【摘要】隨著我國(guó)高鐵基礎(chǔ)建設(shè)的迅速發(fā)展。鐵路部門(mén)興建了大量的混凝土橋梁,且工程規(guī)模越來(lái)越大,對(duì)樁基基礎(chǔ)承載力的要求也越來(lái)越高,質(zhì)量成為一個(gè)突出的問(wèn)題,因此必須加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè),從而保證橋梁的施工質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】高鐵;質(zhì)量;檢測(cè);橋梁
1.樁基基礎(chǔ)的施工準(zhǔn)備
1.1樁基基礎(chǔ)的施工環(huán)境
場(chǎng)地位于旱地時(shí),清除現(xiàn)場(chǎng)雜物,硬化場(chǎng)地。場(chǎng)地位于淺水時(shí),采用筑島法(引橋),場(chǎng)地位于深水時(shí),采用鋼管樁施工平臺(tái)法(主橋)。平臺(tái)必須平整,聯(lián)結(jié)牢固。
1.2樁基基礎(chǔ)樁位測(cè)定
在平整好的場(chǎng)地上測(cè)定樁位,用方木樁準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)各樁位的中心及標(biāo)高,同時(shí)埋設(shè)護(hù)樁,護(hù)樁埋設(shè)方法,在樁中心向外大干樁徑50cm均勻分布三個(gè)并量出距離,護(hù)樁頂要與地面相平并用砂漿固定牢固,做出明顯標(biāo)記。深水樁基的定位由鋼護(hù)筒定位架固定。
1.3樁基基礎(chǔ)的護(hù)簡(jiǎn)
護(hù)筒一般采用鋼護(hù)筒,水上主墩鋼護(hù)筒采用12mm厚鋼板卷制在頂和底部用12mm鋼板加固,直徑2.5m的鋼護(hù)筒用14ram厚鋼板卷制,其余則用10mm厚鋼板卷制。護(hù)筒內(nèi)徑大干鉆頭直徑20~40cm,護(hù)筒高視土質(zhì)而定,最小不小于2m。安置時(shí),護(hù)筒頂高出地面30cm以上,高出最高施工水位或地下水位1.5~2.0m。旱墩護(hù)簡(jiǎn)周?chē)?0cm范圍內(nèi)粘土夯實(shí),深度至護(hù)筒底。并用穩(wěn)定護(hù)筒內(nèi)水頭的措施。護(hù)筒的埋設(shè)位置必須保證其中心與樁位中心的偏差不超過(guò)50mm。并應(yīng)注意兩節(jié)護(hù)筒的連接質(zhì)量,護(hù)筒埋深為2~4m,水上主墩護(hù)筒應(yīng)沉入局部沖刷線以下不小于1.0~1.5m。
1.4樁基基礎(chǔ)的鉆孔泥漿
在開(kāi)鉆前,應(yīng)選擇和備足良好的造漿粘土或膨潤(rùn)土,科學(xué)選料配制,泥漿比重1.1-1.2,泥漿粘度一般地層16~22Pa·s。含沙率必須小于2%。鉆孔時(shí)泥漿需要不斷的循環(huán)和凈化,故在施工前應(yīng)對(duì)泥漿的循環(huán)和凈化作適當(dāng)布置,設(shè)置好制漿池、儲(chǔ)漿池、沉淀池,并用循環(huán)槽連接。廢棄泥漿根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況在橋旁設(shè)置儲(chǔ)漿池,作為廢棄泥漿的傾倒場(chǎng)地。
2.樁基基礎(chǔ)鉆孔的施工
鉆機(jī)就位前,應(yīng)對(duì)主要機(jī)具及配套設(shè)備進(jìn)行檢查、維修。就位后,底座和頂端應(yīng)平穩(wěn),不得產(chǎn)生位移和沉陷,放置鉆機(jī)的起吊滑輪線、鉆頭(鉆桿)和鉆孔中心三者應(yīng)在同一個(gè)鉛垂線上,其偏差不得大干2cm,豎直向傾斜不大于0.5%。
