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桥梁桩基检测技术精选(九篇)

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桥梁桩基检测技术

第1篇:桥梁桩基检测技术范文

【关键词】桥梁工程;桩基检测;检测技术;超声波检测

1.工程概况

本检测工程项目为嘉兴至绍兴跨江公路通道北岸接线工程第七、八、九合同段。嘉绍跨江公路通道起点为乍嘉苏高速公路及嘉兴南湖大道的交叉口处,向南经海宁,于黄湾跨越钱塘江,进入绍兴市,经上虞沥海镇,终于沽渚,接杭甬和上三高速公路交叉口处相接,全长约69.462公里。其中,北岸接线约42.948公里。本桩基检测第三合同段起止桩号为K31+100-K43+261.5,由第七、八、九合同段组成。根据本合同段工程承包合同要求以及该工程建设的实际情况,结合本工程施工设计图的桩径、桩长、地质情况,为了有效地保证桩基工程施工质量,准确判定工程所用桩的质量等级,对该工程的桩基采取相应的检测方法进行检测。

2.工程的桩基采用概况

本工程合同段内桥梁桩基数量为310根,其中摩擦桩74根,分别是Φ1.8m桩基8根、Φ1.5m桩基4根、Φ1.2m桩基62根。而嵌岩桩数量为236根,分别是Φ1.8m桩基8根、Φ1.6 m桩基4根、Φ1.5m桩基42根、Φ1.3m桩基85根、Φ1.2m桩基69根、Φ0.8m桩基28根。本工程合同段内的310根桩基数量中主要是采取摩擦桩和嵌岩桩,嵌岩桩要求桩基嵌入中风化(微风化)岩层不小于2倍桩径。桩基灌注混凝土前,按嵌岩桩设计的桩基桩底沉渣厚度不能大于5cm;按摩擦桩设计的桩基沉渣厚度不大于20cm。桩基全部采用冲孔灌注桩施工工艺进行施工。鉴于本桩基工程实际特点,经研究决定,对该桩基检测项目采取三种检测方法进行评定。

3.桩基检测方法

经上述分析,结合本检测的桩基工程项目特点,采取以下三种检测方法:

(1)低应变反射波法,即为小应变检测。本桩基检测工程项目所采取的低应变动测法,使用小锤敲击桩顶,经粘接在桩顶的传感器来接收来自桩中的应力波信号,然后采取应力波理论来分析被检测桩土体系的动态响应,然后反演分析实测速度信号以及频率信号,从而获得被检测桩的完整性。通过低应变反射波检测防范可以检出测桩身缺陷及其位置,然后再判定桩身完整性类别。

(2)超声波检测法。超声波检测法在桥梁桩基检测方法中被应用最早,其作为桩基完整性无损检测法,方法原理是在对桩进行灌注混凝土前,在桩内预埋若干根声测管,把其作为超声脉冲发射与接收探头的通道,然后通过采用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声波参数,再对这些测得的数据结果,通过采用各种特定的数值判定或形象判断以及进行处理后,得到被检测桩内砼缺陷类型、大小以及位置,然后再给出混凝土均匀性指标和强度等级。通过超声波检测可以有效地检测已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身缺陷性质、位置以及范围,然后评定基桩混凝土质量等级。

(3)钻孔抽芯法。该桩基检测方法主要是采用钻孔机,一般带φ10mm内径钻头,对被检测桩基进行抽芯取样,根据所取出的芯样,对桩基的长度、局部缺陷情况、混凝土强度、桩底沉渣厚度以及持力层情况等进行进一步分析判断。但鉴于钻孔取芯有一孔之见的局限,只能对局小部范围进行分析判断,因此在桩基等级评定时,仍以无损检测为主。通过采取钻孔抽芯检测方法可以有效地检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度以及桩底沉渣厚度,然后再判定或鉴别桩端岩土性状,从而评定出基桩混凝土质量等级。但工程实践表明,钻孔抽芯检测方法主要是针对桩基存在较大的缺陷或者经检测对强度有怀疑的情况下采用。

