摘要:樁基是公路橋梁最重要的支撐構(gòu)件,具有施工方便快捷,且應(yīng)用范圍廣,承載能力大,技術(shù)成熟可靠等特點(diǎn),在橋梁基礎(chǔ)施工中得到廣泛應(yīng)用。樁基決定了橋梁的運(yùn)行安全與服務(wù)壽命。因此,加強(qiáng)對(duì)公路橋梁樁基設(shè)計(jì)與施工的研究與總結(jié),具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文就公路橋梁柱基施工,分析了樁基施工中應(yīng)注意的關(guān)鍵事項(xiàng),并概述了目前樁基檢測(cè)的主要技術(shù)。
關(guān)鍵詞:樁基;施工;設(shè)計(jì);檢測(cè)
1公路橋梁樁基的設(shè)計(jì)
1.1 端承樁和摩擦樁的區(qū)分問題分析橋梁樁基設(shè)計(jì)直接關(guān)系到橋梁施工質(zhì)量和工程造價(jià)。傳遞到樁端的應(yīng)力也隨嵌巖深徑比hr/d增大而減小。一般地,當(dāng)hr/d>5時(shí)傳遞到樁端的應(yīng)力接近于零;但對(duì)泥質(zhì)軟巖嵌巖樁,hr/d=5~7時(shí),樁端阻力仍可占總荷載的5%~16%。因此,端承樁和摩擦樁的區(qū)分,能單純從是否嵌巖來(lái)區(qū)分,還要考慮上覆土層的性質(zhì)和厚度、樁長(zhǎng)徑比、嵌入基巖性質(zhì)、嵌巖深徑比和樁底沉渣厚度等因素。如何正確區(qū)分樁基類型,對(duì)樁基設(shè)計(jì)計(jì)算和施工是十分重要的。
1.2 橋梁樁基的沉降樁基礎(chǔ)的沉降是一個(gè)十分復(fù)雜的問題,軟土中樁基礎(chǔ)沉降的主要部分是與時(shí)間因素有關(guān)的。按目前土力學(xué)的知識(shí),沉降的主要部分應(yīng)由固結(jié)變形和土體的流變組成。土體中樁基礎(chǔ)沉降的第二特征是刺入變形,樁發(fā)生沉降時(shí),刺入變形是構(gòu)成樁沉降的不可忽略的一部分。樁基沉降的第三特征是樁端下土體的壓縮變形。樁側(cè)土體和樁端以下的土體在應(yīng)力場(chǎng)的作用下,由于固結(jié)和徐變的作用,會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生變形。
1.3 確定嵌巖深度及樁端持力層厚度對(duì)樁底基巖厚度的確定,主要有三個(gè)條件:一不考慮樁身周圍覆蓋土層側(cè)阻力,嵌巖灌注樁周邊嵌入完整和較完整的未風(fēng)化、微風(fēng)化、中風(fēng)化硬質(zhì)巖體的最小深度,按構(gòu)造要求0.5m;二要求樁底以下3倍樁徑范圍內(nèi)無(wú)軟弱夾層、斷裂帶、洞隙分布;三在樁端應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)無(wú)巖體臨空面。對(duì)于一般夾層,只要滿足前兩個(gè)條件即可作為持力層。
1.4 采取合理的樁基配筋布置樁基的配筋布置問題,對(duì)樁身彎矩有四個(gè)要求。第一,彎矩分布規(guī)律近于一條自頂向下衰減的波形曲線,且衰減很快;第二,樁身最大彎矩發(fā)生在第一個(gè)非完整波形內(nèi),一般在地面以下約3m位置;第三,樁身彎矩在第一個(gè)彎矩零點(diǎn)以下很小,可以忽略不計(jì),其下樁身主要起傳遞豎向力作用。
2公路橋梁樁基的施工
在施工中,第一,遵守施工程序,掌握質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第二,做好工藝總結(jié),優(yōu)化施工方案。第三,建立管理體系,落實(shí)質(zhì)量責(zé)任,在準(zhǔn)確掌握施工過(guò)程中的常見質(zhì)量通病及防治措施的基礎(chǔ)上,切實(shí)抓好橋梁樁基的施工質(zhì)量管理,從而以人的工作質(zhì)量保工序質(zhì)量,促進(jìn)工程質(zhì)量。第四,做好資料收集,進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控根據(jù)工程項(xiàng)目的環(huán)境目標(biāo)和指標(biāo),建立對(duì)實(shí)際環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行測(cè)量和檢測(cè)的系統(tǒng),其中包括對(duì)遵循環(huán)境法律和法規(guī)的情況進(jìn)行評(píng)價(jià),還應(yīng)對(duì)測(cè)量的結(jié)果做出分析,對(duì)于需要糾正和改進(jìn)的地方及時(shí)采取措施,為確保質(zhì)量、安全創(chuàng)造良好條件。
