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桥梁桩基检测技术样例十一篇

时间:2022-10-11 06:23:45

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桥梁桩基检测技术

篇1

前 言

由于环境影响、土层性质差异以及施工工艺的局限,对于桩基这种高隐蔽性的工程而言,要想确保其质量达到标准是有一定困难的,施工过程中难免会出现离析、夹泥、缩颈、断裂等缺陷,这些缺陷不同程度地影响了基桩的质量进而影响到上部结构物的安全,因此对桥梁桩基予以检测是相当必要的。只有借助桩基检测技术真正了解桩基工程的具体情况,才能使桩基工程真正达到相关的质量标准与安全标准。

1 桩基动力检测技术的定义、分类及特点

桩基动力检测技术是指采用铁锤去重力击打桩顶,借助传感器去测量桩身的应力、应变,结合桩周土的具体情况并经过分析、拟合去了解基桩的施工质量及承载力的一种检测手段。桩基动力检测技术通常分为两类,一类为高应变检测技术,另一类为低应变检测技术。其中高应变检测技术是指击打在桩顶上的作用力相对较大,导致所获得的打击作用力和原本方案设计中的预估极限值相差不大;一般而言,高应变检测技术比较常用的几种分析方法有动力打桩公式法、凯斯法、曲线拟合法等,其主要功能在于测试桩基的承载力。低应变检测技术是指击打在桩顶上的作用力非常小,应力波仅在桩身内传递,不会导致桩周土松动。一般情况下,低应变检测技术相当常用的几种方法为应力波反射法、动力参数法以及水电效应法等,其主要功能在于测试桩基的完整性。由于桩基检测技术具备着成本低廉、速度快、轻巧简便且普及率广的特点,使得其在桥梁工程领域中得到了广泛使用。

2 低应变检测技术

在桩基检测技术的定义与分类中,我们了解到低应变检测技术包含几种常用的检测方法,但最为常用的便是应力波反射法,本文笔者简要介绍有关低应变反射波法的相关内容,具体如下:

2.1 低应变反射波法的工作原理

应力反射波法就是借助应力波在桩身中的具体传播与反射情况对桩基予以检测的一种检测手段,其具体工作原理是:因为桩基和桩身四周的土之间存在着不同的波阻抗差,一旦桩顶遭遇瞬间施力,其所激发的多数应力波都会在桩基内进行传播,传播至桩顶以下1至2倍桩径外可视为平面波,如果桩基中具备波阻抗差,那么这些应力波便会分成两类,一种为反射波,另一种为透射波,此时,透射波接着往下传播直至桩底返回,而反射波则会逆向传播至桩顶,安装在桩顶的传感器接受到信息,针对这些信息,结合相关施工资料与检测经验可判明该桩基是否达到了质量与安全标准。

2.2 低应变检测的准备工作

(1)对桩基工程的所有资料进行收集,比如该工程什么时候开工的;其工艺如何;混凝土强度怎么样;桩身有多长等等,进行桩基检测前必须对桩基的具体情况作充分的了解,尽可能打有准备之战,以防误判。

(2)实地检查桩基工程的具体情况,了解具体的施工工艺,现场应对桩头作全盘观察,看是否存在泥泞情况,并作简单击打,看看其潮湿度如何,是否清理到了坚硬的混凝土,了解桩头的疏松度怎么样,如果桩头有泥泞情况或浮浆未清除彻底情况出现,必须对其予以清理,确保桩头清洁平整且完好。

(3)借助砂轮对桩基进行打磨,一般在普通的桩基检测中必须打磨的光面为3~4个,且这些光面的直径最好处于8~10cm左右,而且还需对那些露头的钢筋作简单处理,令其往外侧倾倒,如果钢筋外露较长的,尤其是已经绑扎好钢筋笼的,为防止锤击时钢筋产生次生震荡,可在钢筋根部包裹土团或者砂团。之后,在光面上设置传感器,确保安装位置能真正检测到全部的反射波信号。

(4)检测时间的安排尽量是桩身已达到28d龄期,只有在相近龄期情况下检测到的数据才可以用于分析桩基工程的整体质量情况与安全水平,如果龄期相差较大,尤其有短龄期检测的情况,其检测结果不具备整体分析比较的条件,在笔者实际检测工作中不到龄期检测的情况是常遇的,这就需要结合地区检测的经验来分析判断。

2.3 数据收集

2.3.1 如何挑选震源与传感器

要想借助反射波手段,一定得具备震源,如果击打方式不同,主要是锤质的不同,其所生成的作用曲线也会存在差异,可见,要想检测到真正有用的反射信号,必须挑选最适宜的震源。通常情形下,桥梁桩基一般为长桩,其击震源最好具备相当宽的脉冲,在实际工作中笔者基本采用的是尼龙质的锤头,效果良好。

2.3.2 如何挑选传感器

对于桩基检测技术而言,传感器是收集信号最为核心的设备,因此我们不仅需选用质地较好的传感器,而且还需在设置时,使其和桩体紧密连接,以确保传感器能够接收到最为正确的波形曲线,便于数据分析。现在的低应变检测基本都是采用加速度传感器,笔者实际工作对于传感器的安装通常都采用橡皮泥,效果优于黄油。

2.3.3 使用力棒(锤)时需掌握好力度与角度

在桩基低应变检测中使用力棒(锤)时必须对击打力度与角度予以全盘把握,尽可能使击打力不会对反射波曲线形成影响,我们要求锤击角度必须垂直,击打力度可根据桩长情况适度调整,每次锤击后必须迅速提锤,不能将锤压在桩头,一般情况下,应当提前对抡锤人员作相关的培训指导。

3 数据处理

3.1 完整桩

当前,低应变反射波法还具备着一定的局限,还存在不少因素对转、挖孔桩的缺陷反射情况形成一定的负面影响。通常完整桩基应当具备三方面因素,即:具备正常的波速、存在明确的桩底反射信号及波形曲线无缺陷信号。

3.2 考虑钢护筒对曲线所形成的影响

桥梁桩基与建筑桩基的最大区别是施工的场地条件不一样,桥梁桩基相当部分在水上施工,一般钢护筒均沉的较深,少部分工地钢护筒直径大于桩径,成桩后形成大头桩,如此一来,便形成桩缩颈的情形,而反射波对于这一情况会当作缺陷反应在桩基检测曲线中,因此,对于传感器所收集的数据进行分析处理时,需特别注意,必须排除这一情况,以免误判。

3.3 考虑钢筋笼对曲线所形成的影响

如果桩身并非全部采用钢筋笼,由于具备钢筋笼的位置与不具备钢筋笼的位置会形成不同的波阻抗差,那么其所形成的反射波曲线也会出现差异,一般情况下,由于具备钢筋笼的位置所含有的钢量大,因此其比不具备钢筋笼的位置更易反应出其具体缺陷情况。

4 依据处理数据分析桩基具体情况

(1)分析整个桩基的完整度,依据施工工艺与地层情况对桩基的大致情况进行初步判断;

(2)借助定量分析软件去分析并判断桩基是否存在缺陷,如果仅仅依靠肉眼观察,其所获数据与实际情况会相差非常大;

(3)对整个桥梁桩基工程中的所有检测到的曲线予以分析,总结出该工地桩身所存在的相同点与差异处,根据分析所有桩身的具体情况去判断整个桩基工程的具体情况。

5 低应变检测技术存在的问题

低应变检测技术在实际的检测分析中仍旧需要借助检测人员的实践经验,对于深长桩的底部缺陷的检测力所不能及,一般检测长度不宜超过30m,同时桩身四周的土层情况对于反射波曲线也存在着一定的影响,因此在桩基工程中使用低应变检测技术仍旧存在着一定的局限性。

6 结束语

篇2

中图分类号:U448.14文献标识码: A 文章编号:

随着我国经济建设的快速发展,公路建设也得到了较快发展。公路桥梁作为公路建设的重要工程项目,对公路建设事业的发展有重要影响。桩基工程是公路桥梁的重要组成部分,其施工质量对公路桥梁的整体承载力和使用性能有重要作用。我国地质条件复杂,桩基工程除因受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性外,桩的施工还具有高度的隐蔽性,更容易存在质量隐患。因此,这就需要提高桩基工程检测工作的质量,才能真正保证桩基工程的安全与质量。本文就桩基工程检测技术进行了简要分析。

一、公路桥梁桩基检测概述

公路桥梁桩基主要可以分成以下几种:根据施工方法可以分成冲击成孔桩、螺旋成孔桩、沉管成孔桩、人工挖孔桩等。根据直径大小可以分为小直径、中等直径、大直径桩。公路桥梁一般是大直径桩。根据竖向受荷情况可分为抗拔桩和抗压桩等。根据水平受荷情况可分为被动桩和主动桩等。

基桩的承载力和完整性检测是基桩质量检测中的两项重要内容。根据检测目的和任务充分考虑各种方法的适用条件和局限性,结合场地工程地质条件、施工工艺及工程重要性等状况,选定多种检测方法进行检测,以保证检测结论的可靠性。

在桩基检测方法上,可以分成静载荷试验法、声波透射法、动力测桩法、孔内摄像、钻孔取芯法等检测方法。其中,静载荷试验可采用锚桩法、地锚法、堆载平台法、堆载和锚桩联合方法。动力测桩法主要可分为低应变动测法和高应变动测法。

二、公路桥梁桩基检测方法应用与探讨

在公路桥梁桩基检测中,常用的检测方法有以下几种:

(一)静载荷试验法

在桩基工程中,确定单桩的竖向承载力非常重要。静载荷试验方法既是检测单桩承载力最传统的方法,也是目前最直观、最可靠的方法,判定某种动载检验方法是否成熟,均以此试验结果的对比误差大小为依据。静载荷试验法通过对桩顶施加荷载的过程,了解在这一过程中桩土间的变化情况,再通过Q-S曲线得出单桩的竖向承载力,判断桩基施工的质量。惯用的静载荷试验方法是维持荷载法,而维持荷载法又可分为快速维持荷载法和慢速维持荷载法,在公路桥梁桩基工程检测中,一般采用的是慢速维持荷载法。

