塞鉆頭水口或管路,影響正常循環(huán)。
1.2 沖鉆成孔樁施工
在巖溶地層中鉆進(jìn)應(yīng)注意下列事項:a.沖擊鉆頭操作要平穩(wěn),盡可能少碰撞孔壁;b.選用圓形鉆頭鉆進(jìn),沖程宜小不宜大,加大鉆頭重量,懸距不宜過大;c.遇裂隙漏失時,可投入粘土,沖擊數(shù)次后,再邊投粘土邊沖擊,直至穿過裂隙;d.遇溶洞時,應(yīng)減小沖程和懸距,慢慢穿過,必要時可邊沖邊向孔內(nèi)投放小片石或碎石,以沖擠到溶洞充填物中作骨架,穩(wěn)定充填物;e.遇無充填物的小溶洞時,如果施工需要,可投入粘土加石塊,形成人造孔壁。
1.3 人工挖孔樁施工
人工挖孔樁是指采用人工挖掘的方法成孔,然后安裝鋼筋骨架,澆筑混凝土成為支承上部結(jié)構(gòu)的樁。人工挖孔樁在橋梁樁基中有廣泛應(yīng)用,其突出的優(yōu)點主要有:環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),不象鉆孔灌注樁基礎(chǔ)對場地要求嚴(yán)格,易于檢測,施工設(shè)備簡單,無振動,噪音??;工作效率高。
1.3.1 施工工藝:
人工挖孔樁的基本施工工藝為:平整場地施放中線埋設(shè)護(hù)筒安設(shè)提升設(shè)備布置出渣道路布設(shè)通風(fēng)照明設(shè)備人工掘進(jìn)護(hù)壁檢驗成孔質(zhì)量安設(shè)鋼筋骨架澆筑樁身混凝土。土質(zhì)較好,深度較淺的情況下,可采用孔口護(hù)筒法,護(hù)筒略高于地面,以保護(hù)孔口不致坍塌外,還可防止地表水、地面雜物滑落孔中。
1.3.2 施工注意事項:
安全措施:施工場地內(nèi)的一切電源、電路的安裝和拆除必須由持證電工操作,電器必須嚴(yán)格接地、接零和使用漏電保護(hù)器;防止有毒氣體危害人員安全;要采取措施防止孔口雜物落下傷人,如加高孔口護(hù)壁、設(shè)置孔動蓋板等。
挖孔注意事項:開挖前,應(yīng)從樁中心位置向樁四周引出四個樁心控制點,用牢固的木樁標(biāo)定。當(dāng)一節(jié)樁孔挖好安裝護(hù)壁模板時,必須用樁心點來校正模板位置,并應(yīng)設(shè)專人嚴(yán)格校核中心位置及護(hù)壁厚度。修筑孔圈護(hù)壁應(yīng)符合施工規(guī)范規(guī)定。多樁孔同時成孔,應(yīng)采取間隔挖孔方法,以避免相互影響和防止土體滑移。遇到流動性淤泥、流砂或塌孔時,可按下列方法進(jìn)行處理。應(yīng)清除護(hù)壁污泥、孔底殘渣、浮土、雜物和積水,并通知建設(shè)單位、設(shè)計單位及質(zhì)檢監(jiān))部門對孔底形狀、尺寸、土質(zhì)、巖性、入巖深度等進(jìn)行檢驗。
鉆孔灌注樁施工:確??妆谌魏尾课坏撵o水壓力在0.02MPa以上,護(hù)筒內(nèi)的水位要高出自然地下水位2m以上。鉆進(jìn)時保持孔內(nèi)的泥漿流速比較緩慢。保持適當(dāng)?shù)你@進(jìn)速度。清水鉆進(jìn)時,應(yīng)清除沉淀池內(nèi)鉆渣,且沉淀池應(yīng)交替使用:并及時清除沉渣。泥漿鉆進(jìn)時,宜使用多級振動篩和旋流除砂器或其它除渣裝置進(jìn)行機(jī)械除砂清渣。鉆進(jìn)時應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)觀察進(jìn)尺和砂石泵排水出渣的情況;排量減少或出水中含鉆渣量較多時,應(yīng)控制鉆進(jìn)速度,防止因循環(huán)液比重太大而中斷反循環(huán)。
2.市政橋梁樁基施工中常遇問題及對策
2.1 坍孔
鋼護(hù)筒過短,沒有穿透砂礫和卵石層落在不透水層上,當(dāng)沖擊到溶洞后,突然漏漿造成水頭高度急劇下降,砂礫和卵石層失去穩(wěn)定,形成漏斗狀的坍孔。坍孔的處理辦法:當(dāng)成孔深度不大時,可全孔回填粘土和片石,在暫停一段時間后,再深埋鋼護(hù)筒至不透水層方可重新鉆孔;當(dāng)成孔深度較大時,可將鋼護(hù)筒一直座落在坍孔的喇叭口下緣的不透水層上,護(hù)筒周圍回填干粘土,擠實后,再重新鉆孔。坍孔后,由于回填土的密實度低于原來土體的密實度,致使樁周摩阻降低,對于摩擦樁應(yīng)適當(dāng)增加樁長以滿足設(shè)計要求。
2.2 漏漿
漏漿是巖溶地層鉆孔樁施工常見故障之一,主要是由于巖溶裂隙透水、樁孔與溶洞突然貫通,或鋼護(hù)筒底部漏漿等原因所造成的。其預(yù)防措施有:a.穿透溶洞時,應(yīng)密切注意護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化,一旦泥漿面下降漏漿,應(yīng)立即提出鉆頭,向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿或注水,保持住孔內(nèi)水頭壓力并投入粘土和片石混合物;b.當(dāng)巖溶裂隙較大,因透水性強(qiáng)而發(fā)生漏漿時,應(yīng)采取加大泥漿比重,改善泥漿稠度和控制鉆進(jìn)速度等措施進(jìn)行處理;c.當(dāng)鉆頭擊穿頂板進(jìn)入溶洞時,若能保持樁孔內(nèi)水壓力,可向樁孔內(nèi)拋填封堵漏漿的混合料,經(jīng)小沖程反復(fù)沖砸后,形成新的造孔壁;d.當(dāng)鋼護(hù)筒底部漏漿后,可繼續(xù)下沉鋼護(hù)筒,并用粘土封閉護(hù)筒周圍縫隙,防止地表水繼續(xù)滲入,然后向孔內(nèi)填擲粘土塊和碎石,填筑高度以高出鋼護(hù)筒底1m為宜,最后用小沖程反復(fù)沖砸,達(dá)到加固鋼護(hù)筒底部孔壁與堵漏的目的。
2.3卡鉆
使用沖擊鉆鉆孔時,由于鉆頭的抖動往往會有沖破孔壁,致使孔壁不圓,或形成梅花孔現(xiàn)象;此外,由于鉆頭磨損未及時補(bǔ)焊,鉆孔直徑逐漸變小,新鉆頭或補(bǔ)焊后鉆頭直徑過大,以及在施鉆過程中,由于沖程過大,突然擊穿溶洞頂板,使鉆頭旋轉(zhuǎn)不能提鉆等均可導(dǎo)致卡鉆。預(yù)防措施有:a.及時更換或補(bǔ)焊鉆頭,并向樁孔中回填片石,在鉆進(jìn)面先用小沖程鉆進(jìn),然后逐漸加大到正常沖程,轉(zhuǎn)入正常鉆孔;b.在溶洞頂板施鉆時應(yīng)先用小沖程開孔,并注意旋轉(zhuǎn)鉆頭,溶洞開口后,要及時拋填片石和粘土塊填筑,逐漸進(jìn)入正常鉆孔。