4.桩基检测频率与数量

根据工程要求,对于桩径≥1.8m、桩长≥50m、桩长径比≤5的桩基不宜采用低应变反射波法检测。工程实践表明,在桩基实测中,桩侧土阻力尤其是动土阻力对于应力波传播的影响较大。这种影响主要体现在:(1)导致应力波迅速衰减;(2)影响缺陷反射波幅值;(3)产生土阻力波,所以限制了可测桩的长度及桩基直径。基于桥梁桩承载力要求高,低应变反射波法对局部缺陷、深部缺陷反映不敏感、受地质变化影响较大等特性而受到限制。根据规范规定,低应变反射波检测技术对于桩身缺陷程度只做定性判定,尽管利用实测曲线拟合法分析能给出定量的结果,但是鉴于桩的尺寸效应、测试系统的幅频相频响应,高频波的弥散、滤波等造成的实测波形畸变以及桩侧土阻尼影响,曲线拟合法还不能达到精确定量的程度。因此,要对缺陷类型进行判定时,应针对该工程的地质、施工情况而综合采取钻芯、声波透射等其他检测技术。

根据工程要求,本中小桥基桩钻孔抽芯频率可以每标段为计数单元,故其余桥梁的桩基共抽2%即2根。受检桩长径比较大时,当成孔的垂直度和钻芯孔的垂直度都符合规范1%要求,方向相反时抽芯孔容易偏离桩身,所以要求受检桩桩径不宜小于80cm、长径比不宜大于30。

5.桩基检测准备工作

对于本工程的基桩无破损检测在成桩14天以后或混凝土强度至少达到设计强度的70%且不小于15MPa后进行检测,抽芯检测则需在混凝土龄期达到28天或预留的同条件养护试件强度达到设计要求。对于本工程每批待检桩检测前采取以下检测准备工作:

(1)在采取超声波检测技术进行本桩基工程检测前,采用20cm长的Φ32钢筋绑在测绳上,同时要确保其足够牢固,然后对检测管进行探孔,检测其是否被堵管。若堵管则应采取措施对其进行疏通,而且要保证检测管内灌满清水。

(2)采取小应变检测技术进行本桩基工程检测前,先要提前凿除至设计桩顶标高,打磨好桩头,并保证桩头干净、无积水。

(3)采取钻孔抽芯检测技术进行本桩基工程检测前,先搭设钻机施工平台以及通水通电。

所有桩基检测准备工作完成后,经检查符合检测条件后方可进行桩基检测。

6.桩基检测技术要点

(1)低应变检测技术。对于本标段的桩基桩径有Φ1.5m、Φ1.2m两种桩基采取低应变检测,根据本工程相关要求,对于桩径大于100cm的桩基则需打磨4个点(直径约为10cm),中心一个旁边对称三个。打磨点距钢筋笼主筋不小于5cm,被测桩头应凿至设计标高,露出密实混凝土面。

(2)超声波检测技术。本标段的桩基桩径有Φ0.8m、Φ1.2m、Φ1.3m、Φ1.5m、Φ1.6m、Φ1.8m、六种桩基采取超声波检测,根据本工程相关的要求,对于桩径小于150cm的桩基称呈等边三角形埋置3根管;对于桩径大于等于150cm时的桩基呈正方形埋置4根管,对称布设并确保稳定牢固。超声波检测的桩基,检测管应在加工钢筋笼时,绑扎或者焊接在钢筋笼加强筋内侧,确保牢固,顺直,且相互平行,定位准确。检测管须埋设至桩底,管口宜高出桩顶面30cm以上,管口高度宜一致。检测管采用外径φ50×2.5钢管,连接将采用φ60×5套管连接,并保证接头密封。下端采用φ65×10Q235钢板封底焊接,不得漏水。并且在安装声测管同时管内灌满水,声测管安装完成,用测绳探测每根声测管长度并作记录,上口用塞子塞住,防止砂浆,杂物堵塞管道。

(3)钻孔抽芯检测技术。根据本工程相关的要求,对于桩径1.2m~1.6m范围的桩采取钻2个孔,当桩径大于1.6m的桩采取钻3个孔,开孔时要确保开孔位置宜在距桩中心0.15~0.25D内均匀对称布置。对桩端持力层的钻探,每根受检桩应不少于1个孔,应钻至桩底下不小于1D且不小于2米。对怀疑有溶洞或裂隙等的地质情况,应钻至桩底下不小于3D且不小于5米。

第2篇:桥梁桩基检测技术范文

【关键词】公路桥梁;桩基施工;注意事项;检测技术

在路桥梁桩基施工中,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lm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50 cm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,宜采用现浇混凝上护壁。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