(二)低应变动测法

低应变动测法是目前国内外使用最广泛的一种基桩无损检测方法,主要用于检测桩基的完整性,一般是在桩顶施加低能量冲击荷载,通过安装在桩顶处的传感器来收集桩中应力波信号,以应力波理论来分析桩土体系的频率信号和实测速度信号,判断桩身的完整性。该检测方法的优点在于检测覆盖面广、速度快、检测费用较低,并得出桩基础中所有基桩整体施工质量的粗略估计。

由于受桩长、桩型、地质条件、击振方式等等因素的影响,往往测不到桩底反射或正确判断桩底反射位置,从而无法评价整根桩的完整性。另外,低应变动测法是一门实用性很强的技术,检测结果分析判定的准确性与操作人员的技术水平和实践经验有很大关系,因此对该方法寄予过高的期望是不合适的,实际检测中得到的各种曲线很复杂,除了平时要多积累经验外,还要对桩的施工记录、地质勘察资料进行充分的了解,有疑问时有必要采用静载试验验证或其它检测方法进行比对,以确保检测结果的真实性。

(三)高应变动测法

高应变动检测技术于上个世纪八十年代引入我国,在九十年代初,我国也相继出现了类似的计算机软件。近年来,在公路桥梁桩基工程中也常常采用这种方法,通过在桩顶施加高能量冲击荷载,实测力和速度信号,运用波动理论反演来推算被检桩的完整性及轴向抗压极限承载力。高应变检测桩身完整性的可靠性比低应变法高,只是在带有普查性的完整性检测中应用尚有一定困难。目前,在工程界采用最多的高应变试桩法主要有曲线拟合法和阻力系数法。高应变动测法在确定单桩的承载力方面具有明显优势,不需要静载试验中的堆载物或者锚桩,费用低、时间短且效率高,还能够进行大吨位的桩基检测,逐步取代了静载荷试验方法,成为桩基工程验收的重要手段。

高应变动测法不仅能够确定桩基承载力的大小,还能够反映出桩土阻力分布、桩身完整程度等信息。但是由于这种检测方法不但计算程序比较复杂,而且在现场测试中的桩头处理、锤击设备选择、传感器的安装等众多因素都影响检测精度,因而在公路桥梁桩基检测中的应用受到限制。但高应变动测法对于桩基设计和其他的检测方法均具有借鉴作用。

(四)声波透射法

声波透射法指的是在桩内预埋若干根平行于桩的纵轴的声测管,将超声探头通过声测管直接伸入桩身混凝土内部进行逐点逐段探测。其基本原理与上部结构构件的超声探伤原理相同,即根据超声脉冲穿透被测混凝土时的声速、波幅等参数的变化反映是否存在缺陷,并评价混凝土质量的匀质性。但由于灌注桩的灌注条件与上部结构的成型条件完全不同,尤其是水下灌注时差异更大,混凝土的配合比、灌注后的离析程度、声测管的平行度等诸多因素都会严重影响对缺陷的判断和对均匀性的评价。因此,灌注桩的超声检测不能完全延用上部结构检测的现有方法,必须有一套适合其特点的方法和判据,且宜结合低、高应变和钻孔取芯等检测方法综合评定桩身质量。

声波透射法优点在于抗干扰能力强,仪器比较轻便,观测的精度较高,但在声时分析、波幅分析、桩基质量判断方面还存在较多问题。

三、结论

综上所述,各种检测方法在公路桥梁桩基检测工程中的广泛应用,取得了较好的经济效益和社会效益。但也应认识到,各种桩基检测技术还存在着很多缺陷和问题,在具体的桩基工程检测中,应尽量排除,才能提高桩基质量检测的准确性。不能把各种检测“神话”成无所不能,要看到其本身的局限性,这样既有利于检测市场的进一步完善与规范,同时也有利于检测技术的良性发展。为了适应未来公路桥梁桩基工程发展的情况,应加强桩基检测技术的理论研究工作,找出更适合的检测方法。

参考文献:

[1]谢凯州.公路桥梁桩基检测技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(21).

[2]汤宝国.新技术在公路桥梁桩基检测中的应用[J].山西建筑,2008,34(4):137-138.

[3]舒航.公路桥梁桩基检测中出现的问题及技术分析[J].科技资讯,2012,(20):61.

篇3

中图分类号:TU997 文献标识码: A

本文从超声波透射法与低应变反射法的基本原理和方法出发,讲述了两种方法的基本理论、仪器设备和检测技术,详细阐述了混凝土声学参数如波速、波幅、频率、PSD与基桩缺陷类型之间的关系,以及时程曲线与基桩缺陷类型之间的关系,采用有限元发对低应变检测过程进行模拟,研究了反射时间与其影响参数的关系,得出一些规律。结合工程实例,运用两种检测方法进行检测,明确两种检测方法的优势所在和不足之处。为安全起见,基桩完整性完整性检测宜采用超声波透射法与低应变反射波发联合检测,做到优势互补,可有效避免漏检、误检,提高基桩检测的精度与可靠度。

1.桩基的分类

桩基按照承载力可划分为端承桩、摩擦桩。其中端承桩是指穿过软土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩侧叫软弱土对桩身的摩擦左用很小,其摩擦力可忽略不计,摩擦桩是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用,将上部荷载传递扩散与桩周围土中,桩端也起到一定的支撑作用,桩端支撑的土不甚密实,桩相对于土有一定相对位移是即具有摩擦桩的作用。在宁夏地区,桥梁桩基主要以摩擦桩为主。

对于混凝土灌注桩的质量检测,一般有两种方面,一是桩身承载力,二是桩身完整性。一般来说,桩身完整性达标是桩身承载力达标的充分不必要条件,因此混凝土灌注桩桩身完整性检测意义重大,且方法多样。

2.桩基检测方法

检测桩基的主要方法如下表所示,具体而言,其检测项目应该根据个行业标准规范来执行。在这种条件下,用以确定桥梁基桩的承载力或是完整性的多种检测方法相继出现。本文统一使用《公路工程基桩动测技术规程》(JTG/TF81-01-2004)中的检测方法,即:超声波透射法、低应变反射法、高应变动测法和钻芯法。

基桩检测方法

检测方法 检测内容 优缺点 备注

超声波 透射法 声测管之间的砼,通过分析声学参数,判定桩身完整性类别 检测细致,不受桩身尺寸限制;但须预埋声测管,造价大,且麻烦,不易定量分析缺陷 半 直接 法

低应变 反射波法 测试桩顶波速时程响应曲线,或频域曲线,进而判定桩身完整性类别 测试方法简便、快捷,成果较可靠、成本低,他的局限性,对于多缺陷桩,一般只能测到较浅的一个,无法有效检测渐变缺陷类型;易漏判或误判;受长径比的影响,无法对深部缺陷有效检测,桩头存在一定的盲区,对缺陷只能定性分析。 半 直接 法

高应变 动测发 分析桩侧和桩端土阻力,推算单桩轴向抗压极限承载力;检测桩身缺陷位置、类型及影响程度,判定桩身完整性类别;试打桩及打桩应力检测。 设备重且效率低,费用高,比静载稍好,但激励能量和检测有效深度大,在判定桩身缺陷时,能够分析会否对竖向抗压承载力有一定程度影响,在波形分析中的不可靠性致使结果存在较大误差。 半 直接 法

钻芯法 检测桩长、桩身砼强度、沉渣的厚度,进而判定桩身完整性类别。 可以直观可靠的反映桩身质量和完整性,可取部分岩芯制成试件,来测定砼强度,但受抽样面积比例影响大,有盲区,且价格大,成本高,需要人力物力财力大。 半 直接 法

3.超声波透射法

超声波透射法的基本原理是,通过预埋声测管,在桩的两侧分别发射和接收超声波信号,其中发射探头将电能转变成机械能即超声波信号穿透砼桩,接收探头将接收到的超声波转变成电信号。由于砼厚度可以测量的出,根据超声波的传播时间,即可算出超声波在砼中的速度,由声速的情况可以判断出桩身砼的质量。砼越密实,声速越大,相反,砼越松散,或有孔洞、裂隙、离析等缺陷,声速降低;桩身砼的质量和完整性由此来检测。不难看出,超声波透射法来检测砼桩身质量和完整性的理论基础为,介质特性与弹性波的波速间的关系。从实测的声速、波幅等参数不难推断介质特性变化。故基桩的波速以及波幅等参数是超声波检测砼桩身完整性以及质量的主要依据

水下混凝土灌注桩常见的缺陷;

1)断桩(全断面夹泥或夹砂)

2)局部截面夹泥或者缩颈

3)桩底沉渣

4)集中性气孔

5)分散性泥团及蜂窝状缺陷

6)桩头低强区

例如某工地桥梁桩基超声波数据采集图

缺陷基桩图形

正常基桩图形

4.低应变反射波法

低应变反射波法是桩顶进行激振、在桩顶接收速度响应信号,实测桩顶速度或加速度响应时程曲线,利用假设条件下的一维波动理论来分析桩身完整性。使用敲击的方法,在桩顶激励以适当的能量,其动荷载远小于其承载能力,不会产生贯入度,也也可以将装土建没有相对位移,只有弹性变形。低应变反射波法是通过激励波沿桩身传播和反射,通过分析波形来检测桩身完整性。

激励波在桩身传播示意图

波的传播基本原理;