2.4埋鉆
埋鉆是鉆孔中常見的而不易處理的故障,主要是由于孔壁塌陷造成的。在巖溶地層鉆孔,鉆孔穿越的溶洞頂板較薄、埋深較淺時,由于沖程過大,砸擊溶洞頂板就可能出現(xiàn)溶洞坍塌,地表下陷,施工不慎便會發(fā)生掩埋鉆頭的情況。預(yù)防措施有:a.發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)及時提起鉆頭,向孔內(nèi)補(bǔ)水注漿,保持水壓力,采取相應(yīng)措施,堵住漏漿;b.穿越溶洞時應(yīng)改用小沖程鉆進(jìn),防止擊垮溶洞頂板,并準(zhǔn)備好拖拉設(shè)施,系好滑車鋼絲繩,做好鉆機(jī)撤離準(zhǔn)備。
3.結(jié)語
總之,論文對市政橋梁樁基施工技術(shù)及多種常遇問題的處治進(jìn)行了探討,并針對某些特殊情況,提出了若干既能解決工程實際問題,又較經(jīng)濟(jì)合理的橋梁樁基的處治方法,可供類似工程參考。
參考文獻(xiàn):
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1 工程概況
本分離式立體交叉橋位于邵懷高速公路第二合同段平里園村,中心樁號為K20+646,是一座主線上跨的分離式立體交叉,全長52.50米,橋面凈寬為2×12.5,最小凈高為5m。上部結(jié)構(gòu)型式:3孔16m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板梁,下部結(jié)構(gòu)形式:0#橋臺基礎(chǔ)為D1.2m樁基,鋼筋混凝土承臺、肋板式臺身。3#橋臺基礎(chǔ)左幅為D1.2m樁基、鋼筋混凝土承臺、肋板式臺身;右幅為擴(kuò)大基礎(chǔ),肋板式臺身。1#、2#橋墩:基礎(chǔ)D1.5m樁基,橫系梁聯(lián)結(jié)、柱式墩身。本橋平面位于R=2200m,T=563.416m的平曲線緩和段上,以兩臺的連線作橋軸線,橋中心最大偏移值為6.4cm。
本橋地處隆回縣境內(nèi),屬亞熱帶溫暖潮濕氣候。年平均降水量1233.1mm,3~8月降水量占全年60%。橋梁所處的高速公路線路走向大致為東西向分布,沿線為丘陵地貌。根據(jù)本工程的特點制定了該橋的橋面系施工方法,并在此對該方法進(jìn)行介紹,希望為同類工程提供借鑒。
2 橋面系施工技術(shù)要點
本橋橋面施工包括調(diào)平層、縱橫濕接頭,防撞護(hù)欄的施工。
2.1調(diào)平層施工
2.1.1清理橋面
首先對梁頂高程進(jìn)行普測,以確保鋪裝層的設(shè)計厚度,然后全面展開鑿除浮渣、浮漿,清除其他雜物,并用高壓水沖洗干凈,保證橋面調(diào)平層與底層緊密結(jié)合。
2.1.2精確放樣與高程控制
橋面先進(jìn)行左半幅施工,為確保橋面的平整度,選用5號槽鋼作為軌道,以軌道頂面作為準(zhǔn)線進(jìn)行橋面高程控制,設(shè)三道縱向?qū)к?。軌道在護(hù)欄內(nèi)側(cè)15cm處。梁頂每5m準(zhǔn)確放樣后,測量高程,在每點附近做細(xì)集料混凝土小支墩,在其頂面從上至下插入軌道卡子。軌道卡子由10cm短槽鋼外側(cè)帶螺栓,下部焊有一根短鋼筋制成。小支墩高于橋面,軌道卡子頂面低于橋面高程3mm,以使軌道頂面與橋面高程相同。然后通過拉線加密小支墩,以50cm一個為宜,每支墩頂面均設(shè)軌道卡子。制作小支墩及安放卡子時反復(fù)檢查其高度,然后安放軌道,在軌道接頭處再布置一小支墩,用軌道卡子外側(cè)螺栓卡緊軌道。
2.1.3橋面鋼筋網(wǎng)的綁扎
橋面高程控制網(wǎng)及濕接頭鋼筋完成后,即可進(jìn)行橋面鋼筋網(wǎng)施工。依據(jù)橋面控制網(wǎng)劃出每道橋面鋼筋的準(zhǔn)確位置。對應(yīng)各條線先放底層鋼線,在穿入縱向筋,從濕接頭處向兩端推進(jìn)進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的綁扎,節(jié)點以梅花形綁扎。論文格式,高速公路。按設(shè)計圖紙,依據(jù)軌道槽鋼頂面拉線嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度,以充分發(fā)揮鋼筋網(wǎng)的抗裂作用。
2.1.4混凝土的施工
(1) 混凝土的拌制及運輸
混凝土在攪拌站集中攪拌,用混凝土運輸車運輸?shù)綕沧Ⅻc,然后用渦泵澆注混凝土,運至澆注點的混凝土需符合要求,不能離析,否則應(yīng)進(jìn)行二次拌和。
(2) 混凝土的攤鋪與成型
混凝土的澆筑是調(diào)平層施工的最重要環(huán)節(jié),其工藝流程為:混凝土的人工攤鋪→振搗器振實→滾筒滾壓提漿→真空吸水→抹光機(jī)粗平→鋼管刮尺刮平→直尺檢查、人工精平→拉毛→養(yǎng)生。
(3) 主要施工方法和措施
澆筑前,橋面充分潤濕,并以不積水為度。論文格式,高速公路。在澆筑調(diào)平層混凝土前刷一層水泥凈漿混凝土混合料的粗平,采用人工粗平,混凝土混合料攤鋪均勻布料,高度略高于橋面標(biāo)高2cm左右,人工粗平后,用平板振動器沿橫橋向進(jìn)行振搗,兩次振搗重疊10~15cm。用振搗梁進(jìn)行粗平。振搗完成順橋向3m工作段后,拖動振動梁振實、壓平混凝土,并及時鏟除過高的混凝土,補(bǔ)平底處。振搗梁以0.1m/s速度行進(jìn)為宜。用人工一邊整平,一邊用Ф75mm滾筒滾壓數(shù)遍進(jìn)行提漿滾平。滾筒來回拖動3次,先慢后快,對不平的混凝土應(yīng)整平。以0.3m/s速度行進(jìn)為宜。在混凝土搗實后1.5小時內(nèi)進(jìn)行,否則應(yīng)縮短工作段。采用Ф75mm鋼管刮尺,貼緊軌道順橋向連續(xù)反復(fù)幾次直至刮平。此時配合用長為6m,斷面100×60mm鋁合金直尺縱橫向反復(fù)檢測,使平整度符合要求為止。論文格式,高速公路。如果混凝土表面有泌水現(xiàn)象,應(yīng)進(jìn)行真空吸水。由熟練工人用木抹抹面二遍,收漿再用鐵抹精平,用3m直尺反復(fù)檢查確保其平整度。抹面時應(yīng)站在抹光架上。在距橋兩邊緣1.5m處間隔50cm各預(yù)埋一倒“U”型環(huán),以備護(hù)欄模板固定使用。論文格式,高速公路。護(hù)欄完成后再切除。