鉆孔前,按施工設(shè)計(jì)所提供的地質(zhì)、水文資料繪制地質(zhì)剖面圖,掛在鉆臺(tái)上。針對(duì)不同地質(zhì)層選用適當(dāng)?shù)你@機(jī)和泥漿比重,并做鉆孔標(biāo)示牌,內(nèi)容包括墩臺(tái)號(hào)、樁位、應(yīng)鉆孔深、鉆機(jī)型號(hào)、負(fù)責(zé)人等。初次鉆孔時(shí)進(jìn)尺適當(dāng)控制,采用慢速鉆進(jìn),沖擊鉆用小沖程,正反循環(huán)鉆應(yīng)采用減壓鉆進(jìn),孔底承受的鉆壓不超過(guò)鉆具重力之和(扣除浮力)的80%。并經(jīng)常檢查放置鉆機(jī)的起吊滑輪線、鉆頭(鉆桿)和鉆孔中心三者是否在同一鉛垂線上,使初成孔豎直、圓順,防止孔位偏心、孔.口坍塌。正常鉆進(jìn)后,沖擊鉆采用4-5m中、大沖程。但最大沖程不超過(guò)6m,正反循環(huán)鉆則待導(dǎo)向部位或鉆頭全部進(jìn)入地層后方可加速鉆進(jìn)。
施工中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)裝置是否被鉆碴卡住,鉆進(jìn)時(shí)常低錘勤擊,沖擊鉆鋼絲繩松繩不得過(guò)大,以免造成斜孔、卡鉆、坍孔、漏漿等故障,且鋼絲繩松繩不得過(guò)小以免造成打空錘,影響進(jìn)尺。鉆孔作業(yè)必須連續(xù)進(jìn)行,不得中斷。因特殊情況必須停鉆時(shí),孔口應(yīng)加保護(hù)蓋. 用5cm厚木板或3mm花紋鋼制作)并嚴(yán)禁鉆頭留在孔內(nèi),以防埋鉆。經(jīng)常檢查泥漿的各項(xiàng)指標(biāo),包括泥漿比重、稠度、含砂率、酸堿度等,并根據(jù)地質(zhì)情況及時(shí)調(diào)整。
當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)對(duì)孔深、孔徑、孔位和孔形等進(jìn)行檢查,測(cè)繩應(yīng)經(jīng)常校正刻度,避免超鉆、或鉆孔深度不夠,檢孔器鋼筋外圈直徑應(yīng)大干鋼筋籠外圈直徑l0cm,且不得大于鉆頭直徑,確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后,立即填寫(xiě)終孔檢查證,并經(jīng)駐地監(jiān)理工程師認(rèn)可,方可進(jìn)行孔底清理和灌注水下混凝土的準(zhǔn)備工作。
3.高速鐵路橋梁樁基檢測(cè)方法
3.1鉆芯檢測(cè)法
鉆芯檢測(cè)法屬于局部破損檢測(cè)法,它是按規(guī)定的抽檢比例進(jìn)行檢測(cè),或?qū)顿|(zhì)量有疑問(wèn)時(shí)采用,通過(guò)檢測(cè)可判斷樁身的完整性、混凝土強(qiáng)度、樁長(zhǎng)、樁底沉渣厚度及持力層性狀能否滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。鉆芯取樣是鉆芯法檢測(cè)中的重要環(huán)節(jié),其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到整個(gè)樁基質(zhì)量評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。
3.2靜載荷實(shí)驗(yàn)法
單樁豎向承載力的確定在樁基工程中特別重要。靜載荷實(shí)驗(yàn)法在檢測(cè)單樁豎向承載力時(shí)雖然是最原始的但也是最可靠的方法。在樁頂施加荷載,了解荷載施加過(guò)程中,樁土間的作用,通過(guò)得到P-S曲線的特征確定承載力,判別樁基的施工質(zhì)量。使用1×104KN級(jí)以上的樁基靜載設(shè)備,最大加載能力2×104KN。在橋梁樁基工程中,主要使用慢速維持荷載法。
3.3低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法