折射及折射损失:折射损失主要在桩头附近产生;土层越硬,折射损失越大,反射信号越弱。

衰减损失:高频成份会不同程度的衰减。桩不是完全弹性的,桩身存在内阻尼

桩是埋入土中,桩侧土的阻力,同样产生弹性波的衰减 。

反射、透射及反射损失:桩身内出现缺陷的部位及桩底均存在波阻抗界面,均会产生反射及透射。

反射波法的局限性

篇4

完整桩的动测波形规则衰减,桩身呈完好状态,满足设计桩长,波速正常,混凝土强度与桩基设计要求符合。通常情况下,单纯扩径的桩也属于此类。

1.2基本完整桩

此类桩基动测波形具有小的畸变形,而桩底反射清晰,桩身具有较小的缺陷,包括轻度缩径,局部轻度离析等问题。通常情况下,不会对横向剪切力与单桩承载力造成较大的影响,桩身混凝土波速呈正常状态,可以达到混凝土设计的要求与标准。

1.3缺陷桩

缺陷桩的动测波形出现比较明显不规则反射,对应桩身缺陷如缩径、裂纹、夹泥等,并且此类桩基的桩身混凝土达不到设计要求与标准,对单桩承载能力具有一定的影响。此外,此类桩基通常要求设计单位对单桩承载力进行复核,之后对能否使用提出意见。

1.4严重缺陷桩

严重缺陷桩的动测波形呈严重畸变,并伴有严重离析情况,同时夹泥、断桩、严重缩径等问题比较明显,此类桩基通常不能被作为高速公路桥梁基础使用,需要进行严格的工程处理,待其承载能力符合使用要求与标准后才能准予使用。

2高速公路桥梁桩基检测技术应用要点分析

2.1现场静力载荷检测技术的应用及优化

在高速公路桥梁桩基检测中,现场静力载荷法通常采用现场加载测加载与沉降曲线,通过P—S曲线,对桩的承载力进行分析,从而对桩基施工质量进行研究。通常情况下,P—S曲线的起始段为一段近似正比例的一次函数线,曲线会随着载荷的增加呈现越来越陡的趋势,当曲线率近似无穷的时候,就说明桩承载力已经达到极限,此时的桩承载力如果比设计值小,就说明桩基不能满足承载力的要求。当在P—S曲线中突然出现位移陡变时,就说明桩基中存在比较严重的缺陷,而曲线比较平滑的时候,就说明桩基并不存在明显缺陷。

2.2应变动测检测技术的应用及改善

在高速公路桩基检测中,应变动测法主要包括高应变与低应变动测法两种。高应变动测主要利用重锤自由落体锤击桩上端,以此获取相关动力系数,然后依照既定程序,通过计算与分析对桩身的完整程度与承载力进行确定。这种方法的准确性较高,然而操作程序较为复杂,检测不方便。因此,经过长时期的改良,低应变动测法顺势而生,并广泛应用于高速公路桩基检测中。低应变动测法主要应用小锤撞击与现代化的传感器进行结合,将小锤撞击的动力波通过传感器转化为速度信号与频率信号,对桩身的具体状况进行确定,从而对其缺陷的位置与严重程度进行测定,如此提高了桩基检测的简便性与效率。

2.3静力触探检测技术的应用及完善

在高速公路桥梁桩基检测中,静力触探检测技术的应用比较广泛,该方法重视力的分析与研究,其准确性与可操作性较强。静力触探技术主要采用原位测试的静力触探和标准贯入实验参数,从而对单桩的承载力进行确定。该方法的运用通常需要经过试验测得比贯入阻力、端阻力与桩身侧阻力,从而通过分析与计算,对桩基的承载力特征值进行确定,然后用计算得出的特征值与规定的安全系数相比,得出的数值与桩基的承载力相比较,如果比设计桩基承载力的值大,就说明符合设计要求,反之则不符合标准。

2.4超声波透射检测技术的应用与提升

超声波透射法是通过在桩内部预先埋设沿桩长方向的声测管,使之发射超声波脉冲并且接收探头发出的周期性脉冲波,然后将其转换为电信号,借助特定的仪器,将电信号的幅值、时间及频率反映到屏幕上,如此可以对波形图进行有效的分析,从而对桩身内部缺陷的位置、大小、混凝土均匀性等指标进行检测与确定。通常情况下,超声波透射检测法被广泛应用于高速公路桥梁桩基检测中,并且此类检测技术具有准确度高、可靠性强、操作简便等特点,最重要的是超声波透射检测法的抗干扰性较强,然而需要注意的是,所检测桩基的龄期需要大于七天,并且保证其测管的埋设符合检测设计与要求。超声波透射检测法的分析包括以下三类:(1)超声波波幅分析法。主要利用选取的超声波信号波幅平均值的1/2作为桩身是否存在缺陷的临界值,该方法的精确度较高,若第n个波幅比波幅临界值小,就说明在第n个测点处桩身存在一定的缺陷。(2)声波用时分析法。运用该方法时,需要将声波用时的平均值与声波用时的标准差的二倍作为一个界限标准,对桩身是否存在缺陷进行确定。若第n个测点的声波用时超过了缺陷临界值,就说明第n个测点处可能存在桩身局部缺陷。(3)声时—深度曲线分析法。该方法是计算出相邻的两个测点之间曲线的斜率及其测点差值的乘积,以此作为有无桩身缺陷的判断依据,如果乘积比限定的界限值大,就说明桩身存在一定的缺陷,反之,则说明桩身构造良好。

篇5

Abstract: This paper discusses from the drilling construction method of bridge pile foundation pile, bored pile construction technology of pile testing items and bridge three aspects, with a view to reference.

Key words: bridge pile; drilling; note; detection technology

中图分类号:TU74

1、桥梁桩基的钻孔施工方法

1.1 搭设钻机平台,搭设的标高高于设计施工水位以上,不能因水位变化浸泡机械影响正常钻孔。一般是采钢桩钢平台。

1.2 打钢护筒,钢护简直径要大干桩径lOcm-2Ocm,钢护筒底要嵌入强风化岩层并穿过软弱层,钢护筒顶标高要高于设计施工水位。钢护筒焊缝要焊牢固不能有裂纹漏水,钢护筒钢板厚度一般用8mm—10mm钢护筒的作用:墩桩位置定位,钻孔导向,桩孔内外隔开,不复水位变化影响钻孔施工(孔内水位要高于孔外水位),泥浆循环从钢护筒顶部流回泥浆池内,当钢护筒漏水或桩孔孔壁漏水,泥浆就不能循环,废碴清不出孔外,桩孔就钻不下去,桩基灌注砼时,砼面要露出水面才能干地接桩,从水底地面至水面这段,钢护筒作为模板使用。留在水下不。

1.3 机械钻孔;钻机平台搭好后,将钻机安装在平台上,将钻机准确就位,钻机的钻头或冲锤的中心线必须与桩孔的中心偏位。然后启动钻机钻孔。

1.4 循环泥浆清碴:一般配备高压泥浆泵,泥浆泵将泥浆池的泥浆通过泥浆压力管道压至桩孔内底部,泥浆将废碴粘住形成悬浮物,泥浆泵不停运转,不断给孔底施加压力,当施加的压力大于桩孔内泥浆废碴的自重时,泥浆从钢护筒顶部满出来,泥浆经过溜槽流回泥浆池内。溜槽内泥浆流速要慢,给泥浆有一定的沉淀时间,这样废碴大部份沉淀于溜槽内,人工将滞留于溜槽内的沉碴捞出槽外,使流回泥浆池的泥浆含碴率要少。泥浆的作用一般选用牯性好的土粉碎稀释,其浓度要根据实际情况,要以能将沉碴悬浮起来为宜,太浓了,在溜槽内不易沉淀不方便清碴,太稀丁沉碴悬浮不起来。泥浆的另一作用,钻机钻头的立动,将泥浆中的粘土粘固于桩孔孔壁上,起到固结孔壁,防止桩孔内的泥浆水渗漏出桩孔外,能保持桩孔内的水位高于孔外水位,泥浆的比重大于桩孔外清水的比重,形成桩扎内的水压力大干孔外的水压力,这样就不容易塌孔。如果钢护筒漏水,当桩孔外水位变化,孔内外水压力相摩时,必然会塌孔,塌孔的情况很复杂,处理塌孔的方法也很麻烦,在此不作用论述。

1.5 桩孔清孔:钻孔到达设计桩底标高后即可终孔。终孔后桩孔内沉碴较多,泥浆浓度较大,泥浆含砂率很高,这时,就需要清孔,泥浆含砂及稠度必须达到规范要求,一般办法是:更换好的粘土泥浆,利用泥浆泵将桩孔内的旧泥浆置换出来,含砂率不大干4%后,再加清水降低泥浆稠度。

1.6 安装钢筋笼:清孔结束后,即可安装桩基钢筋笼。一般使用汽车吊或钻机主机吊装,分节吊下桩孔分节焊接,预埋检测管也要随钢筋笼同时接好安装。吊装钢筋笼时一定要垂直,避免割碰桩孔护壁,避免造成塌孔。

1.7 水下灌注砼:一根桩的质量好坏,关键在水下灌注砼时如何操作。灌浆导管安装进桩孔内后,还要利用灌浆导管再次清孔,原因是,在安装钢筋笼及灌浆导管时需要五、六个小时才能完成,桩孔内的泥浆已停止五、六个小时不循环,必须产生沉淀沉于桩底,一直清到没有沉积物为止。

2、桩基钻孔灌注桩施工注意事项

2.1 钻孔灌注桩在钻孔开始时,需稍提钻杆,在护筒内旋转造浆,开动泥浆泵进行循环,等泥浆均匀后以低挡慢速开始钻进,使护简脚处有牢固的泥皮护壁,钻至护筒脚下1m后,方可按正常速度钻进;在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进方法;在黏性土中钻进,宜选用尖底钻头,中等钻速,大泵量,稀泥浆;在砂土或软土层中钻进,宜用平底钻头、控制进尺、轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进;在土夹砾(卵)石层中钻进,宜采用低挡慢速、优质泥浆、大泵量、分两级钻进的方法钻进。

