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关于公路桥梁中桩基检测新技术的探讨

日期:2015-3-20 15:24:00 来源:转载 浏览数:
 
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 1 ·公路桥梁中基桩的分类
公路桥梁按照不同分类方式可以分成不同的类别,按施工方式可分为冲孔、挖空、钻孔; 按公路桥梁桩基承载力可分为端承桩、摩擦桩、摩擦端承桩; 按公路桥梁桩基的直径可分为大直径、中直径、小直径桩基,通常公路桥梁建设多使用大直径的桩基; 按公路桥梁桩基的纵向截面形状可分为直身桩、多节桩、扩底桩、竹节桩和表面带有螺纹; 按公路桥梁桩基水平受力的情形可分为公路桥梁桩基水平受力的情形可分为主动桩及被动桩; 按竖向受力的情形可分为抗压桩及抗拔桩; 按公路桥梁桩基的底部构造可分为钢底、平底桩基。
公路桥梁的建设过程中,对公路桥梁的桩基进行检测时,要依照施工现场的实际情况去判断某一桩基的类型,到底是柱墩装,还是引桥桩,此外,还要确定施工的具体方式。在施工过程中,桥梁桩基应该根据具体情况进行必要检测,而且检测手段应该和工程实际相吻合,以此来保证检测的高效性及准确性[1]。
2 ·公路桥梁中桩基的检测技术分析
2. 1 静载荷实验法
实际的公路桥梁桩基施工应该和具体工程示例结合起来,一项重要工作是检测桥梁单桩在竖直方向上的承载力,静载荷实验法作为一种极为常见的检测方法应用范围较为广泛,其检测方法如下: 首先在桩基顶部施加一定载荷,然后通过控制荷载维持整体受力均匀,然后观察荷载施加的观察中桩基底部情况,最后绘制P - S 载荷曲线,根据曲线情况判断工程整体质量,最终得出单桩在竖直方向的承受能力。
公路桥梁在具体施工过程中,会受施工现场外在环境的不同程度的影响,此外,工程施工工期有限,公路桥梁桩基承载力在某些程度上来说相对较大,静载荷实验法的弊端尽显无疑,首先测量周期和时间较长,相应的检测成本较高,许多配到设备的调试和测量都会占用较多时间。但是,施工现场的安全系统并不是非常高,因而在日常的实际工程中使用静载荷实验法检测单桩竖向承载力的方法并不常用。
2. 2 声波透射法
二十世纪80 年代,随着检测技术日新月异的发展,声波透射法已经在公路桥梁桩基中应用开来。声波透射法以其优越的特点被广大检测技术人员接受。声波透射技术不仅能够实现全方位无死角检测,而且能够和其他技术相互结合,实现超声波检测。其主要工作原理如下。
脉冲发生器通过发射周期性信号对混凝土层进行穿透,然后通过接收端接受返回信号,由于发送和接收之间具有时间差,所以接受脉冲的频率和最大值也是各不相同的,对测量到的各参数的综合处理,并且通过DSP 系统来对混凝土基桩进行全面分析,找出相应缺陷,并且对混凝土桩整体均匀性进行必要分析,进而得出基桩强度。声波渗透法具有其他检测技术难以比拟的优点,对周围环境因素要求较低,而且实时性更好,但是容易受到本身反射的影响,最终对于检测效果造成严重影响。
2. 3 钻孔取芯法
桩基样芯和公路桥梁桩基有着密不可分的关系,此外,样芯还可以反映出桥梁桩基底部沉渣和局部缺陷,进而对整个桥梁质量进行判断。钻孔取芯方法主要应用在公路桥梁桩基取芯的过程中,首先选择桥梁桩基比较具有代表性的部分进行采样,然后进行全面分析和数据反馈。由于取样只是部分取样,所以很难反映桥梁整体情况,具体施工过程中数据代表性有限,所以使用范围有限,不会造成重要影响。
3· 公路桥梁中桩基检测新技术
当前阶段,低应变动测法在测量精度方面具有无与伦比的优势,作为一种全面、准确的公路桥梁桩基检测技术,其工作过程简单有效,而且适应范围更广。具体测量过程为: ( 1) 小锤敲击顶部,并且安装传感器;( 2) 接收应力波,对速度和频率进行反演分析; ( 3) 整理编制完整分析材料,并且制定成报告。此方法的检测准确度相对较高,适用性较广,并且简单可靠。
3. 1 低应变动测法系统的整体结构构成
低应变动测法系统主要由以下几部分组成: 信号采集仪、力锤、传感器及小型打印机等。信号采集设备使用十六位的模数转换器,采集系统的采集频率达到截止频率的2. 5 倍以上,并且也需要考虑系统的抗干扰的能力,主要是对50Hz交流电的抗干扰能力; 传感器需要带有内置的加速度计,且加速度计的频率相应的范围要较宽,低频响应及零漂性能较好; 电源需要DC 电源,无噪音干扰,平稳性较好。
3. 2 低应变动测法的适用范围介绍
低应变动测法的适用范围对测量影响是十分巨大的,其中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,前者是主要影响因素,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。
通过总结实际施工过程中的经验教训,采用低应变动测法对公路桥梁的桩基进行检测时,桩基的长度通常在5 ~ 50m 的范围之间,桩基的半径一般需小于0. 9m,尽管一些长度大于50m 的桩基仍能够获得桩底的应力波信号,然而因公路桥梁桩基的承载力较大,桩基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不够准确,同时也会受到当地地质条件的影响。
3. 3 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。
3. 3. 1 选取测试点。测试点的选取应该以基桩直径为选取依据,选取原则要保证测试点满足实际测量的需求,通常情况下,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,选取的方式要保证测量点均匀,打磨处理应该仔细认真,保证后续施工正常进行。
3. 3. 2 选取锤击点。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检测效果,可以聘请专业技术人才进行测量检测,保证检测结果满足设计要求。
3. 3. 3 传感器的安置。按照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传感器的方法,因此这就要求在桩基的顶部干燥的时候,比较常用的粘贴剂包括: 石蜡、黄油、橡皮泥等,粘贴层的厚度应该适中,避免过厚造成应力波接收不准确的情况。
实际测量过程中,可以通过多次采集应力波来提高测试的准确度。敲击位置和波形偏振情况有一定的对应关系,而且此种测量方法的使用范围有一定限制,当桩基内部存在缺陷度和直径比例不小于20cm 的时候,测量结果将会大打折扣,所以检测技术应该朝着减少采集系统信噪比,提高检测精度的方向发展。
 

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