低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法是使用小錘敲擊樁頂,通過(guò)粘接在樁頂?shù)膫鞲衅鹘邮諄?lái)自樁中的應(yīng)力波信號(hào),采用應(yīng)力波理論來(lái)研究樁土體系的動(dòng)態(tài)響應(yīng),反演分析實(shí)測(cè)速度信號(hào)、頻率信號(hào),從而獲得樁的完整性。該方法檢測(cè)簡(jiǎn)便,且檢測(cè)速度較快,但如何獲取好的波形,如何較好地分析樁身完整性是檢測(cè)工作的關(guān)鍵。
測(cè)試過(guò)程是獲取好信號(hào)的關(guān)鍵,測(cè)試中應(yīng)注意:①測(cè)試點(diǎn)的選擇。測(cè)試點(diǎn)數(shù)依樁徑不同、測(cè)試信號(hào)情況不同而有所不同,一般要求樁徑在120cm以上,測(cè)試3~4點(diǎn)。②錘擊點(diǎn)的選擇。錘擊點(diǎn)宜選擇距傳感器20~30cm處不必考慮樁徑大小。③傳感器安裝。傳感器根據(jù)所選測(cè)試點(diǎn)位置安裝,注意選擇好粘貼方式,一般有石蠟、黃油、橡皮泥在保證樁頭干燥,沒(méi)積水的情況下。④盡量多采集信號(hào)。一根樁不少于10錘,在不同點(diǎn),不同激振情況下,觀測(cè)波形的一致性,以保證波形真實(shí)且不漏測(cè)。
3.4高應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)法
高應(yīng)變動(dòng)力法測(cè)試技術(shù)于20世紀(jì)80年代由美國(guó)引入我國(guó),近年來(lái)該技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。它是通過(guò)在樁頂量測(cè)被激發(fā)的阻力產(chǎn)生的應(yīng)力波和速度波來(lái)確定承載力的。目前工程界應(yīng)用最廣泛的高應(yīng)變動(dòng)力試樁法是阻尼系數(shù)法和曲線擬合法。
3.5超聲波檢測(cè)法
超聲波檢測(cè)法是通過(guò)測(cè)定超聲波在混凝土中傳播過(guò)程中的聲速、波幅、頻率、聲時(shí)等聲學(xué)參數(shù),而反映混凝土的質(zhì)量。對(duì)于組成材料相同且配合比一定的構(gòu)件, 其內(nèi)部越致密,孔隙率越低,則聲波波速越高,波幅越大,頻率越高,強(qiáng)度也越高。另外,當(dāng)混凝土含石量較高時(shí),平均聲速增高而強(qiáng)度可能變化不大,因而聲速亦可以反映混凝土的均勻性。
3.6低應(yīng)變發(fā)射波檢測(cè)法
應(yīng)力放射波法是以應(yīng)力波在樁身中的傳播反射特征為理論基礎(chǔ)的一種方法。該方法把樁假定為連續(xù)彈性的一維截面勻質(zhì)桿件,并且不考慮樁周土體對(duì)沿樁身傳播應(yīng)力波的影響。當(dāng)在樁頂施加一瞬態(tài)錘擊振力,將在樁內(nèi)激發(fā)應(yīng)力波,由于樁與樁周土體之間的波阻抗差異懸殊,應(yīng)力波大部分能量將在樁內(nèi)傳播, 當(dāng)L(波長(zhǎng))〉〉D( 樁徑),應(yīng)力波波長(zhǎng)λ〉〉D時(shí), 樁可以看作一維桿件, 應(yīng)力波在樁內(nèi)傳播可以采用一維桿波動(dòng)方程計(jì)算。垂直入射的應(yīng)力波在樁內(nèi)傳播過(guò)程中,當(dāng)樁內(nèi)存在有波阻抗差異界面時(shí),將產(chǎn)生反射波和透射波,反射波將沿樁身反向傳播到樁頂,而透射波繼續(xù)向下傳播。樁身的缺陷、樁底均可以根據(jù)反射波的相位、振幅、頻率特性,輔以地層資料、施工記錄以及實(shí)踐分析經(jīng)驗(yàn),對(duì)其性質(zhì)做出確切的判斷。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]戴旗原,戴寶英.樁基托換安全技術(shù)[J].建筑安全,2006,(1).