2.2 对于泥浆护壁桩基,钻孔能否成功,泥浆是关键。在钻孔过程中,要不断向孔内补充新泥浆,以保持泥浆的稠度和比重。泥浆顶面要高出地下水位线50cm以上,以保持孔壁的稳定。同时要严密注视地质条件的变化,并随时调整泥浆的性能和配合比。在钻进过程中,根据地质情况适当调整泥浆比重,一般地层以1.1~1.3为宜,松散地层以1.4~1.6为宜。

2.3 当孔深距设计标高差50cm时,将钢筋笼、导管及其他机具、材料等准备就绪,以避免成孔后等待机具、材料而造成时间间隔,引起由于地质不良发生的塌孔现象。

2.4 清孔,当钻机钻到设计高程时,就立即进行清孔,清孔后泥浆比重控制在1.15~1.2之间,如果泥浆比重太大,则不利于混凝土的浇筑,如果太小可能会引起塌孔。

3、桥梁桩基的检测技术

3.1 成孔检测。在我国,成桩检测技术要优于成孔检测技术。从防患于未然的层面来看,桩的成孔检测应比成桩后检测更为重要。大力提倡成孔检测技术的开发,特别是对桩承载力有很大影响的灌注桩桩底沉渣厚度测试手段的研究,今后仍是我国桩基工程中的迫切任务。

3.2 静载荷试验法。尽管在目前桩的静载试验仍被国内外公认为评价桩承载力最直观、可靠的方法,但由于测试仪表的精度、试验方法的限制、分析方法的差异和工程判断的能力等因素,其测试误差也能达到10%。因此,如何改进静载试验测试、分析方法,提高静载试验的可靠度,长期以来是工程界所关心的课题。近年来,试验吨位有了很大提高,国内已有不少单位可以从事30000kN以上吨位的加载,也有许多研究人员对相关的负摩阻现象进行了研究和探讨,对于大吨位的桩,在桩底埋设千斤顶和传感器进行载荷试验。

3.3 声波透射法。这虽是一项传统技术,以前应用却并不广泛。随着近几年来交通系统投资的增加,以桥桩为代表的各种大直径钻孔灌注桩的大量涌现,声波透射法在国内已得到越来越广泛的应用,在这种方法的应用过程中,数字化声波仪已取代了传统的模拟声波仪,不仅在使用的方便程度上有了质的飞跃,而且在分析手段上也有了很大提高,声失时判读已不再是唯一的选择,声幅和声频已开始进入了分析判断领域,尤其令人欣慰的是,声波CT已步入实用阶段,为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。

3.4 应力波反射法完整性检测。尽管近年来国内外对于这种方法的研究未见本质性的进展,但在实用和普及方面国内却有较大提高,这些不仅表现在国产桩基动测仪和配套用传感已达到或接近国外先进仪器方面,也表现在许多单位认真研究各个测试细小环节和分析环节方面,更主要的是表现在许多管理部门己开始认真总结应力波反射法完整性检测的得与失,开始使这种方法的应用回归到一种正常的位置,如广东省正在将这种方法定位于为后续检测提供前期技术准备,这种定位已与该方法解决问题的真实能力完全对应。

3.5 高应变动力试桩法。在我国,高应变动力试桩法的研究是起自20世纪8O年代中后期,90年代初期已有相关的软硬件问题,其实际应用效果已不弱于国外,其后面向国内大量的灌注桩检测,已有单位在模型改进、拟合技巧、参数选定等方面进行了大量工作,也有应用者在桩如何才算被充分激发方面进行了研究。值得一提的是,桩基动测方面,国产仪器和软件业已达到国际先进水平,许多方面甚于更具有中国特色。由于高应变动力试桩法力的作用时间过短,桩只能被视为弹性体进行分析,国外有人提出了一种动静法,采用技术将力的作用时间延长,使沿桩身传播的应力波波长大于实际桩长,进而将桩视为刚体,回避了应力波的传播问题。应该说这种方法既克服了传统静载试验的笨重与费时,也克服了高应力方法的过分间接性,是一种较好的方法,但由于该方法对锤的配重要求太高,具体操作仍有较大难度。

4、结束语

总之,随着高速公路的快速发展,国道省道,甚至县乡公路,也都在如火如荼的建设中。而面对如此大规模的基础设施建设,公路桥梁质量则显得特别重要。桩基又是桥梁的主要部分,它承受由桥跨结构传给墩台的巨大荷载,其质量的好坏,直接影响桥梁使用的长久性和安全性。

参考文献:

[1]黄绳开.《桥梁施工及组织管理》[M] 人民交通出版社.2000.8

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Abstract: For the pile foundation construction of roads and bridges, analyzed the key issues which should be noted in pile foundation construction,and an overview of the main technology of pile testing.Key words: roads and bridges; pile construction; Note; detection technology

中图分类号:K928.78文献标识码:A文章编号:

前言

在公路桥梁桩基施工中,通常是先使用机械进行钻孔,然后灌注混凝土。也可以根据地质及地下水情况,有针对性地采用挖孔作业,然后再进行混凝土的灌注,挖孔工艺在桩基施工中显示出很大的优越性。如现场作业面小,占地范围不大,可以开展平行和流水交叉作业,可以很好地进行桩的偏位和竖直度控制,能够有效地避免钻孔导致的扩孔率、混凝土用量增大,还能够有效地控制混凝土灌注过程中产生夹层、断桩等不利因素。这两种桩基各有优缺,需结合实际情况灵活应用,避重就轻。

1钻孔灌注桩施工中应注意的事项

1)钻孔灌注桩在钻孔开始时,需稍提钻杆,在护筒内旋转造浆,开动泥浆泵进行循环,等泥浆均匀后以低挡慢速开始钻进,使护筒脚处有牢固的泥皮护壁,钻至护简脚下1m后,方可按正常速度钻进;在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进方法;在黏性土中钻进,宜选用尖底钻头,中等钻速,大泵量,稀泥浆;在砂土或软土层中钻进,宜用平底钻头、控制进尺、轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进;在土夹砾(卵)石层中钻进,宜采用低挡慢速、优质泥浆、大泵量、分两级钻进的方法钻进。

2)对于泥浆护壁桩基,钻孔能否成功,泥浆是关键。在钻孔过程中,要不断向孔内补充新泥浆,以保持泥浆的稠度和比重。泥浆顶面要高出地下水位线50cm以上,以保持孔壁的稳定。同时要严密注视地质条件的变化,并随时调整泥浆的性能和配合比。在钻进过程中,根据地质情况适当调整泥浆比重,一般地层以1.1~1.3为宜,松散地层以1.4~1.6为宜。

3)当孔深距设计标高差50cm时,将钢筋笼、导管及其他机具、材料等准备就绪,以避免成孔后等待机具、材料而造成时间间隔,引起由于地质不良发生的塌孔现象。

4)清孔,当钻机钻到设计高程时,就立即进行清孔,清孔后泥浆比重控制在1.15~1.2之间,如果泥浆比重太大,则不利于混凝土的浇筑,如果太小可能会引起塌孔。

2人工挖孔桩施工中应注意的事项

1)人工挖孔成孔方案存在弊端,最大的弊端就是井下作业不安全因素较多,必须严格按照安全生产条例执行,时刻保持高度重视,仔细地查找、消除不安全隐患。井下作业人员必须佩戴安全帽,进、出井孔要系保险绳,挖孔作业中必须搭设掩体,提取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等必须经常检查。钢丝绳安全系数宜取5以上,发现有断丝要立即更换。井口围护要高出地面20cm~30cm, 防止土、石等杂物落入孔内伤人,并阻止地面水流入孔内,挖孔工作暂停时,要及时罩盖孔口,以避免孔壁干燥吸收混凝土中水分及安全事故的发生。

2)如果孔壁有少数位置土质不好,或有渗水现象,会发生掉块、滑坍、塌孔等现象,孔壁一定要进行支护,宜采用现浇混凝土护壁。支模时下口大,上口小,呈“锥形”,以利于混凝土的浇筑,振捣,还能增大桩身摩擦力。护壁混凝土作为桩身的一部分时,其标号不能低于桩身混凝土标号。

3)当挖孔中遇到坚硬地层,如岩石等,需进行爆破时,应用浅眼爆破法,严格控制用药量,并在炮眼附近加强支护,防止震塌孔壁。爆破产生的烟雾、有毒气体应使用机械通风方法排出孔外,直至孔内空气符合人体健康标准要求后方可继续作业。

4)在挖孔过程中或灌注桩基混凝土之前,若孔底积水较多,可用水泵抽取,积水较少时可用水桶人工排除。

5)挖孔达到设计标高后,对孔底的松散土渣、淤泥、沉淀等扰动过的软层要进行清除,最后达到孔底平整、原状土外露要求。若桩底进入斜岩层时,应凿成水平或台阶状。

6)在实施人工挖孔的过程中,当发现地质或水文地质与钻探资料有较大出入且不利于人工挖孔时,应根据具体情况回填后采取机械重新钻孔或钻机完成剩余孔深等方法,以确保安全。

7 ) 挖孔过程中如遇大的孔洞、裂缝,要会同业主、设计、监理等有关单位技术人员共同查看,查明原因后,再依照具体情况,采用浆砌片石填缝或采用流动度较大的混凝土、片石混凝土浇筑填塞等办法解决。

3 桩基检测技术

3.1成孔检测

在我国,成桩检测技术要优于成孔检测技术。从防患于未然的层面来看,桩的成孔检测应比成桩后检测更为重要。大力提倡成孔检测技术的开发,特别是对桩承载力有很大影响的灌注桩桩底沉渣厚度测试手段的研究,今后仍是我国桩基工程中的迫切任务。