為保證橋面有一定的粗糙度,精平后進(jìn)行拉毛,采用特制的塑料掃把沿橫橋向拉毛,拉毛應(yīng)線條均勻,深度控制在1~2mm.拉毛后以手指按壓混凝土無痕跡時即覆蓋濕土工布,并充分保持濕潤7天以上。由于施工必須連續(xù)作業(yè),在施工過程中不可避免的會突遇下雨,因此在施工前準(zhǔn)備好長塑料蓬布遮雨棚,以防剛鋪好的橋面混凝土被雨水破壞。
2.2護(hù)欄施工
本橋采用外側(cè)組合式防撞護(hù)攔兩種。外側(cè)組合式防撞護(hù)攔施工工藝如下:
2.2.1測量放樣
沿順橋向每5m準(zhǔn)確放一中線點,以經(jīng)緯儀引至護(hù)欄邊線處和護(hù)欄內(nèi)側(cè)向里15cm處,作為安裝護(hù)欄模板的基準(zhǔn)線,在護(hù)欄內(nèi)側(cè)線上安裝小角鋼,準(zhǔn)確控制角鋼底面高程,并在其下澆筑小石子混凝土,角鋼外側(cè)每間隔1m預(yù)埋定位鋼筋,以控制護(hù)欄內(nèi)側(cè)模板的平面位置和高度。論文格式,高速公路。
2.2.2鋼筋施工
根據(jù)護(hù)欄控制線調(diào)整預(yù)埋鋼筋,根據(jù)小石子高度控制護(hù)欄鋼筋高度,并逐根進(jìn)行焊接,焊接鋼筋除滿足焊接長度、寬度、深度外,還應(yīng)特別注意其豎直度和整體鋼筋的圓順,以此保證護(hù)欄模板的順利安裝。最后逐段綁扎鋼筋安裝通訊管道預(yù)埋件,并在墩頂將縱向鋼筋斷開,模板安裝完畢后,放置護(hù)欄頂預(yù)埋鋼板。
2.2.3護(hù)欄模板的安裝
鋼筋成型后進(jìn)行模板安裝,將護(hù)欄外側(cè)模板置于緣板拉桿端頭上,逐片聯(lián)結(jié),使其形成整體,用膠帶紙粘貼模板縫,涂刷脫模劑,臨時牽連于護(hù)欄鋼筋上。在小石子混凝土頂面貼2cm厚海綿條,以避免漏漿。內(nèi)側(cè)模板涂刷脫模劑,并逐片安裝于小石子混凝土頂面,并兩兩聯(lián)結(jié),通過上下層拉桿與外側(cè)模板聯(lián)結(jié)完成后用垂球小直尺,依據(jù)護(hù)欄基準(zhǔn)線,通頂拉絲校正模板豎直度,并用斜撐加固,于墩頂夾木板以形成真縫,防止護(hù)欄開裂。
欄身模板采用廠制定型鋼模,每節(jié)長度3米,節(jié)與節(jié)之間法蘭盤螺栓固定連接。模板運抵現(xiàn)場后進(jìn)行試拼,主要是看模板安裝后的整體效果,模板接縫處是否平順,有無縫隙和明顯錯茬,檢查無誤后方可正常使用。
2.2.4混凝土的施工
混凝土的拌制和輸運與橋面施工相同。輸運泵管邊澆邊拆,布料時以3m為單元分層澆筑,第一層澆筑18cm,第二層澆筑30cm,第三層澆筑30cm,以插入式振搗器為主,插扦振搗為輔,逐層進(jìn)行振搗,振搗棒快插慢提,以利氣泡的充分溢出。要插入已振完下層混凝土5cm,以利兩層混凝土的連結(jié),掌握好振搗時間,一般每點振搗30s左右,以混凝土表面平坦、泛漿,不出現(xiàn)氣泡為度,保證混凝土振搗密實,嚴(yán)禁過振、漏振,避免混凝土表面出現(xiàn)魚鱗紋或流沙、泌水、氣泡等現(xiàn)象而影響外觀,另外振搗時嚴(yán)禁碰撞模板,以免造成模板損傷,給混凝土外觀留下痕跡。
澆筑抹平后及時用濕土工布覆蓋,并充分保持濕潤以避免混凝土表面縮裂。拆模后采取上覆土工布灑水的方法進(jìn)行養(yǎng)生14d。論文格式,高速公路。
2.2.5護(hù)欄鋼管的安裝
一側(cè)護(hù)欄墻完成后,進(jìn)行護(hù)欄鋼管的安裝,安裝時由一端開始向另一端推進(jìn),安裝完畢按規(guī)范要求進(jìn)行防銹處理。
3 結(jié)論
高速公路橋梁橋面系施工是橋梁建造的重要環(huán)節(jié),因此要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計、選取安全可靠的施工方法,才能保證橋梁的順利完工和保證橋梁的質(zhì)量,加快進(jìn)度,縮短工期,提高經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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引言
鉆孔灌注樁在各類土木工程中廣泛應(yīng)用,具有抗震性好、承載力大、施工噪音小、可以解決特殊地基沉載力等諸多優(yōu)點。目前在國內(nèi)公路橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)已占據(jù)了重要地位,但灌注樁地下施工不可預(yù)計因素多,工程質(zhì)量較難控制,樁基施工既有機(jī)械操作,又有鋼筋加工、混凝土拌制和灌注等多種工作,工序種類繁多,影響因素多,水下混凝土施工要求嚴(yán)格,稍有不慎,就可能出現(xiàn)孔底沉泥、縮頸、夾渣、斷樁等,可能造成質(zhì)量事故,因此,施工中必須嚴(yán)格監(jiān)管質(zhì)量。
1.施工工藝流程及準(zhǔn)備工作
1.1 施工工藝流程
施工前必須撐握鉆孔灌注樁的施工工藝,現(xiàn)以反循環(huán)沖擊式鉆機(jī)成孔為例,其主要施工工藝流程為:平整場地測量放樣埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位開鉆成孔第一次清孔檢孔吊裝鋼筋籠骨架安裝導(dǎo)管第二次清孔水下混凝土灌注拆除導(dǎo)管成樁。
1.2 主要準(zhǔn)備工作
(1)首先必須預(yù)審施工組織設(shè)計根據(jù)業(yè)主、設(shè)計要求施作鉆孔灌注樁超前地質(zhì)鉆探,進(jìn)一步探明地質(zhì)狀況,補(bǔ)充完善地質(zhì)鉆探資料,調(diào)整變更設(shè)計樁長及嵌巖深度,保證樁基工程質(zhì)量。
(2)測量定位要求準(zhǔn)確,測量定位是保證成樁質(zhì)量的前提,關(guān)系到孔位的準(zhǔn)確性及鉆孔的垂直度。施工中須嚴(yán)格執(zhí)行三檢制,與監(jiān)理方復(fù)核、驗收相結(jié)合,控制偏差在設(shè)計或規(guī)范允許范圍內(nèi)。
(3)護(hù)筒、鉆機(jī)安裝準(zhǔn)確、穩(wěn)固。根據(jù)樁頂設(shè)計標(biāo)高及自然地面高程,用人工配合機(jī)械平整場地,按鉆孔平面布置修筑鉆孔機(jī)械進(jìn)出場道路。場地面積要滿足擺放鉆機(jī)、擺設(shè)泥漿池及沉淀池的位置。