3目前樁基檢測(cè)的主要技術(shù)
3.1 樁基檢測(cè)的重要性隨著我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展,樁基工程越來(lái)越多,因而樁基工程檢測(cè)技術(shù)也就成為一個(gè)熱門而得到廣泛重視,檢測(cè)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,有關(guān)樁基工程檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范相繼發(fā)布、施行,使樁基檢測(cè)工作進(jìn)一步規(guī)范化,對(duì)保證工程質(zhì)量起到了良好的作用。但是在這么多的檢測(cè)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)面前,對(duì)于實(shí)際工程中要應(yīng)用哪種樁基檢測(cè)理論和方法來(lái)進(jìn)行最貼近最合理的評(píng)價(jià)工程的施工質(zhì)量有待于我們進(jìn)一步探討和總結(jié),這對(duì)于提高樁基檢測(cè)工作的質(zhì)量和檢測(cè)結(jié)果評(píng)定的可靠性以及對(duì)確定整個(gè)樁基工程的質(zhì)量與安全有重要意義。
3.2 樁基檢測(cè)的技術(shù)高應(yīng)變檢測(cè)已有近百年的歷史,它的主要功能是判定樁豎向抗壓承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。高應(yīng)變法在判定樁身水平整合型縫隙、預(yù)制樁接頭等缺陷時(shí),能夠在查明這些“缺陷”是否影響豎向抗壓承載力的基礎(chǔ)上,合理判定缺陷程度,可作為低應(yīng)變法的補(bǔ)充驗(yàn)證手段。在某些地區(qū),利用高應(yīng)變法增加承載力和完整性的抽查頻率,已成為一種普遍做法。目前,國(guó)內(nèi)外高應(yīng)變法的主流仍將一維桿波動(dòng)理論作為測(cè)試和結(jié)果分析的基礎(chǔ),但它不可避免的忽視了樁與土相互作用的機(jī)理,所以用高應(yīng)變法來(lái)測(cè)承載力有一定的局限性和不穩(wěn)定性。
低應(yīng)變反射波法是用于檢測(cè)樁身的完整性,預(yù)制樁,人工挖孔樁不可能縮徑;許多的缺陷或質(zhì)量事故都發(fā)生在流水處或地層變化處;地層變化對(duì)波形也會(huì)產(chǎn)生影響(會(huì)產(chǎn)生反射波)等等。因此查看地質(zhì)資料,了解施工記錄對(duì)確定缺陷位置有很好的幫助。利用定量分析軟件對(duì)基樁缺陷程度的判定,雖然定量分析軟件本身存在一些不足,但它分析了應(yīng)力波在樁身傳播的詳細(xì)過(guò)程,只要樁周土的參數(shù)選擇合理,它的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于我們憑肉眼對(duì)波形缺陷程度的判斷。當(dāng)然,低應(yīng)變法檢測(cè)時(shí),不論缺陷的類型如何,其綜合表現(xiàn)均為樁的阻抗變小,而對(duì)缺陷的性質(zhì)難以區(qū)分,這是其最大的局限性。
聲波透射法與其他完整性檢測(cè)方法相比,聲波透射法能夠進(jìn)行全面、細(xì)致的檢測(cè),且基本上無(wú)其他限制條件。但由于存在漫射、透射、反射,對(duì)檢測(cè)結(jié)果會(huì)造成影響。聲波透射法開始用于檢測(cè)混凝土灌注樁的完整性。聲波透射法以其鮮明的技術(shù)特點(diǎn)成為目前混凝土灌注樁(尤其是大直徑灌注樁)完整性檢測(cè)的重要手段,在工業(yè)與民用建筑、水利電力、鐵路、公路和港口等工程建設(shè)的多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
鉆芯法這種方法具有科學(xué)、直觀、實(shí)用等特點(diǎn),在檢測(cè)混凝土灌注樁方面應(yīng)用較廣。一次完整、成功的鉆芯檢測(cè),可以得到樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度和樁身完整性的情況,并判定或鑒別樁端持力層的巖土性狀。
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