3.2静载荷试验法

管在目前桩的静载试验仍被国内外公认为评价桩承载力最直观、可靠的方法,但由于测试仪表的精度、试验方法的限制、分析方法的差异和工程判断的能力等因素,其测试误差也能达到10%。因此,如何改进静载试验测试、分析方法,提高静载试验的可靠度,长期以来是工程界所关心的课题。近年来,试验吨位有了很大提高,国内已有不少单位可以从事30000kN以上吨位的加载,也有许多研究人员对相关的负摩阻现象进行了研究和探讨,对于大吨位的桩,在桩底埋设千斤顶和传感器进行载荷试验。

3.3声波透射法

这虽是一项传统技术,以前应用却并不广泛。随着近几年来交通系统投资的增加,以桥桩为代表的各种大直径钻孔灌注桩的大量涌现,声波透射法在国内已得到越来越广泛的应用,在这种方法的应用过程中,数字化声波仪已取代了传统的模拟声波仪,不仅在使用的方便程度上有了质的飞跃,而且在分析手段上也有了很大提高,声失时判读已不再是唯一的选择,声幅和声频已开始进入了分析判断领域,尤其令人欣慰的是,CT声波已步入实用阶段,为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。

3.4 应力波反射法完整性检测

尽管近年来国内外对于这种方法的研究未见本质性的进展,但在实用和普及方面国内却有较大提高,这些不仅表现在国产桩基动测仪和配套用传感已达到或接近国外先进仪器方面,也表现在许多单位认真研究各个测试细小环节和分析环节方面,更主要的是表现在许多管理部门已开始认真总结应力波反射法完整性检测的得与失,开始使这种方法的应用回归到一种正常的位置,如广东省正在将这种方法定位于为后续检测提供前期技术准备,这种定位已与该方法解决问题的真实能力完全对应。

3.5高应变动力试桩法

在我国,高应变动力试桩法的研究是起自20世纪80年代中后期,90年代初期已有相关的软硬件问题,其实际应用效果已不弱于国外,其后面向国内大量的灌注桩检测,已有单位在模型改进、拟合技巧、参数选定等方面进行了大量工作,也有应用者在桩如何才算被充分激发方面进行了研究。值得一提的是,桩基动测方面,国产仪器和软件业已达到国际先进水平,许多方面甚于更具有中国特色。

3.6动静法

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一、公路桥梁检测技术的意义和重要性

1、路桥建设过程中,工程材料的自然缺陷、工程结构设计、建造和施工的失误难以避免,公路桥梁建成之后,如何对路桥的实际品质进行鉴定是业主最关心的问题。船舶和汽车等批量生产的机械设备,可以通过破坏性原型试验来检验设计目标的满足程度。路桥等建筑结构属于单件生产,不可能进行破坏性原型试验,因此非破坏性检验技术受到了特别的关注。路桥结构的试验检测方法和技术不仅具有重要的理论价值,而且具有广阔的应用前景。

2、公路桥梁工程试验检测工作,不仅是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段,也是工程质量科学管理的重要手段,还是公路桥梁工程质量管理的重要组成部分。其重要性主要体现以下几个方面。

(1)公路桥梁的试验检测,有利于推广新技术,它为程施工积累经验教训,有效的对新材料、新技术、新工艺进行试验检测,可以将新工艺恰当地投入到生产之中,保证计划的可行性、适用性、有效性、先进性。

(2)公路桥梁通过试验检测,能充分利用当地出产的材料,偏于就地取材。这样,譬如建设地点的沙石,填料等等,可借助试验这种手段,以确定上述材料是否满足于施工技术规定要求。

(3)公路桥梁通过试验检测,可加强质量保证。如果有了有效地测试手段,可科学地评定路用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。可以对任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验,从而评定其产品是否合格。

二、桩基检测技术方法分类

桩基检测方法主要分为静荷载实验法,动力测桩法,声波透射法,还有钻孔取芯法,动力触探以及埋设传感器等辅助方法。静载荷实验法主要采用锚桩法,堆载平台法,地锚法,锚桩和堆载联合法以及孔底预埋法等。动测技术分为低应变动测法和高应变动测法。低应变动测法常用应力波反射法(锤击波动法);高应变动测法常用CASE法或CAPWAP法。

各类桩、墩及桩墙结构完整性检测,一般采用低应变或高应变动力试桩法检测。大直径桩宜采用声波投射法或钻芯法检测。由散体材料桩或低粘结强度桩和土组成的符合地基,采用静载荷试验也可采用静力触探分别对桩和土进行检测,确定复合地基承载力。有高粘结强度桩和土组成的复合地基,采用静载荷试验检测竖向承载力单桩承载力的检测同其它刚性桩,复合地基中,桩、土荷载分担比的检测一般采用刚弦或压力盒通过静载荷试验进行测定,也可采用特制的应力传感器测试。当桩长大于30m,用其他检测手段难以准确判定桩完整性时,可采用抽芯的方法,抽芯还可以教准确地判断桩体混凝土的强度。也可采用声波投射法进行检测。

三、各种桥梁桩基检测技术方法的详细分析

1、成孔检测

在我国,成桩检测技术要优于成孔检测技术。从防患于未然的层面来看,桩的成孔检测应比成桩后检测更为重要。大力提倡成孔检测技术的开发,特别是对桩承载力有很大影响的灌注桩桩底沉渣厚度测试手段的研究,今后仍是我国桩基工程中的迫切任务。

2、静载荷试验法

目前桩的静载试验仍被国内外公认为评价桩承载力最直观、可靠的方法,但由于测试仪表的精度、试验方法的限制、分析方法的差异和工程判断的能力等因素,其测试误差也能达到10%。因此。如何改进静载试验测试、分析方法,提高静载试验的可靠度,长期以来是工程界所关心的课题。近年来,试验吨位有了很大提高,国内已有不少单位可以从事30000kN以上吨位的加载,也有许多研究人员对相关的负摩阻现象进行了研究和探讨,对于大吨位的桩,在桩底埋设千斤顶和传感器进行载荷试验。

3、声波透射法

这虽是一项传统技术,以前应用却并不广泛。随着近几年来交通系统投资的增加,以桥桩为代表的各种大直径钻孔灌注桩的大量涌现,声波透射法在国内已得到越来越广泛的应用,在这种方法的应用过程中-数字化声波仪已取代了传统的模拟声波仪,不仅在使用的方便程度上有了质的飞跃,而目.在分析手段上也有了很大提高,声失时判读已不再是唯一的选择,声幅和声频已开始进入了分析判断领域,尤其令人欣慰的是,cT声波已步入实用阶段,为声波透射法的后续研究提供了广阔的前景。

4、应力波反射法完整性检测

尽管近年来国内外对于这种方法的研究未见本质性的进展,但在实用和普及方面国内却有较大提高,这些不仅表现在国产桩基动测仪和配套用传感已达到或接近国外先进仪器方面,也表现在许多单位认真研究各个测试细小环节和分析环节方面,更主要的是表现在许多管理部门已开始认真总结应力波反射法完整性检测的得与失,开始使这种方法的应用回归到一种正常的位置。

5、高应变动力试桩法

在我国,高应变动力试桩法的研究是起自20世纪80年代中后期。90年代初期已有相关的软硬件问题,其实际应用效果已不弱于国外.其后面向国内大量的灌注桩检测,已有单位在模型改进、拟合技巧、参数选定等方面进行了大量工作,也有应用者在桩如何才算被充分激发方面进行了研究。值得一提的是,桩基动测方面,国产仪器和软件业已达到国际先进水平,许多方面甚于更具有中国特色。

6、动静法

由于高应变动力试桩法力的作用时间过短,桩只能被视为弹性体进行分析,国外有人提出了一种动静法,采用技术将力的作用时间延长,使沿桩身传播的应力波波长大于实际桩长,进而将桩视为刚体,回避了应力波的传播问题。应该说这种方法既克服了传统静载试验的笨重与费时,也克服了高应力方法的过分间接性,是一种较好的方法,但由于该方法对锤的配重要求人高,具体操作仍有较大难度。

综上所述,对公路桥梁进行检测是一项十分复杂而又十分重要的工作,它不但对相关工作人员的实际现场经验有着严格的要求,同时也需要有科学的检测方法和系统的理论基础作为指导。我们只有充分地将理论与实践有机的结合起来,才能真正做好公路桥梁的检测工作,从而做出科学的评测。

参考文献:

[1]谢凯州.公路桥梁桩基检测技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(21).

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中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:

一.桩基分类

桥梁桩基按不同方法一股可分为:①按施工方法分为钻入成孔桩,冲击成孔桩,抓掘成孔桩,螺旋成孔桩,人工挖孔桩,沉管成孔桩等:②按其直径大小分大直径,中等直径小直径桩,桥梁常见大直径桩:③按其端部形态分为平底桩和钢底桩等:④按其纵向截面形状分为直身桩,扩底桩,多节桩。竹节桩,表面带螺纹的析,近几年有出现了多支盘挤扩桩,DX桩等:⑤按其承载性分为摩擦桩,端承桩,摩擦端承桩等:⑥按其嘬向受荷条件分为抗压桩和抗拔桩等:⑦按其水平向受倚条件分为主动桩和被动桩等。

二.基桩检测技术

(一)静载荷实验法

单桩怪向承载力的确定在桩基工程别熏要。静载荷实验法在检测单桩怪向承载力时虽然是最原始的但也是最可靠的方法。在桩顶旋加荷载。了解荷载施加过程中,桩土问的作用,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1x104kN级以上的桩基静载设备,最大加载能力2 x104kN。在桥梁桩基工程中。主要使用慢速维持荷载法。由于施工环境恶劣,检测时间长,桩基荷载压力大,费用高,配套工作繁杂,加上桩基设计安全系数高,较难使桩基破坏(即下沉量超限或混凝土破坏),所以较少采用这种方法。特殊项目也有应用。一般按规范抽取l 0%来检测。