護(hù)筒有樁位固定、鉆孔導(dǎo)向、保護(hù)孔口土體坍塌和隔離孔內(nèi)外表層水的作用。
護(hù)筒要求堅固、耐用、不漏水、裝卸方便和能重復(fù)使用等功能。一般采用鋼質(zhì)護(hù)筒,由3-5 毫米厚鋼板制作,在護(hù)筒外側(cè)加焊勁肋增加剛度,防止變形。埋置時應(yīng)保證平面位置正確,偏差不得大于5cm,且高出施工最高水位1.0-2.0m;在水下埋設(shè)的護(hù)筒應(yīng)沿著導(dǎo)向架借助自重、射水、震動或錘擊等方法將護(hù)筒下沉至穩(wěn)定深度。
鉆機(jī)是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土的支架,要安裝穩(wěn)定、安全。施工中成孔中心必須對準(zhǔn)樁位中心,鉆機(jī)架必須保持平穩(wěn),不發(fā)生位移、傾斜和沉陷;安裝就位時,詳細(xì)測量后底座用枕木墊實塞緊,并在鉆孔過程中經(jīng)常檢查,保證轉(zhuǎn)盤面水平、機(jī)架垂直,進(jìn)而確保樁身的垂直度和孔徑。
2.公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)要點
公路橋梁鉆孔灌注樁施工非常重要,直接關(guān)系著橋梁建成后的質(zhì)量和使用壽命,因此必須要抓住灌注樁施工技術(shù)中的各個要點,確保鉆孔灌注樁的施工進(jìn)度及質(zhì)量,保障公路竣工后正常使用。本文就從如下幾個方面分析施工中的技術(shù)要點。
2.1 清孔
為了徹底清除孔底的沉渣,就必須要采用清孔,避免孔底有沉渣而影響到灌注樁的承載能力。而清孔主要是利用了泥漿流動之時具備一定動能,利用該動能來沖擊孔底部沉渣,將沉渣中砂粒、巖粒等成為懸浮狀態(tài),再采用泥漿膠體具備的黏結(jié)力將沉渣隨泥漿循環(huán)帶出樁孔,最后把樁孔中沉渣全部清除,起到清孔與排渣作用;從鉆孔灌注樁的清孔與護(hù)壁來看,對泥漿實施制與清孔是確保灌注樁具有優(yōu)質(zhì)質(zhì)量之關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在施工技術(shù)中對泥漿控制指標(biāo)做了相應(yīng)規(guī)范:黏度的測定時間為17 到20min、含砂率小于6%、膠體率要超過90%等,在施工技術(shù)中都要作為要點來嚴(yán)格控制,施工之時不能夠就地取材,必須要使用專門的泥漿制備,采用高塑性的粘土或者膨潤土,拌制泥漿要依據(jù)施工工藝、機(jī)械以及施工土層來實施,設(shè)計好配合比。
2.2 鋼筋籠的制作與吊放
在制作之前要檢查鋼材的質(zhì)量,合格之后才能依照設(shè)計與施工的要求驗收鋼筋長度、直徑、數(shù)量、規(guī)格及制作質(zhì)量。驗收之時,還必須要注意鋼筋籠的吊環(huán)長度是否達(dá)到設(shè)計的標(biāo)高,其長度應(yīng)該依據(jù)底梁的標(biāo)高變化而變化;在吊放鋼筋籠的過程中,還要逐節(jié)檢查連接縫的焊接質(zhì)量,對于不符合要求的焊縫及焊口都要及時補(bǔ)焊。還要注意能夠順利將鋼筋籠下放,嚴(yán)禁強(qiáng)制性將鋼筋籠下放,這樣有可能造成鋼筋籠變形、坍孔等現(xiàn)象,遇到不能下放就要立即停止并查出根源,比如沒垂直吊放導(dǎo)致不能下放、成功偏斜等,這些都需要糾偏,重新驗收之后確保無誤才能吊放鋼筋籠。接長之時要快速焊接,盡量降低沉放時間。
2.3 做好灌注水下的混凝土前泥漿制備
在灌注水下的混凝土之前要制備好泥漿,而且在第二次清孔灌注樁到設(shè)計標(biāo)高時,應(yīng)該采用鉆桿原位實施第一次清孔,一直到孔口的返漿比重低于1.00 到1.20;如果孔底的沉渣厚度低于50mm,就要抓緊時間沉放混凝土的導(dǎo)管與吊放鋼筋籠;在沉放導(dǎo)管之時要檢查導(dǎo)管連接是不是密實與牢固,防止漏漿漏氣影響到灌注。在灌注混凝土之前還要使用導(dǎo)管做第二次清孔,確??卓诜禎{比重以及沉渣厚度合符規(guī)范要求。一旦各項指標(biāo)達(dá)到要求,就要及時灌注水下混凝土。
2.4 灌注水下混凝土
對于水下鉆孔灌注大都使用導(dǎo)管灌注,必然存在混凝土離析現(xiàn)象,因此就要采用良好配合比來降低離析的成都。當(dāng)然現(xiàn)場配合比并不是一沉不變,而是要隨著水泥品種、石料規(guī)格以及含水率、中粗砂之變化而調(diào)整,并要確保每根樁的配合比準(zhǔn)確無誤,攪拌混凝土之前要對配合比進(jìn)行復(fù)核校驗其準(zhǔn)確性,嚴(yán)格測試管理與計量,并填寫好各種原始計量與制作試件。同時對于鉆孔灌注樁施工中,還要將水下灌注的砼性能參數(shù)作為技術(shù)要點,做好砼的灌注操作技術(shù)。
3.常見故障處理
在鉆孔灌注樁施工中往往會遇到坍孔、卡管等故障,一般可分別采用回填重鉆、淤泥吸拔等方法解除故障。下面將淺談卡管及導(dǎo)管進(jìn)水處理:
3.1 卡管處理
在灌注過程中,混凝土在導(dǎo)管中下不去為卡管,有兩種情況:初灌時隔水栓卡管,或由于混凝土本身的原因,如坍落度過小,流動性差,夾有粒徑較大碎石,拌和不均勻以及運輸途中產(chǎn)生離析,導(dǎo)管接縫處漏水,雨天運送混凝土未遮蓋等,使混凝土中的水泥漿被沖走,粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。處理辦法:可用長桿(可采用ф25 以上的鋼筋)沖搗管內(nèi)混凝土,用吊繩抖動導(dǎo)管,或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落,如仍不能下落時,則須將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔,進(jìn)行清理修整,重新吊裝導(dǎo)管,重新灌注。機(jī)械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管中停留時間過長,或灌注混凝土的時間過長,最初的混凝土已初凝,增大了導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落的阻力,混凝土堵在管內(nèi)。其預(yù)防方法是,灌注前檢查設(shè)備性能,準(zhǔn)備備用機(jī)械,發(fā)生故障時,立即調(diào)換機(jī)械,同時采取措施,加速混凝土灌注,必要時,可在首批混凝土中摻加緩凝劑,以延緩混凝土的初凝時間。