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。

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。

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

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。

第3篇:桥梁桩基检测技术范文

关键词:桩基础;检测技术;超声波;公路桥梁工程

1.前 言

随着我国交通事业的发展,桩基已成为一种重要的基础形式应用到交通基础建设中,它决定着整个工程的基本质量。目前混凝土钻(冲)孔灌注桩是桥梁施工结构的主要形式,这主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层中去,从而大大减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降,具有抗震性能好,承载力高,施工噪音小等特点,是一种极为有效,安全可靠的基础形式。

由于桩基是典型的地下隐蔽结构物,由基桩缺陷引起的工程问题时有发生,很容易出现缩径、断裂、夹泥、沉渣、扩径等质量问题。对施工后的基桩进行质量检测,对于及时发现问题、采取必要的工程措施有相当的重要意义。

2.超声法概述

超声法检测桩的混凝土质量是上世纪九十年展起来的一种新的检测方法。具有以下优点:

1)检测细致,结果准确可靠。2)不受桩长、桩径限制。3)无盲区。声测管埋到的部位都可检测,包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度。4)桩顶露出地面即可检测,方便施工。

因此,虽然需预埋声测管,材料费用较高,但仍然得到广泛采用。

3.检测参数

3.1声速。声速即超声波在混凝土中传播的速度,它是混凝土超声波检测中一个主要的参数,与混凝土的弹性性质及混凝土的内部结构组成有关。弹性模量越高、内部越密,其声速就越高。

3.2波幅。接收波波幅通常指首波,反映了接收到声波的强弱,它与混凝土的粘塑性能有关。在发出的超声波情况下,波幅的大小反映了超声波在混凝土中衰减的情况,即在一定程度上反映了混凝土的强度。对于内部有缺陷或裂缝的混凝土,由于缺陷、裂缝使超声波反射或绕射,波幅也将明显变化。

3.3频率。超声检测中,电脉冲激发出的声脉冲信号是复频超声脉冲波,在混凝土内传播过程中,其中的高频成分首先衰减,而下降的多少除与传播距离有关外,主要取决于混凝土本身的质量和内部是否存在缺陷。

3.4波形。波形指接收换能器屏幕上显示的接收波波形。当超声波在传播过程中碰到混凝土内部缺陷、裂缝或异物时,会产生绕射、反射和传播路径的变化,反射波、绕射波等波相继到达接收换能器,它们的频率和相位各不相同,叠加后使波形畸变。因此,对接收波波形的研究分析有助于对混凝土内部质量及缺陷的判断。

4.现场检测工作

4.1准备工作。1)调查、收集资料。包括: 桩的类型、尺寸、标高,成孔方法及工艺、地质资料,设计参数,混凝土参数、施工方法和工艺及施工中出现的问题等。2)制定检测方案。根据桩基预埋的声测管数量确定检测剖面个数,并统一进行编号。桩的混凝土强度龄期一般应大于14d,以保证各特性参数基本平缓。3)前期准备。包括设备、仪器检定等准备工作。

4.2现场检测。1)在桩顶测量相应声测管外壁间净距离。2) 用一段直径与换能器略同的圆钢作疏通吊锤,检查声测管的通畅情况。3)向管内灌满清水。4)将发射与接收换能器通过深度标志分别放入声测管中的测点处。5)发射与接收换能器以相同高度或保持固定高差同步升降,测点间距不宜大于250 mm。6)实时显示和记录接收信号的时程曲线,读取声时、首波峰值和周期值, 宜同时显示频谱曲线及主频值。7)桩身质量可疑测点周围,应采用加密检测,包括采用平测、斜测、扇形扫测等方法进行复测。

5.测试数据的计算整理

5.1声速

式中 ――每检测剖面相应两声测管的外壁间净距离, mm;

t′――超声仪声时读数;

――声时初读数,是由标定计算出的值。

5.2波幅。波幅是相对测试。由于桩身混凝土内部结构的变异性很大而难以找出较强的波幅统计规律性,因此在实际中多是根据实测经验将波幅值的一半定为临界值。

5.3绘制深度~声速、波幅图。根据各测点的数据按桩绘制出桩上各测试面沿桩身的深度~声速、波幅图。

6.桩身混凝土质量的判断和评定方法

对桩身混凝土质量的判断和评定包括以下三个方面: 桩身混凝土是否存在缺陷及范围;桩身混凝土强度;桩身混凝土均匀性。其中对缺陷的判断和评定是最主要的。对缺陷的判断主要根据声速和波幅二个参数,必要时辅以PSD值变化大小。