(二)高应变检测法

(1)基本原理及检测目的。高应变检测法是一种检测桩基桩身完整性和单桩竖向承载力的方法,该方法是采用锤重达桩身莺量10%以上或单桩竖向承载力1%以的重锤以自由落体击往桩顶,从而获得相关的动力系数。应用规定的程序,进行分析和计算,得到桩身完整性参数和单桩竖向承载力,也称为Case法或Cap.wape法。(2)适用范围。高应变检测法适用于需检测桩身完整性和复核桩基承载力的桩基。(3)优缺点分析。高应变检测法的检测结果集合了低应变检测和静荷载检测。高应变检测的费用比低应变检测高.比静荷载检测低。高应变检测法对于桩基承载力的检测准确度不如静衙载检测,一般误差在10%左右。

(三)低应变动测法

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和频率信号,判断桩身质量.该检测方法称为低应变动测法。主要检测桩基的完整性。此法主要分两个阶段进行,一是原始数据的野外采集,二是记录检测振动曲线并及时作出初步判断,以确定桩身缺陷性质与位置,完成检测报告。优点:检测速度快,检测简单。检测成果可靠,检测费用低。适用范围:桩长5~50m,桩径

(三)钻芯法

钻芯法适用于检测混凝土灌注桩和水泥土桩的桩长、桩身材料强度,桩底沉渣厚度和桩身完整性,判定或鉴别桩端持力层岩上性状。钻机一般应配备单动双管钻具,钻探混凝上桩时应采用金刚石钻头钻进,保证芯样的采取率和芯样完整性。芯样取出后,应由上而下按回次顺序放进芯样箱中,芯样侧面应清晰地标明回次数、块号、本回次总块数。及时记录孔号、回次数,起止深度、块数、总块数,并拍彩色照片留存,记录芯样质量的初步描述及钻进异常情况。选取代表性芯样进行抗压试验。钻芯法作为一种直接检测方法,是检测成桩质量的有效手段之一,不受场地条件限制,特别适合于大直径桩的检测。当桩长较长时应控制好钻芯孔的垂直度,以免偏离桩身。但当桩本身存在偏斜现象时,钻芯孔较难钻至桩底。钻芯法检测速度慢、费用高。

三、桥梁桩基无损检测技术应用

在桩基检测中,各个检测手段需要配合使用,利用各自的特点和优势,按照实际情况,灵活运用各种方法,才能对桩基进行全面准确的评价。但实际工程中施工单位为赶工期往往是桩基施工完后不及时通知检测单位,而擅自施工上部结构,待桩基检测出来后上部已施工了几层,如果桩基检测不合格,再采取补救的措施,代价是相当大的,桩基施工时一定要重视桩基检测。

(一)常用无损检测方法

声波透射法(CSL):以能量脉冲的方式沿桩身横向传播的波动来检测桩身完整性。低应变法(LST):利用低能量的激振力产生纵向振动或沿桩身纵向传播的波动检测桩身完整性,包括反射波法和振动法。高应变法(HST):利用高能量的冲击力产生沿桩身纵向传播的波动检测基桩承载力和桩身完整性。可分为凯司法和实测曲线拟合法。

(二)技术分析

首先,声波透射法适用于大直径灌注桩,目前许多国家对基桩质量检测采用了这种方法。它的设备使用性能、参数也得到了不断提高和改善,数据分析软件功能研发也得到了极快地发展。但制约它被国内广泛应用的因素是在检测前需预埋声测管,且因准备工作繁锁检测数量不宜过多,无法检测基桩承载力。低应变法虽然目前尚只提供桩身完整性检测指标,但它操作简单,易学易用,可经济、快速、大范围、无损的普检,在公路工程中得以充分地利用。但它的缺点则是检测定性分析,难以达到定量化,且存在一定程度的误判和不确定性,承载力检测尚处于不断完善和研究阶段。高应变法则是以节省人力、物力、财力为目标的快速检测桩基质量方法,虽然它可检测完整性和承载力,但它的检测准确度、可靠

性,尤其是理论体系研究以及必须与静态荷载检测结果比较校验后方可使用等一系列问题使其在检测推广中存在一定的局限性。

(三)技术应用

(1)桩基的承载力的检测。①静荷载试验法。静荷载试验法用于检测基桩承载力静荷载试验法包括基桩竖向和水平承载力检测,工程中多用到竖向静载荷试验。静荷载试验法显著的优点是其受力条件比较接近桩基础的实际受力状况。静载试验主要适用于工程试桩的承载力检测,对于工程桩检测不能做破坏性试验。其检测精度高,相对误差在10%范围内。②高应变动测法(HST)。桩基高应变动检测,就是利用重锤对桩顶进行瞬态冲击,使桩周土产生塑性变形,在桩头实测力和速度的时程曲线,通过应力波理论分析得到桩土体系的有关参数,揭示桩土体系在接近极限阶段时的工作性能,分析桩身质量,确定桩的极限承载力。

(2)桩基的完整性检测。①低应变动测法(LST)。基桩的低应变动测法就是通过对桩顶施加较低的激振能量,引起桩身及周围土体的微幅振动,同时用仪表量测和记录桩顶的振动速度和加速度,利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析,从而达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性、预估基桩承载力等目的。②声波透射法(CSL)。声波透射法是利用超声波在混凝土中传播的声学参数,如声速C、频率F、振幅A 的变化及波形来分析桩身混凝土的连续性及断层、夹砂、蜂窝等缺陷的大小、位置。

结束语:通过上述试验可以看出矿下的原煤经过破碎也可以作为充填材料的骨料,同样,矿下比煤强度高的矸石更容易作为充填材料的骨料,这样就能扩大充填材料的骨料来源,减少大量运输且只经破碎而不用作其它处理。本文重点研究的是胶凝材料而对充填材料的配比研究的较少,使得充填材料的强度较高,若用于工业试验可以进一步降低胶凝材料的用量,使充填体强度满足巷旁充填支护的要求即可。

参考文献

[1]华心祝,我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议[1].煤炭科学技术,2006

[2]柏建彪,周华强,侯朝炯,等.沿空留巷巷旁支护技术的发展[J].中国矿业大学学报,2004

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中图分类号:TU997文献标识码: A 文章编号:

引言

随着我国交通事业的发展,桥梁的数量大量增加,交通运输量也迅速变大,车辆载重的增加以及行车密度的变大都加剧了桥梁结构的损伤,促使其老化加速。因此,交通管理部门对桥梁进行系统的检测显得尤为重要。

一、桥梁检测的重要性

在具体的工程实践中,往往有很多桥梁施工人员忽视对桥梁的检测,这对于保证交通的安全稳定运行是很不负责任的。采取合理有效的措施对桥梁的结构损伤进行检测,可以及时发现桥梁结构是否损坏,从而得以确保交通枢纽的正常运行。与此同时,对桥梁进行检测还可以获得很多其他潜在的效益。

1、对桥梁进行检测可以及时得到准确的桥梁信息状况,当检测出桥梁质量出现问题时可以采取封闭桥梁的施工措施对桥梁进行维修。同时,技术人员可以通过多次对桥梁检测的数据来研究桥梁在使用过程中发生的变化。

2、通过规律性的对桥梁进行检测,降低了桥梁出现安全隐患的可能性,更为科学地保护了桥梁,桥梁的使用寿命会明显得到提高。

3、对桥梁进行检测能为以后的桥梁结构设计提供宝贵经验,实践是检验真理的唯一标准,只有通过定时对桥梁进行检测,取得各项参数资料,验证其与理论计算的符合程度,才能不断地提高桥梁的设计水平,使其满足使用功能要求。在对桥梁进行检测的过程中,工程技术人员不应只着眼于对桥梁外观的检测上,更应进一步通过荷载试验检测深桥梁的材料与结构。随着科学技术的不断进步,在桥梁检测实践中,工程技术人员更应采用先进的设备与技术以提高桥梁检测的高效率性与准确性。

二、常用的检测方法

1、混凝土缺陷检测技术

目前,对混凝土内部缺陷的存在、大小、位置和性质进行无破损检测的手段有超声脉冲法和射线法两大类,其中射线法因穿透能力有限、操作中需解决人体防护等问题,在我国使用较少。目前最有效的检测方法是超声脉冲穿透法和反射法。超声脉冲穿透法已较为成熟,普遍用于工程实践,许多国家都已编制了相应的技术规程。反射法则根据超声脉冲在缺陷表面产生反射波的现象进行缺陷判断,由于它不必像穿透法那样在2个测试面上进行,因此对某些只能在1个测试面上检测的结构物(如桩基础、路面等)具有特殊意义,也取得了广泛的工程应用。

对于混凝土外部缺陷,如桥面裂缝、空洞等,检测人员可直接用肉眼观察或用裂缝观测仪、皮尺等进行测量,而对于桥墩、桥塔以及梁体外部等人员难以直接到达的部位,检测工作非常困难。目前有一种基于摄影技术的检查桥梁表观毁伤的非接触测量系统,可以在远距离对损伤部位进行非接触检测。

2、钢筋位置、保护层厚度及钢筋锈蚀检测

钢筋位置、保护层厚度均可利用雷达或者钢筋位置探测仪(利用涡电流原理)检测。钢筋的腐蚀性质或物理性质的检测是判断钢筋腐蚀最直接的方法,但是由于钢筋混凝土是一种极为复杂的材料,量测钢筋腐蚀速度或腐蚀量并不容易,目前常见的检测方法有腐蚀电位法和量测瞬时腐蚀速率法。

桥梁检测技术的现状

近年来,我国对桥梁的检测进行的大量研究。通过大量试桥梁检测验经验的积累,我国开发一些实用的检测方法。几十年来,我国逐渐从半损伤式检测法过渡到了无损失检测法。无损检测法主要包括对桥梁局部的检测和对桥梁整体进行检测两个主要内容。下面将对这两个方面进行简单的探讨。