3.2 導(dǎo)管進(jìn)水處理
導(dǎo)管進(jìn)水一般是首批灌砼量不足或?qū)Ч芸谔嵘^高以至無埋深或誤測導(dǎo)致導(dǎo)管提升至砼面外。其處理辦法:①第一種原因進(jìn)水,用導(dǎo)管作為吸管,用空管吸泥的方法將孔內(nèi)混凝土吸出,重新灌注;②第二種原因進(jìn)水,若表面砼沒初凝,可將導(dǎo)管重新插入砼中,用泥漿泵抽出管內(nèi)的泥漿,重新澆灌砼;若表面砼已超過初凝時間,則作為廢樁。
4.結(jié)束語
在灌注樁施工過程中,嚴(yán)格按施工實施細(xì)則要求,按工序進(jìn)行質(zhì)量控制,堅持每道工序?qū)嵤z查驗收許可制、成樁輔以適當(dāng)?shù)臋z測方法,就能保證屬于地下隱蔽工程、施工難以控制的混凝土灌注樁質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。
參考文獻(xiàn)
現(xiàn)役混凝土橋梁的損傷形式表現(xiàn)多樣,例如鋼筋銹蝕、混凝土結(jié)構(gòu)損壞開裂、沉降變形、支座脫空等,這些損傷的出現(xiàn),直接體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)裂縫的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)變撓度的不斷加大。容易造成橋梁結(jié)構(gòu)整體安全度下降和結(jié)構(gòu)承載力不能滿足受力要求,引起這些現(xiàn)象的原因有多方面,需要對橋梁損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的研究及分析評價。
1、概述
橋梁加固改造技術(shù)是一項重要復(fù)雜的工作,需要靈活運用橋梁專業(yè)知識,并且根據(jù)橋梁病害情況,將相關(guān)理論知識與病害進(jìn)行實際結(jié)合,還要考慮其他方面所涉及到的問題。舊橋加固設(shè)計是一門綜合學(xué)科,對于舊橋加固的施工工藝、加固方案和加固設(shè)計等,其復(fù)雜程度大于新橋的建設(shè)。
隨著使用年限的增加,舊橋加固趨勢變大,橋梁加固維修的目的主要是為了使橋梁承載力得以恢復(fù)或提高,改善原有橋梁結(jié)構(gòu)的受力性能,滿足其正常的通行能力,提高橋梁的安全性能。由于橋梁加固技術(shù)進(jìn)一步提高,加固方法日趨成熟,一些新型加固材料和工藝也隨之出現(xiàn),并且經(jīng)常用于一些舊橋加固的工程實踐。以下就主要加固方法做簡要評述。
2、舊橋加固方法
據(jù)不完全統(tǒng)計,橋梁常用加固方法根據(jù)不同分類有很多種,本文主要根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)類型對加固方法簡要探討。
(l)橋面板的加固方法
對橋梁上部結(jié)構(gòu)混凝土橋面板而言,如果橋面出現(xiàn)碎裂、破損、孔洞等病害,需要進(jìn)行局部范圍的補(bǔ)強(qiáng),先將表面破壞的地方鑿除,然后澆筑新的混凝土。若混凝土橋面板表面出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫、剝落等現(xiàn)象時,舊的橋面板已不符合要求,需要鋪設(shè)新面層。這樣,橋面鋪裝層的加固不僅能增加橋面板的橫向聯(lián)系和整體性,還能提高橋梁整體的承載力。
(2)主梁的加固補(bǔ)強(qiáng)方法
①增大截面法。增大混凝土截面加固技術(shù)是在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土,這是對鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術(shù)。有兩種常用方式,一是對橋面板進(jìn)行加厚,二是增大主梁肋的寬度和高度。在橋梁結(jié)構(gòu)下緣加設(shè)主筋,可以很好提高結(jié)構(gòu)的承載力,此種方法適用于有梁肋的橋梁,尤其對小跨徑的T梁橋更為適用。
②粘帖碳纖維。粘貼碳纖維加固技術(shù)是一種新型的橋梁加固改造技術(shù)。碳纖維材料抗拉強(qiáng)度極高,粘結(jié)劑采用環(huán)氧樹脂,粘結(jié)劑作為碳纖維和加固構(gòu)造物之間的中介,使其成很好的整體,碳纖維片與結(jié)構(gòu)共同受力,很好地提高了結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、抗裂性和延性,還可限制裂縫的進(jìn)一步發(fā)展,提高了結(jié)構(gòu)的抗剪和抗拉能力。碳纖維加固法對于鋼筋表面銹蝕嚴(yán)重的橋梁,加固效果明顯,對混凝土板橋和梁橋的抗彎抗剪加固非常適用。
③粘帖鋼板加固法。粘帖鋼板法是采用粘結(jié)劑或錨栓,在梁或板的主要部位,將鋼板粘帖在結(jié)構(gòu)受拉、壓、剪的部位,使鋼板與結(jié)構(gòu)形成有效整體,共同承受荷載的作用。將鋼板粘帖在橋梁結(jié)構(gòu)的的受拉區(qū),可以提高結(jié)構(gòu)的正截面承載力;將鋼板粘帖在橋梁結(jié)構(gòu)的側(cè)面,可以提高結(jié)構(gòu)的斜截面承載力。粘帖鋼板可以提高結(jié)構(gòu)剛度和抗裂度,增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎及抗剪承載力。由于粘帖鋼板加固法的施工工藝復(fù)雜,需要專業(yè)隊伍。
④體外預(yù)應(yīng)力法。相對被動加固法而言,體外預(yù)應(yīng)力加固法是一種主動的加固方法。將預(yù)應(yīng)力筋設(shè)置在混凝土構(gòu)件截面之外的一種技術(shù)。由于其獨特的優(yōu)點,在自重不大的情況下,可以改善結(jié)構(gòu)的承載力,對于橋梁上部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形更為明顯。雖然體外預(yù)應(yīng)力加固法具有一定的優(yōu)越性,但是加固成本較高,施工工藝比較復(fù)雜,對大型橋梁的加固維修更為實用,比如大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的加固。