6.1用声速参数判断。(1) 当实测混凝土声速值低于声速临界值时应将其作为可疑缺陷区。

Vi

式中Vi ――第i个测点声速值, km/s;

VD ――声速临界值,km/s。

(2) 声速临界值采用正常混凝土声速平均值与2倍声速标准差之差。

VD = v - 2σV

式中VD ――声速临界值,km/s;

v――正常混凝土声速平均值,km/s,一般在3 500~4 500;

σV ――正常混凝土声速标准差。

6.2用波幅参数判断

波幅测值在缺陷探测中是一种重要的参数,大量的工程实践都证实,桩内存在的缺陷其波幅测值都有明显的反映,且比声速更为敏感。当实测混凝土波幅值低于波幅临界值时,应将其作为可疑缺陷区。

AD =Am - 6

式中AD ――波幅临界值,dB;

Am ――波幅平均值,dB,一般在65~110(与剖面距离有关系) 。

上述各项参数计算及绘图均由专用软件完成,测试一结束即可知道那些是异常点,而在深度~声速图上也可一目了然地看出低于临界值的测点。

6.3综合判断

(1) 以声速值进行概率法统计判断,获得低于临界值(单点判断和相邻点判断)异常点的位置和深度,结合PSD值的大小;(2) 分析波幅的变化,把声速低于临界值且波幅又明显偏低的测点和部位定为异常部位;(3) 根据细测和斜测资料,确定缺陷的范围;(4) 根据缺陷在桩上的位置、施工情况等综合判定缺陷的种类和性质。

判断时要注意各个测试剖面的声速和波幅及PSD值,特别是在判断整个断面的层状缺陷(断桩)时更要慎重。对于层状缺陷,必须是三(3根声测管)或六(4根声测管)个测试剖面都是层状缺陷才行。有时附着在声测管上的泥团会使二个测试剖面或三个剖面测值低,但并不是整个断面的缺陷,通过斜测与扇形扫测试可进一步得以判断。

7.缺陷性质与声学参数的关系

1)沉渣: 沉渣是松散介质,其本身声速很低(2 500 m/s以下),对声波的衰减也较明显,如遇到桩底沉渣,检测时声速和波幅均剧烈下降。2)泥团: 声速与波幅均下降,但下降多少则视缺陷情况而定。如果是局部的泥团,并未包裹声测管,则下降的程度并不大;如果泥团包裹声测管,声速与波幅值明显下降,特别是波幅的下降较为明显。一根声测管被泥团包裹(如三根声管影响两个测试剖面、六根声管就影响三个测试剖面),通过斜测与扇形扫测可以分辨缺陷程度和位置。3)混凝土离析: 粗骨料多的地方,由于粗骨料本身声速高,往往造成该部位声速测值并不低,而只有波幅偏低;但由于粗骨料的声学界面多,对声波的反射、散射加剧,接收信号削弱,于是波幅下降。有时砂浆多的地方而粗骨料少,所测得声速值偏低,但波幅测值不下降,有时还会高于附近测值,所以对桩的判定时要以声速和波幅两个参数进行综合的分析判断,必要时结合PSD值进行分析。

8.桩身完整性评价

根据测试和判断的结果,对所测桩的完整性、缺陷和处理意见进行综合性评价。结合《公路工程基桩动测技术规程》,本项目基桩超声波检测评价表如表1所示。

对所测基桩的完整性、缺陷和处理进行评价,主要是对桩如何处理,需要考虑到许多方面,例如,桩的类型: 是摩擦桩还是端承桩;受荷情况: 是单桩还是群桩;缺陷出现的部位: 桩顶、桩中部还是桩底等。所以,对基桩完整性判定和处理意见方面要慎重。

表1 桩身完整性类别判定表

类型 缺陷 曲线特征 完整性评定结果

Ⅰ 无缺陷 各声测剖面的声学参数均无异常,无声速、波幅低于临界值,波形正常 完整,合格

Ⅱ 局部小缺陷 某一声测剖面个别点的声学参数出异常,无声速低于临界值,波形基本正常 基本完整

Ⅲ 局部严重缺陷 某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截面处的声速、波幅值低于临界值,PSD值变大,波形畸变 不合格