1、桥梁的局部检测

对桥梁结构进行日常检测主要采用技术手段的是局部检测技术。局部检测技术是采用目视或专门的检测仪器对结构局部的损伤和缺陷状况进行检测。局部检测主要是检测桥梁结构的材质状况与耐久性。通过x射线、渗透、磁粉、涡流以及超声波等检测技术来检测混凝土强度、混凝土的碳化深度、混凝土内部损伤情况、钢筋分布及保护层厚度、钢筋的腐蚀情况、氯离子含量等内容。近年来,随着科学技术的发展,远红外热象、核磁共振、全息摄影、层析成像、微波以及雷达等先进检测技术也逐渐应用到桥梁的局部检测工作中。

2、桥梁的整体检测

2.1整体检测的作用

桥梁的整体检测能反映桥梁的承载力以及正常使用状态,它克服了结构局部检测所存在的局限性。它主要通过对桥梁结构进行静、动力试验等手段采集桥梁结构的速度、加速度、位移、应力、应变等结构响应数据。再通过数学以及力学方法对响应数据进行科学的处理,然后通过技术人员的细致分析就能够得到桥梁结构的整体状况以及局部的损伤状况。桥梁结构整体的工作性能通过整体检测技术真实地反映出来,它能回答所有人最关注的桥梁结构承载力的问题,从而能够较为准确的验证了桥梁的设计过程以及施工管理过程能否达到标准的要求。

2.2 整体检测采用的方法

通过施加可控荷载的对桥梁进行试验,并由试验检测、收集桥梁结构的应变量、应变分布和加速度等响应数据,据此来评估桥梁结构的整体性能。桥梁的整体检测试验可以分为静荷载试验以及动荷载试验。静载试验指的是施加静荷载于指定的位置对桥梁的各项指标进行检测从而得出桥梁整体的工作性能的试验。桥梁的动载试验是指用某种方法引起桥梁结构振动,测定其各项震动指标来判断其整体刚度的试验。桥梁的动荷载试验不会妨碍交通的运行,是桥梁结构整体检测中不可或缺的技术手段。

四、桥梁检测技术的发展趋势

1、桥梁无损伤检测技术

传统的桥梁检测方法主要依赖于动静载试验和检测人员的现场目测,辅以混凝土硬度实验、超声波探测、腐蚀作用实验等多种检测手段。进入20 世纪90年代,随着现代传感与通信技术的发展,无损检测技术更是出现了前所未有的发展势态, 先后涌现出一大批新的检测方法和检测手段,使无损检测技术向着智能化、快速化、系统化的方向发展。近年来,致力于桥梁检测的研究人员提出了许多成功的方法对桥梁进行非破坏性评估。一些新的方法被广泛应用于桥梁检测, 如利用相干激光雷达测试桥梁下部结构的挠度,利用全息干涉仪和激光斑纹测量桥体表面的变形状态,利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤,利用磁漏摄动检测钢索、钢梁和混凝土内部的钢筋等。随着振动实验模态分析技术的发展, 运用振动测试数据进行结构动力模型修正理论得到了充分的发展,为桥梁结构的安全检测开辟了新的途径。基于振动模态分析技术,人们研究发现结构的动力响应是整体状态的一种度量,当结构的质量、刚度和阻尼特性发生变化时,选用结构振动模态作为权数,对结构损伤前后的模态变化量进行加权处理,从而实现对单元损伤的识别和有效定位。

2、桥梁结构损伤识别技术

2.1 小波分析损伤识别法

由于小波分析适合分析非平稳信号, 因此可作为损伤识别中信号处理的较理想的工具,用它来构造损伤识别中所需要的特征因子,或直接提取对损伤有用的信息。小波分析在损伤识别中的应用是多方面的,如: 奇异信号检测、信噪分离、频带分析等。

2.2 神经网络损伤识别法

神经网络在损伤识别中的基本思路是:首先,用无损伤系统的振动测量数据来构造网络, 用适当的学习方法确定网络的参数;然后,将系统的输入数据送入网络, 网络就有对应的输出,如果输入过程是成功的,当系统特性无变化时,系统的输出和网络的输出应该吻合;相反,当系统有损伤时,系统的输出和网络的输出就有一个差异,这个差异就是损伤的一种测度。

结束语

综上所述,对于现有桥梁的养护管理应重视桥梁检测技术的研究,随着新材料、新技术的不断更新发展,桥梁检测技术具有更广阔的发展空间。

参考文献

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中图分类号:U41文献标识码: A

引言

在公路桥梁中的桩基建设是一个主演环节,不仅关系到整体结构的质量,也关系到公路桥梁的使用年限,只有通过不断的技术提升,对于安全性能的检验技术保障,才能保障公路桥梁的整体稳定性,运用公路桥梁桩基的检测技术方法,制定合理的检测计划,就能够在实际检验方法的运用过程中,切实做到能够检验公路桥梁的桩基质量情况。随着桩基检验技术的大力推展,只有不断的通过技术调整,才能够确保公路桥梁的质量安全。

一、对于目前公路桥梁桩基检测简介

公路桥梁工程桩基主要可以分成以下几种:根据公路桥梁工程桩基施工方法可以分成人工挖孔桩、沉管成孔桩、螺旋成孔桩、冲击成孔桩等。根据公路桥梁桩基直径大小可以分为大直径桩、中等直径桩、小直径桩。公路桥梁工程桩基一般是大直径桩。根据公路桥梁工程桩基竖向受荷情况可分为抗压桩和抗拔桩等。根据公路桥梁工程桩基水平受荷情况可分为被动桩和主动桩等。

对于桩基的负荷能力以及结构性能的检测是目前在桩基检测项目中重要的检测项目。依据在检测项目工作的目的,就需要区别不同的检测方法优势情况,对于检验方法所受到的限制也要有所了解,依照工程建设的地点不同,按照在工程中的地理以及自然情况,施工中的工程要点相互结合,选择合适的检测方式,这是对于检测工作的前提准备,是为了能够获得更加准确的工程信息内容。

在公路桥梁工程桩基检测方法上,可以将公路桥梁工程桩基分成高应变检测低应测桩法、声波透射法、静载荷试验法等检测方法。其中,公路桥梁工程桩基静载荷试验可采用堆载平台法、锚桩法、地锚法、堆载和锚桩联合方法。公路桥梁工程动力测桩法主要可分为高应变动测法和低应变动测法。

二、公路桥梁中桩基的检测技术

(一)高应变检测

高应变动检测技术于上个世纪八十年代引入我国,在九十年代初,我国也相继出现了类似的计算机软件。近年来,在公路桥梁桩基工程中也常常采用这种方法,通过在桩顶施加高能量冲击荷载,实测力和速度信号,运用波动理论反演来推算被检桩的完整性及轴向抗压极限承载力。高应变检测桩身完整性的可靠性比低应变法高,只是在带有普查性的完整性检测中应用尚有一定困难。目前,在工程界采用最多的高应变试桩法主要有曲线拟合法和阻力系数法。高应变动测法在确定单桩的承载力方面具有明显优势,不需要静载试验中的堆载物或者锚桩,费用低、时间短且效率高,还能够进行大吨位的桩基检测,逐步取代了静载荷试验方法,成为桩基工程验收的重要手段。

高应变动测法不仅能够确定桩基承载力的大小,还能够反映出桩土阻力分布、桩身完整程度等信息。但是由于这种检测方法不但计算程序比较复杂,而且在现场测试中的桩头处理、锤击设备选择、传感器的安装等众多因素都影响检测精度,因而在公路桥梁桩基检测中的应用受到限制。但高应变动测法对于桩基设计和其他的检测方法均具有借鉴作用。

(二)静荷载法

目前,国内外公认的对桩的承载力进行测试的最直观与最可靠的方法是静荷载试验,但是受到测试仪表精度以及试验方法限制与分析方法差异还有工程判断能力的影响,使用此方法,有时候误差也会达到百分之十。所以,工程界一直在思考怎样对静荷载试验改进其测试与分析方法,并对其可靠度提高。这些年来,试验的吨位已经得到了提高,比如有些单位已经能加载超过30000吨位,另外还有一些相关研究人员研究探讨负摩阻现象。

(三)声波透射法

这是一项较为传统的技术,但是在以前没有进行广泛应用。近些年来,由于交通系统中的相关投资得到了增加,这种方法在国内的应用越来越广泛。传统方法中的模拟声波仪已经被数字化声波仪所取代,不仅使用比较方便,而且也使分析手段得到了提高。声幅与声频成为分析判断的要素。另外,声波CT也已经进入了使用阶段。

(四)低应变法

这种方法主要是对桩身的完整性进行检测。很多缺陷或者是质量事故都在流水处或者是底层的变化处发生,底层的变化会导致反射波的产生从而影响波形,所以要对地质资料进行查看,了解施工的具体记录,从而确定缺陷的具置。定量分析软件能帮助我们判定基桩缺陷的具体程度,虽然这一软件有一定的不足之处,但是它对应力波在桩身进行传播的具体过程进行了分析,只要保证桩周选择合理的土参数,就能起到一定的效果。在运用低应变法进行检测时,不断缺陷属于什么样的类型,其共同的表现就是桩的阻抗减小,不能区分缺陷性质。

1.低应变动测法的适用范围介绍

公路桥梁工程桩基低应变动测法的适用范围对测量影响是十分巨大的,其中公路桥梁工程桩基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,后者是主要影响因素,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。

通过总结实际公路桥梁工程桩基施工过程中的经验教训,在公路桥梁工程桩基中采用低应变动测法对公公路桥梁工程桩基进行检测时,公路桥梁工程桩基的长度通常在5~50m的范围之间,公路桥梁工程桩基的半径一般需小于0.9m,尽管一些长度大于50m的公路桥梁工程桩基仍能够获得桩底的应力波信号,然而因公路桥梁工程桩基的承载力较大,公路桥梁工程桩基的一些局部缺陷、深度缺陷的反映不够准确,同时也会受到公路桥梁工程当地地质条件的影响。