⑤改變結(jié)構(gòu)體系加固法。改變結(jié)構(gòu)體系加固法,是指進(jìn)行技術(shù)改造或增設(shè)附加的加固構(gòu)件,是橋梁結(jié)構(gòu)的受力體系和受力狀況發(fā)生變化,可以有效減小橋梁構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變,有效改善結(jié)構(gòu)受力性能,提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。改變結(jié)構(gòu)體系,也可以通過增設(shè)支點、柱、托架或托梁拔柱的方式,增設(shè)支點可以很好地提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載力,減小豎向撓度,限制裂縫的發(fā)展,也可以減小跨度,降低計算彎矩,但會縮小使用空間。對于托梁拔柱,是在上部結(jié)構(gòu)盡量不動的情況下,對長柱進(jìn)行拆除和更換的一種方法。
⑥錨噴混凝土加固法。采用錨噴工具,將混凝土組合材料,高壓噴射到錨固有鋼筋網(wǎng)的構(gòu)件表面,形成新的鋼筋混凝土層,對原有混凝土表面加以補(bǔ)強(qiáng),以提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載力。
⑦更換構(gòu)件法。對一些不能修復(fù)的構(gòu)件,有嚴(yán)重缺陷的橋梁構(gòu)件,用新的構(gòu)件加以替換。例如對于橋梁支座經(jīng)過一定年限后,不能滿足使用要求,可以將支座更換;對于鋼架拱橋的橋面板,當(dāng)其破壞不能修復(fù)時,考慮其結(jié)構(gòu)形式也可以更換。
除上述常用加固方法外,還有外包鋼板法,即在構(gòu)件的兩角或四角外包型鋼的加固方法,此辦法優(yōu)點是能有效地提高結(jié)構(gòu)的承載力,對凈空高度的要求不大,缺點是鋼板用量較大,成本較高。增設(shè)輔助構(gòu)件法,為改善原有橋梁結(jié)構(gòu)的受力情況,在原有橋梁結(jié)構(gòu)上增設(shè)新的受力構(gòu)件,以滿足結(jié)構(gòu)受力的要求,如增設(shè)主梁、橫隔梁或支點等。塞縫灌漿技術(shù),即對橋梁表面裂縫的處理,利用水泥、水泥砂漿、環(huán)氧樹脂等材料對裂縫進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),此方法被廣泛采用,效果良好。
(3)墩臺與基礎(chǔ)的加固方法
①擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法就是增大橋梁基礎(chǔ)底面積的加固方法,當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)結(jié)構(gòu)比較堅硬時,如果橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻的沉降,可以采用此法加固;當(dāng)橋梁基礎(chǔ)底部地基的承載力不能滿足要求時,可以利用樁基,在基礎(chǔ)底部打入部分樁,以提高地基的承載能力。擴(kuò)大基礎(chǔ)加固適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋置太淺,橋梁結(jié)構(gòu)墩臺為混凝土剛性實體基礎(chǔ)或磚石的情況。對于擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工工藝,注意的是要保證新舊基礎(chǔ)混凝土的整體連接性,缺點是加固效果不易控制,加固費用比較高。
②增補(bǔ)樁基加固法。增補(bǔ)樁基加固法適用于以下情況:當(dāng)橋梁墩臺采用樁基礎(chǔ),樁的深度不夠,或由于水流沖刷使樁發(fā)生傾斜時,當(dāng)橋梁墩臺基底下存在軟臥地基層,受力不均導(dǎo)致墩臺發(fā)生沉陷時,都可以采用此方法進(jìn)行加固。此加固方法能很大地增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,提高基礎(chǔ)的承載力。
③鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法。對于橋梁墩臺因施工質(zhì)量控制不嚴(yán),使橋梁墩臺開裂或破損,對于基礎(chǔ)的埋置深度不夠,可采用鋼筋混凝土鋼箍或圍帶進(jìn)行加固。如果橋梁墩臺結(jié)構(gòu)破損比較嚴(yán)重,出現(xiàn)大量裂縫、表面嚴(yán)重破損、混凝土表面剝落風(fēng)化等病害時,可圍繞整個橋梁墩臺,設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)套對其進(jìn)行加固。
(4)人工地基加固法
當(dāng)基礎(chǔ)下面的地基土松軟而不能承受很大荷載,或上層土雖好但深層土質(zhì)不良引起基礎(chǔ)沉陷時,可采用人工地基加固方法,以提高基礎(chǔ)的承載能力。此類加固方法有砂樁法、樹根樁法、高壓噴射注漿法和灌漿法等。其中高壓旋噴注漿加固法,其作用過程是利用鉆機(jī),把帶有噴嘴的注漿管旋轉(zhuǎn)并以一定的速度提升,并鉆入土層的預(yù)定位置,與此同時,以高壓流的形式,將水和漿液從噴嘴里射出,人工地基加固法的原理,通過高壓流切割土層,將土層攪碎并使土顆粒分散,其中部分土順?biāo)蜐{液流出鉆孔,部分與漿液攪拌并凝固,形成一定強(qiáng)度和具有抗?jié)B能力的固結(jié)體,人工地基加固法的用途比較廣泛,其地基的加固質(zhì)量效果好、可靠、成本低并且施工方便,人工地基加固法現(xiàn)已成為橋梁墩臺基礎(chǔ)的重要加固方法。
以上只是舊橋加固的一些常用方法,對于特殊情況,要采取相應(yīng)的特殊加固方法,通常還需多種方法并用,以達(dá)到安全、適用、經(jīng)濟(jì)的目的。