Ⅳ 断桩等严重缺陷 某一声测剖面连续多个测点或某一深度桩截处的声速、波幅值低于临界值,PSD值突变,波形畸变 不合格,报废

9.工程检测实例

例一: 某嵌岩桩身长19.00 m,经超声波检测、复测确定该桩存在局部缺陷,从桩顶以下AB 剖面4.25 m处,BC剖面3.50 m处,AC剖面2.75 m ~3.50 m均出现声速和波幅低于临界值,根据桩身完整性评价表故判该桩为II类桩。

例二: 某嵌岩桩桩身长17.50 m,经超声波检测、该桩存在严重缺陷,从桩顶以下AB 剖面16.00 m~17.50 m 处,BC剖面16.00 m ~17.50 m处,AC剖面15.75 m~17.50 m其声速值和波幅值低于临界值,PSD值变大,波形畸变。根据桩身完整性评价表故判该桩为III类桩,见图1。

该桩经取芯验证,从桩顶到16.00 m处桩身混凝土胶结一般,16.00 m到桩底混凝土离析,为不合格桩。

例三: 某嵌岩桩桩身长21.00 m,经超声波检测、该桩桩身较完整,从桩顶以下AB剖面0.00 ~21.00 m处,BC剖面0.00 ~21.00 m 处,AC剖面0.00~21.00 m其声速值和波幅值均正常,根据桩身完整性评价表故判该桩为I类桩,见图2。

该桩经取芯验证从桩顶到桩底胶结完整,为合格桩。

10.结束语

基桩超声波检测技术性很强的工作,不但要求有理论基础,还要依靠实际经验对超声波检测技术的在工程上的应用进行分析、总结。

参考文献

第4篇:桥梁桩基检测技术范文

【关键词】超声波ct技术;桥梁桩基;检测;应用

引言

在建设桥梁的过程当中,一般都采用钢筋砼灌柱桩基础,这样的结构往往由于施工出现瑕疵而影响这个桥梁的整体安全。因此,桥梁基础的质量安全问题也就成为检测环节当中的重中之重。然而以往的检测方法往往要求对桥梁的主体结构进行取样,这多少都会影响桥梁的整体性以及一致性。而超声波ct技术则完全不用担心影响桥梁的美观性,也不用通过对桥梁进行取样,简单的操作,高精度的测量,检测结果的清晰使现在我们对于桥梁的检验程度越来越高。

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

通过上述的分析我们可以得知,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。

参考文献

[1]赵明杰,徐蓉,超声波ct成像技术以及其在大型桥梁桩基无损检测中的应用,[j],重庆交通学院学报,2001,20(2):73—86

[2]邓喜贵,李敬贵,朱子军,声波层析成像技术用于沙砾石层中灌浆成墙质量检测[j],东北水利水电,2000,18(6):50—51

[3]常旭,卢梦霞,刘一克,地震层析成像反演中3种广义解的误差分析与评价,[j],地球物理学报,1999,42(5):695—701

第5篇:桥梁桩基检测技术范文

关键字:桥梁无损检测;检测技术;发展状况

社会的进步与科技的发展推动了桥梁建造技术的发展,桥梁的建设规模也因此越来越大,建设成本也越来越高,随之而来的是桥梁的安全性能问题。为了使桥梁能在运营过程中不出现安全事故,需要对桥梁的整体结构和局部构件进行检测。近年来,检测技术得到很大发展,传统的破损检测和人工检测虽有其局限性,但也得到了很大发展,同时无损检测因其优势逐渐兴起。

桥梁无损检测是指在不破坏桥梁结构和性能的基础上,通过对桥梁使用过程中的某些物理参数进行测定,以此来判定桥梁结构与构件性能的一种检测方法。它是由多种学科综合应用而形成的高科技检测技术,其理论基础是运用物理学和材料学,其检测手段与设备依赖于计算机科学技术和现代电子技术。对桥梁进行无损检测,可以确定桥梁的受损情况,并估定桥梁的耐久性和稳定性以及承载能力,为桥梁的维修与管理决策提供依据。

一、桥梁无损检测技术的现状

由于在工程实践中运用较多,传统的无损检测技术获得了较快发展。目前存在传统无损检测技术有红外检测、Y射线和x射线检测和超声波检测等十多种之多,其中的大部分只具有局部检测功能。传统的无损检测技术在工程实践中还存在一定的局限性:超声波检测在钢结构检测中有一定优势,但对混凝土材料的检测精度不高,且设备较贵;Y射线和x射线检测对环境要求较高,只能检测一定厚度的混凝土,因其具有放射性,对环境和人体的危害较大;红外检测可进行远距离检测,但对交通运行有影响且成本较高。另外,传统的无损检测因为其局部检测的限制,一般需要管理人员进行地毯式搜索,相当费时,且可靠性不高;但对于中小型桥梁而言,传统的检测方式依然是一种比较合适的检测方法。