2.低应变动测试过程分析

低应变动测试过程中,测量人员为了提高公路桥梁工程桩基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。

(1)选取测试点。测试点的选取应该以公路桥梁工程桩基直径为选取依据,选取原则要保证公路桥梁工程桩基测试点满足实际测量的需求,通常情况下,公路桥梁工程桩基直径不小于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,选取的方式要保证公路桥梁工程桩基测量点均匀,打磨处理应该仔细认真,保证后续公路桥梁工程桩基施工正常进行。

(2)选取锤击点。公路桥梁工程桩基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,这将无法准确反映公路桥梁工程桩基的状况。所以锤击点和传感器位置选取的好坏直接决定着公路桥梁工程桩基检测效果,可以聘请公路桥梁工程桩基检测专业技术人才进行测量检测,保证公路桥梁工程桩基检测结果满足设计要求。

(3)传感器的安置。按照公路桥梁工程桩基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公路桥梁工程桩基检测传感器的方法,因此这就要求在公路桥梁工程桩基的顶部干燥的时候,比较常用的粘贴剂包括: 橡皮泥、黄油、石蜡、等,粘贴层的厚度应该适中,避免过厚造成公路桥梁工程桩基检测传感器应力波接收不准确的情况。

(五)自平衡法检测

自平衡法测桩法是一种基于在桩基内部寻求加载反力的间接的静载荷试验方法。其主要装置是一种特制的荷载箱,它与钢筋笼连接而安置于桩身下部。试验时,从桩顶通过输压管对荷载箱内腔施加压力,箱盖与箱底被推开,从而调动桩周土的摩阻力与端阻力,直至破坏。将桩侧土摩阻力与桩底土阻力迭加而得到单桩抗压承载力,其测试原理见图。

自平衡测桩法具有许多优点

1.装置简单,不占用场地、不需运入数百吨或数千吨物料,不需构筑笨重的反力架;试验时十分安全,无污染;

2.利用桩的侧阻与端阻互为反力,直接测得桩侧阻力与端阻力;

3.试桩准备工作省时省力;

4.试验费用较省,与传统方法相比可节省试验费约30%~40%,具体比例视桩与地质条件而定;

5.试验后试桩仍可作为工程桩使用,必要时可利用输压管对桩底进行压力灌浆;

6.在水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩、斜桩、嵌岩桩、抗拔桩等情况下,该法更显示其优越性。

根据近年的实践表明,自平衡试桩法适用于钻孔灌注桩,人工挖孔桩、沉管灌注桩,桩受力的形式有:摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩、端承校、抗拔桩。

应用场地除一般的粘性土、粉土、砂土、岩层等常规场地外,目前已在坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩、抗拔桩试桩获得成功。对于大吨位、大尺寸桩,采用自平衡法可方便地测得其承载力,但其代价也较大。由于该法可分别测得侧阻力、端阻力,故可求得单位面积侧阻力、端阻力。目前国内外都经常先进行模拟桩的测试,再根据实际尺寸换算求得大桩的承载力,但模拟桩的直径不应小于800mm,以防尺寸效应带来的误差。

结束语

目前对于公路桥梁的检测方法得到了工程管理的全面关注,不仅促进桥梁技术发展,同时对于桥梁通行质量有所保障,随着技术的不断发展,不仅取得了很多经济效益,同时也得到社会的普遍认可,就目前桥梁检测技术应用而言,还存在很多问题,对于桩基的检验技术而言,必须根绝实际情况进行选择,这样才能发挥每种检测技术的优势方面,对于所存在的缺点也要能够清楚的认识,才能够选择合适的桩基检测技术,公路桥梁中的桩基建设是一个重要施工环节,与整体结构的质量紧密相关,只有通过不断的技术提升,对于安全性能的检验技术保障,提升公路桥梁的整体稳定性,通过运用公路桥梁桩基的检测技术方法,确保公路桥梁的质量安全。

参考文献:

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Bridge pile foundation inspection of CT technology application paper

JiaDaoFu

Guizhou bridge construction group co., LTD

Abstract: the bridge pile foundation inspection is related to the quality and safety of bridge foundation of the important link, the ultrasonic CT technology is emerging in recent years the development of testing technology. In this paper, through years of work practice, the bridge pile foundation inspection on CT technology in the application of the paper.

Keywords: bridge pile foundation, detection, CT technology

中图分类号:TU473.1文献标识码: A 文章编号:

1超声波CT技术的检测方法超声波CT的检测主要是在桥梁桩基浇注的过程当中,检测人员会沿着桩轴的外侧放置一些用于检测数据的声测管,这种声测管可以对于桥梁桩基内部的缺陷进行探测,探测的方法主要有两种,分别为对测法和斜测法。当检测人员接收到声测管发出的信号之后,会根据这些信号编辑成衡量桩基构造的参数,然后根据这些参数的统计与分析,就可以确定缺陷发生的大致范围,最后通过精确的定位得出发生缺陷的具置。当然这种测试方法有一定的局限性,测试结果只能确定缺陷的大致范围,对于缺陷的具体情况比如缺陷的大小,分布范围无法做出精准的测算。这样的结果可能对于以后的检修工作产生一定的困难。因此,在运用超声波CT技术的同时会适当的加入一些成像无损技术,这样就可以解决上述未曾解决的对于缺陷大小,分布情况的问题了。这种高端的技术不仅可以得出精确的检测结果,同时对于桩基内部的情况也可以做出清晰的图像以供参考。

2超声波成像技术应用桩基检测的原因超声波CT技术原用于医院的诊断当中,而正是因为在医学诊断当中的广泛引用,提高了超声波CT技术的重视。这种技术是以提高射线理论的旅行实践来延迟借助古典Radon的变化实现反演。而后来又发展出通过波动方程为基础的层析成像方法,这种方法主要应用于固体介质的检测,目前针对煤炭资源的开采,石油的发掘以及对于各地地质的勘探,并且得到了广泛的应用。由于这种方法能够清晰的识别缺陷,同时还具备较高的分辨率,因此对于桥梁桩基的检测也有较高的效用。对于桩基的检测主要有桩基结构的稳定以及承载能力,同时还可以检测出疏密程度,空洞,夹泥等现象。

3超声波CT技术的工作步骤超声波CT技术主要包括对于数据的采集,对于数据的处理以及结果的研究这三个阶段。在这三个阶段当中,最关键的就是对数据的处理,数据处理主要包括以下步骤,第一进行模型的建立以及参数化,第二对数据进行正演计算,第三部进行反演以及图像的重建,第四步对反演的结果进行分析。而在这些步骤当中正演的计算以及对于反演图像的分析是最重要的。下面主要介绍其中最重要的正演计算过程。根据弹性波波传播理论以及CT技术的不同,超声波技术可分为大致的两类,第一种就是波动方程层析,这种方法是在波动方程上将微分波场进行反投影,同时根据运动学的基本规律对层析成像的投影进行计算,这种方式计算的过程较为简单,操作方便,但是精度相对较低。第二种方法就是射线理论层析成像。这种方法忽略了地震波动力学的特征,是在射线路径上将桥梁的内部构造进行反投影,然后同样根据动力学的特征以及层析成像技术对结果进行计算。这种方式的操作较为繁琐,需要耗费大量的实践,但是精度较高。而对成像投影的计算方法还有很多种,例如打靶法,近似弯曲法以及弯曲法等等,这些方法也都在不断的探索当中,相信在逐渐的进展中会取得不错的效果。

4对于成像结果的数据处理超声波CT技术对桩基检测之后,仪器会显示多种图像的数据,这些数据能够真实的反映出砼结构内部的实际情况,要解读这些数据,一般要采用一个超声波层析成像软件的系统,这种系统是利用VB语言开发的,它的系统核心主要完成对图像的正反演数据的处理。在对正反演数据进行处理的过程当中,主要有四种层析反演方法,分别是最小二乘共轭梯度,代数重建方法,奇异值分解方法以及LSQR方法。使用该系统可以根据使用者所选的反演算法进行层析图像的数据处理。而这些选择只需要在系统的主界面上就可以输入。

5超声波技术的发展前景由于超声波技术在桥梁桩基的检测中不仅对桩基没有损伤,而且检测效率较高,方法较为简便,能够直观的看到检测结果,因此超声波检测技术在以后的检测技术手段中必然占有很高的地位。首先超声波技术会逐步应用到三维层析成像。普通的层析成像是将立体的检测对象分解成为二维的薄片,然后对很多的二维薄片进行缺陷分析,这种方法不仅耗时耗力,同时检测结果容易出错。相反,三维层析成像不仅可以直观的反映出检测对象的缺陷分布,同时加入超声波技术,还可以极大的降低内存的消耗以及CPU的占用情况,同时三维层析成像加入超声技术,还可以降低正反演的计算过程,计算过程也降低了很多。因此,这种技术在以后的探测领域必将得到很好的发展前景。其次就是多参量层析成像方向。以往的声波层析技术知识根据单一的观测数据进行反演单一的物理量,同时各个物理量之间联系万千,如果想确定每个物理量的准确值,难度很大。而如果将多参数同步反演加入超声波的成像研究方法,就可以实现多种参数同时求解。而这种反演方法对于多参数的多分量的分析无疑是最佳的办法。最后就是基于波动方程的层析成像。基于射线理论,在桥梁桩基中的层析成像方法由于具有较高的信噪比,传播方式单一,具有一定的局限性,而如果波动方程的层析成像应用超声波技术,会克服以上的缺陷,同时超声波技术还可以提取桩基中的全部信息,这比仅仅利用射线跟踪层析成像更能直观的反映其中的结构内容,因此也必将成为未来层析成像的重点发展方向。

6结语综上所述,超声波CT技术应用于桥梁桩基的检测,具有较高的分辨率,反映情况真实准确,并且具有很好的灵敏度,特别是对于缺陷的定位具有其他方法不可比及的精度。然而这种方法也有它的缺点,成本高,一些小的工程很难想象应用这种检测方法,因此如何降低成本,更加完善超声波CT检测技术的系统功能成为我们需要开展的重要课题。