隨著新材料和新技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展,很多新工藝和新方法被應(yīng)用于舊橋的加固維修中,取得了很好的加固效果和經(jīng)濟(jì)效益。
3、舊橋加固設(shè)計問題探討
在橋梁加固設(shè)計中,出現(xiàn)很多設(shè)計方面的問題值得探討,對于設(shè)計中參數(shù)的取值,橋梁結(jié)構(gòu)模型的建立,對模型的分析方法都要盡量符合橋梁的實際情況,以下就這三方面反應(yīng)的問題做簡要探討。
(l)預(yù)應(yīng)力銹蝕引起的預(yù)應(yīng)力額外損失問題
對于預(yù)應(yīng)力橋梁的加固,當(dāng)然會考慮原橋結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀況,二者緊密聯(lián)系。對損傷結(jié)構(gòu)而言,由于結(jié)構(gòu)存在大量裂縫,隨之出現(xiàn)鋼筋銹蝕,混凝土的強(qiáng)度不能滿足要求。特別是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),由于鋼筋銹蝕問題,引起預(yù)應(yīng)力額外損失,應(yīng)引起足夠重視。對于預(yù)應(yīng)力額外損失的檢測,目前還無法精確的判斷其損失情況,所以要附加必要的計算分析。加固設(shè)計時,可先假設(shè)不同的損失度,然后計算結(jié)構(gòu)的應(yīng)力,與實測裂縫情況進(jìn)行對比,來大致判定額外預(yù)應(yīng)力損失度。如果對原橋結(jié)構(gòu)損傷復(fù)雜時,加固設(shè)計應(yīng)設(shè)定材料退化的上下限值,以便加固后橋梁結(jié)構(gòu)在此范圍內(nèi),可以滿足相關(guān)要求。
(2)結(jié)構(gòu)應(yīng)力重分布
橋梁結(jié)構(gòu)損傷后出現(xiàn)不同裂縫,在外荷載作用下,裂縫表面的應(yīng)力釋放會產(chǎn)生應(yīng)力重分布。全預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)在損傷之前,其結(jié)構(gòu)是全斷面受力,結(jié)構(gòu)開裂后,原有的內(nèi)力會被釋放。所以針對損傷比較嚴(yán)重的橋梁結(jié)構(gòu),特別是超靜定結(jié)構(gòu),必須要認(rèn)真考慮應(yīng)力重分布的問題。
(3)損傷結(jié)構(gòu)計算模型問題
橋梁結(jié)構(gòu)損傷后會出現(xiàn)不同裂縫,會引起應(yīng)力重分布問題,由于應(yīng)力傳遞路線會發(fā)生變化,結(jié)構(gòu)斷面平面變形不能保持,按照平面桿系理論計算,計算結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大誤差,所以要根據(jù)機(jī)構(gòu)空間理論來分析橋梁結(jié)構(gòu)受力,以便能盡量模擬結(jié)構(gòu)裂縫帶來的影響。
4、結(jié)語
橋梁出現(xiàn)的種種病害會帶來很大影響,而且對行車的快捷、舒適和安全造成不利因素,必須要引起廣泛關(guān)注。自從上世紀(jì)以來,有很多國家己經(jīng)由橋梁的建設(shè)轉(zhuǎn)向橋梁的維修加固中來,并多次召開國際會議,對舊橋的加固改造進(jìn)行探討和研究,隨著對舊橋加固改造的重視,橋梁結(jié)構(gòu)的損傷評估、加固方案優(yōu)化及可靠性理論己成為重要研究內(nèi)容。
參考文獻(xiàn)
[1]楊文淵。橋梁維修與加固「Ml.人民交通出版社, 1989,第2版;
[2]范立礎(chǔ)。橋梁工程(上、下冊).北京:人民交通出版社,1996;
針對我國道路橋梁耐久性不足和事故頻發(fā)的現(xiàn)象,筆者對我國混凝土結(jié)構(gòu)橋梁耐久性不足的原因作了分析,提出了混凝土結(jié)構(gòu)橋梁耐久性設(shè)計應(yīng)注意的主要問題,著重介紹了混凝土橋梁下部結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計。
一、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不足的主要原因分析
1.1工程設(shè)計的耐久性標(biāo)準(zhǔn)低
結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范主要考慮荷載作用下的結(jié)構(gòu)安全性,環(huán)境作用下的耐久性設(shè)計處于次要的地位,有很多指標(biāo)都是定性的規(guī)定,在一些細(xì)部構(gòu)造設(shè)計方面存在一定的漏洞。規(guī)范中沒有設(shè)計壽命和耐久性設(shè)計的明確要求。規(guī)范在耐久性設(shè)計方面不能隨著今年來水泥的性能、施工條件、環(huán)境條件的巨大轉(zhuǎn)變而與時俱進(jìn)。
1.2工程施工過程中片面的追求施工進(jìn)度
由于混凝土強(qiáng)度等級的提高和施工進(jìn)度的加快,實際耐久性質(zhì)量大幅度下降。在一些橋梁的混凝土施工中添加的早強(qiáng)劑,使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和后期強(qiáng)度發(fā)展不良,易開裂,耐久性降低。養(yǎng)護(hù)不良使表層混凝土的抗?jié)B性成倍降低,使鋼筋開始銹蝕的年限成倍縮小。
1.3在橋梁運營過程中缺少正常的檢測和維修
結(jié)構(gòu)耐久性需要有正確使用和正常檢測與維修相配合。重新建、輕維修是橋梁建設(shè)管理工作中重大缺陷,對于基礎(chǔ)設(shè)施工程,應(yīng)在設(shè)計中進(jìn)行結(jié)構(gòu)全壽命經(jīng)濟(jì)分析與評價,只有適當(dāng)加大初始投資費用,強(qiáng)化結(jié)構(gòu)耐久性,才是最經(jīng)濟(jì)有效的途徑。