二、桥梁无损检测技术的发展趋势

在桥梁检测中无损检测技术运用十分广泛。随着我国桥梁建设的规模和数量都不断加大,桥梁在社会生活中的作用也不断加大,人们对桥梁的安全性能,无论是建造中还是建造后使用的安全,都给与了很高的重视。尤其是近年来,在我国建造一些大型桥梁建筑,由于在国际上都具有很大的影响力,桥梁的安全性能也因此获得社会的更多关注。以杭州湾跨海大桥为例,它全长36km,是世界上最长的跨海大桥,由于自然环境恶劣,台风多,水流急,潮差大,使得桥体下部受到腐蚀作用大,安全隐患多。因此,国家对于桥梁检测的新技术开发给与大力支持。许多大学和研究院所投入了大量人力和财力进行桥梁实时监控和检测的研究,使得桥梁无损检测技术得到了很大的发展。

1、桥梁无损检测技术的发展将更多借助于其它学科

随着无损检测技术在桥梁检测运用不断扩大,而桥梁检测由于桥梁规模的扩大导致的问题将会对无损检测技术提出更高要求。无损检测技术作为一门多学科交叉形成的应用型技术,其形成过程借助于其它基础学科的发展,因此其发展过程必定要从其它基础学科的发展中汲取成果。同时,随着科学技术的不断发展,学科之间的相互融合也将不断加深,高新技术的发展也不可避免地借助于其它学科取得的成果。因此,桥梁无损检测技术将会不断借鉴其它基础学科的理论成果来实现自身发展,以满足桥梁检测的发展要求。另外,无损检测技术的研究过程中会更注重理论和实践的结合,从工程实践中获得理论研究方法。

2、桥梁无损检测的检测手段趋于智能化

随着计算机技术、电子技术的应用和检测技术的发展,无损检测技术已发展到一个新的阶段。高灵敏度传感系统在检测技术上的运用,使无损检测技术向着智能化方向发展,检测设备也朝着集约化、一体化方向前进。例如,AMX全自动智能化中央控制系统,集众多功能于一身,使用方便快捷,只需通过液晶屏幕的触摸,就可以实现对电气化设备的控制,完成远程实时检测。又例如,在杭州湾跨海大桥的检测中,采用的是德国梯形阳极的方法,对混凝土中的氯离子进行长期的检测评估,以估计桥梁的耐久性能。

目前,现代传感技术和无线遥感技术的发展为我国无损检测技术的发展提供了新的思路,无线遥感技术能够记录信息并传输数据,同时可以结合无线传感技术将所采集的数据传输到指定地点,完成桥梁监控系统的实时监控。因此,为了智能化的桥梁无损检测技术在可以纳入到现代桥梁管理系统中,使桥梁管理系统更加完善,研究人员需要对这两种技术做更多研究。

三、桥梁无损检测技术的有效运用建议

由于历史原因和使用管理原因,目前在我国有很多混凝土路桥需要结构诊治工作,而从整体上提高桥梁的质量和耐久性能在技术上存在诸多难题,因此不可能重建。为了提高桥梁的使用寿命,确保桥梁在使用过程中的安全,桥梁的使用管理与检测便成为最佳方式。无损检测技术作为一种综合的高新技术在桥梁检测中显示了其独特的优势,但因为无损检测技术在我国工程实践中运用并不多,同时遇到了诸多困难。因此,对于无损检测技术的运用还需做更多的研究。本文针对实践中的问题提出以下建议,旨在加快桥梁无损检测在工程实践中的发展。

第一:加快无损检测技术理论向实践应用的转化研究。理论是实践的先导,只有将理论上的技术变为实践上的硬件物质,理论才能够为实践服务。目前,部分高校和科研院所的检测技术研究人员进行了大量的理论研究,对无损检测提出了一些先进的理论方法与技术,能有效地提高无损检测技术在桥梁检测中的利用效率。然而,理论与实践却缺乏一条沟通的桥梁,使得大量的研究超前于实际运用,并不能在实践中运用。因此,为了突破无损检测技术在实践中遇到的困难,需要加快理论向实践的转化,为此研究人们需要付出更多努力。

第二:加强桥梁检测人员的素质建设。桥梁检测由于其复杂性包含着检测准备、现场检测和检测数据分析等诸多内容,对检测人员的素质有较高要求。为提高我国桥梁检测技术的水平,需要不断对检测行业人员进行素质教育,提高他们的检测能力,使他们逐渐走向规范化,以符合桥梁检测的行业标准。同时,桥梁检测的行业标准应根据技术升级等实际情况进行更新,使我国的桥梁检测走向更高层次,为桥梁的安全使用做出强有力保障。

第6篇:桥梁桩基检测技术范文

【关键词】:桥梁桩基检测

0 前 言

为了更好的研究桥梁桩基施工与检测技术, 文章将此分为两部分来进行具体的实例研究。在第一个问题中将研究青藏铁路不冻泉特大桥桩基施工, 并对此进行总结和经验分析; 在第二部分中将以重阳水库大桥桩基检测技术为例来进行分析, 它将以超声波透射法作为重点的检测技术来进行介绍。

1xx大桥桩基施工研究

1、1xx特大桥建设背景

作为重点建设工程的xx大桥, 地理位置位于xx山南侧, 海拔高度为 4 600 m, 中心里程为DK1006+ 822 , 共 90跨 32 m, 大桥总长为 2 955 m, 设计为1 25 m 钻孔桩基础, 桩长为 18m ~ 30 m, 桩总长为 6 588m。它的地表构成主要为冲击中砂、角砾、碎石, 细沙等。

12xx大桥桩基施工总述

在工程中面临的首要问题是冻土问题, 随着全球气候变暖, 冻土层逐渐变薄, 为了解决好冻土层变薄这一现象,选用了旋挖钻机与冲击钻机配合的方式进行工作, 并用了两个半月完成了任务。旋挖钻机的使用最大特点是一定要对埋入的钢护筒的周围进行填埋, 在外部涂上沥青。在使用冲击钻前, 要先在冻土层上放上枕木架, 然后将钻机放在上面, 可以平衡钻孔在冻土上的影响。打钻时,可能产生振幅波动对周围冻土产生坍塌, 这时要灌入混凝土固定冻土层。在钻孔时, 要时常松动绳索, 不仅可以预防冲击钻打空锤, 也可以使钻头更快地接触更深处地质层。检测土壤信息, 记录好钻孔时的绳索的收降情况, 时常听闻钻孔的声音大小, 判断钻孔的冲击状况来决定绳索的收降长度。

为了保护冻土结构和原生态, 要按要求用净化机对泥浆进行过滤处理, 将其分离出来的废弃物进行适当处理。在打孔的工作完成后, 要对孔深、孔的大小、孔的质量进行详细的检测, 不合格的要进行改造。清洁桩孔的方法是在孔干透后, 用泵吸干孔中的浆和碎石砂, 直到干净为止。

施工中灌注混凝土时, 要先设好孔内的导管, 做到管内密不透风和渗水, 灌注时还要用泵抽干泥浆, 防止泥浆流出, 对于抽出的泥浆也要送到渣场进行再利用。每天的灌注时间不宜过长, 基本都保持在合理的时间内即可。

在开工前, 要先将已有的混凝土用运输车提前运到现场, 由于混凝土使用前要对使用数量进行估测, 而往往估测的混凝土数量与实际使用量会有一定的误差, 为了防止这样的问题出现, 要提前做好准备, 对于不够的要及时补货。在对灌注的地点选择上有时也会有偏差, 所以需要长时间的检测, 一般温度在 2℃ ~ 5℃ 以内最为适合。

因为xx桥施工任务紧、工期短、要求工程在2002年底前完成任务, 而钻孔的时间只有三分之一, 所以技术人员不仅要将工作器具、地质情况、天气情况和工作进度考虑到, 也要对可能出现的重大问题做出预测和应急方案。工程计划用两个半月的时间完成钻孔桩, 三个月的时间完成钻孔。

xx大桥桩基施工的过程合理有序, 建造过程良好, 完成了预定的目标, 用了很短的时间就完成了所有的桩基工程。桩基的检测结果全部为优秀。xx大桥的桩基施工特点是在冻土层上完成了施工, 并且没有破坏任何冻土结构, 在施工中没有出现过塌方和土层下陷的情况, 同时又积累了混凝土新的施工经验,并引入了现代高科技技术, 是优秀的桥梁桩基施工典型案例, 它的经验和技术是值得借鉴和推广的。