二、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的主要內(nèi)容
2.1混凝土材料的選擇
混凝土應(yīng)選用低水化熱、低C3A含量、偏低含堿量的水泥?;炷恋墓橇弦诉x用堅固耐久的潔凈骨料,重視粗骨料級配及粒形,可以將適量引起作為常規(guī)手段,宜采用偏低的用水量并限制單方混凝土中水泥材料最低和最高用量,盡可能降低水泥材料中的硅酸鹽水泥用量。
2.2上部結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計
①橋面鋪裝。橋面鋪裝是橋梁與車輛直接接觸的部件,也是橋面排水的第一道防線。橋面鋪裝一方面承受著汽車的沖擊碾壓剪切作用,另一方面又承受著主梁傳遞的反復(fù)應(yīng)力和撓變,經(jīng)常出現(xiàn)早期損壞,進(jìn)而破壞橋面防水系統(tǒng),最終導(dǎo)致主梁受橋面水影響而腐蝕主筋,鋪裝混凝土逐漸與主梁剝離,削弱了主梁的受力性能,影響了整個結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。
②橋面防水層。橋面鋪裝與主梁之間的防水層是防止橋面水滲入主梁的第二道防線。不少設(shè)計中僅單一采用防水混凝土進(jìn)行防水。由于防水混凝土屬于剛性防水層,一旦開裂后防水性能便大為下降。
③主梁。主梁是全橋的主要承力構(gòu)件,一般在設(shè)計當(dāng)中均要進(jìn)行整體分析和局部分析,重視程度很高,從理論計算角度均能滿足規(guī)范要求??墒窃趯嶋H運營當(dāng)中,主梁(主要是箱梁)箱體內(nèi)長期大量積水的現(xiàn)象時有發(fā)生,甚至積水灌滿箱體的情況也有發(fā)生,極大地?fù)p傷了主梁的預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋,使得主梁安全性大大下降。究其原因,很大程度上是對于主梁細(xì)節(jié)設(shè)計的不到位,主梁排水構(gòu)造設(shè)置不夠完善,橋面積水在長時間不能排出橋外時便通過梁頂裂隙進(jìn)入箱體,進(jìn)而在箱體內(nèi)不斷積累,最終形成箱體內(nèi)積水。
④伸縮縫。伸縮縫是橋面的重要組成部分,直接影響著橋梁的伸縮性、舒適性。由于對主梁收縮徐變考慮不足,經(jīng)常出現(xiàn)的問題是型號選擇不當(dāng),導(dǎo)致梁端或在最高溫度時擠壓損壞,或在最低溫度時拉壞梁體。伸縮縫在保證梁體縱向伸縮的同時,也應(yīng)重視防水設(shè)計。在很多設(shè)計中,采用直線式伸縮縫,這樣做固然設(shè)計比較方便,但在橋梁兩端的護(hù)欄處成為主要的漏水區(qū)域。因此,建議選用橫向兩端有翹頭的伸縮縫,使得整個伸縮縫形成一個閉合良好的U型槽,可以有效避免橋面積水沿伸縮縫這個排水薄弱環(huán)節(jié)下泄到分聯(lián)梁端及分聯(lián)墩蓋梁上。轉(zhuǎn)貼于中國論文下載中心www
三、下部結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計
3.1 橋墩設(shè)計中的注意事項
由于橋墩在構(gòu)造、施工工藝和截面形狀等方面的多樣性,近年來我國橋梁設(shè)計人員對下部結(jié)構(gòu)的造型設(shè)計有了顯著的變化,改變了以往橋墩粗、大、實的軀體,向著輕型、薄壁、注意造型的方向發(fā)展,從而提高了橋梁下部結(jié)構(gòu)的功能和結(jié)構(gòu)的美感。比如上海市的高架橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼箱梁,呈拋物線型; 下部的墩臺根據(jù)橋面寬窄及其周圍環(huán)境的不同,分別采用了Y 形墩、H 形墩、獨柱墩、多柱墩等多種形式,截面形狀分別為圓形和方形,從而使得該城市的高架橋像彩虹一樣環(huán)繞在城市之中。
分聯(lián)墩蓋梁分聯(lián)墩處由于上部結(jié)構(gòu)設(shè)置伸縮縫,橋面水經(jīng)常通過伸縮縫薄弱環(huán)節(jié)泄漏到分聯(lián)墩蓋梁上,尤其是采用除冰鹽的地區(qū),分聯(lián)墩蓋梁長期承受著腐蝕性除冰鹽水的腐蝕。因此,分聯(lián)墩蓋梁頂面應(yīng)該設(shè)置橫坡以便排走橋面流下的水,并且要在蓋梁保護(hù)層厚度方面重點考慮防腐蝕要求。另外,為了防止腐蝕性鹽水順墩身流下,避免對墩身和樁基產(chǎn)生不利的影響,設(shè)計中可在蓋梁挑檐上設(shè)置滴水槽。
3.2樁頂橋梁樁基安全直接決定著橋梁的整體安全,是橋梁設(shè)計的重中之重。
樁基頂部與承臺或墩身相連,受截面突變的影響,屬于應(yīng)力集中的部位。橋梁樁頂一般設(shè)計于地面線附近,受地面水、地下水、橋面排下的含除冰鹽的冰水、地面土(尤其像鹽漬土、土中有機(jī)質(zhì))等因素中的一種或幾種的影響,經(jīng)常處于干濕交替和腐蝕性環(huán)境,對于樁基頂部的鋼筋混凝土耐久性產(chǎn)生較大的不利作用。因此,樁基尤其是樁頂?shù)脑O(shè)計中必須要根據(jù)樁頂處的水位情況、土質(zhì)情況合理判定環(huán)境等級,選擇相應(yīng)的耐久性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),最終確定保護(hù)層厚度。
3.3 墩臺基礎(chǔ)設(shè)計
在橋梁墩臺設(shè)計中,還有一個非常重要的事情,那就是墩臺基礎(chǔ)的設(shè)計。工程實踐表明: 墩臺的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計與施工質(zhì)量的好壞,是整個結(jié)構(gòu)質(zhì)量的根本問題。因為基礎(chǔ)工程是隱蔽工程,如有缺陷,較難發(fā)現(xiàn),也較難彌補(bǔ)或修復(fù),而這些缺陷往往直接影響整個橋梁的使用甚至安危。橋梁墩臺的造價,通常在整個橋梁造價中占相當(dāng)大的比重,尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下或深水修筑基礎(chǔ)更是如此。因此,我們設(shè)計人員對墩臺基礎(chǔ)必須精心的設(shè)計,不得有馬虎的思想。
四、結(jié)束語