2 xx水库大桥桩基检测技术研究

2 1xx水库大桥建设背景

xx水库大桥位于河南省南阳市重阳水库上, 桥宽 33m, 全长 664596 m。桥底的地质是由淤泥、卵石、细砂岩, 细沙淤泥等组成, 因为大桥桩基属隐蔽工程, 其技术含量高, 工程复杂, 为了保证大桥桩基的安全和质量, 技术人员将会进行严密的观测。

22大桥桩基的检测技术研究总述

在桥梁桩基检测中, 超声波透射法是最被普遍使用的,它不仅有超声波的穿透技术, 而且是目前最先进的检测技术。它采集的桩基信息不仅丰富, 而且对大桥的检测密度也高于应力反射波法。而应力反射波法检测深度只到灌注桩的上端。

超声波透射技术是利用声波的传播技术来进行检测的,当把发射探头装置放入声管中, 信号接收器就会将声波转换成资料进行收集和分析, 再通过电脑技术的帮助对其带回的资料加以研究和总结, 这样就对大桥内部的结构缺陷、建筑变形等有了很好的参考资料。

施工人员要将数根声测管埋入大桥桩基的外侧, 根据资料参考, 大桥外侧的瑕疵率较高, 将声测管的资料收回时就可以得到较全面的大桥瑕疵的分析资料。声测管的外部采用无缝钢管的材质, 它不仅质量过硬,对于高温、腐蚀都有其极好的预防性。在对声测管进行水泥浇灌时, 它不仅可以承受冲击力度, 也与水泥的粘合性效果极好。声测管可以承受环境因素与人为因素而产生的收缩变化, 它与水泥之间也不会产生裂纹和断开, 从而对检测不会产生影响。

在第一次的测量应采用粗测, 每收集到一定的信息后,换能器将下降一定距离, 如出现了异常情况需要采用细测方法。在检测的过程中, 先要将检测仪的零件进行组装和系统设置, 对声波和波幅的数据进行记录, 再通过电脑软件进行研究和分析, 计算出最后的声速、波幅曲线及 PSD资料。

最后的判定结果以声速范围值、波幅范围值以及 PSD的综合结果为依据。在重阳水库桥桩基的检测中, 采用超声波透射法检测时, 已查出有质量问题的就有十几根之多,这些都是可以进行修补的, 修补之后选用钻芯的方法进行再次的测试, 并对其进行压浆施工。

用超声波检测桩基的钢筋水泥的压强, 是会产生一定误差的。因为声速测量出混凝土的强度是有很大困难的。在!建筑基桩检测技术规范∀和!超声法检测混凝土缺陷技术规程∀中都有对超声波检测桩基的记录, 虽然只是作为一个参考资料, 但也是一次很好的经验积累。

大桥桩基检测的研究是随着时代进步发展的产物, 现代化的检测方法可以更好的对有缺陷的桥梁桩基进行加固和维修。超声波透射法不仅检测花费小、实用性高, 测算结果准确, 同时也是业内人士推荐的方法。在大量的桥梁桩基试验中, 总结了很多宝贵的经验, 在这里不仅要感谢那些战斗在第一线的施工人员们, 也要把他们的宝贵经验更好的传承下去。

第7篇:桥梁桩基检测技术范文

关键词:公路桥梁;无损检测技术;发展趋势

Abstract: This paper combine with practical construction experience, summarized nondestructive testing of highway bridges, and predicted for the future development trend.Key words: roads and bridges; NDT technology; development trends

中图分类号:TU7 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)

本文对当前桥梁检测技术中的混凝土强度检测、基桩质量检测、混凝土钢筋锈蚀检测、桥梁静荷载试验检测四部分无损检测方法进行了概括性的现状分析,然而实际应用工作中还有更多的可研究内容和技术难题需要解决,总之,桥梁检测是集合多项专业技术的检测领域,它包含桥梁设计、结构力学、电子技术、计算机技术、材料试验等各方面的知识,建议对该相关领域的检测技术工作进行更全面更系统更深入的研究,对关键技术不断积累总结,让其发挥最大的经济效益和社会效益。

1 基桩质量检测

基桩基础已经成为我国工程建设的重要基础形式,为了保证桩基础的质量安全可靠,隐蔽性工程的检测技术水平也就至关重要。但是,桩基的检测又是一项复杂的系统工程,无论在理论中还是实践中均存在很多问题尚在进一步研究过程中,传统的静荷载又需花费大量的时间和费用。在此,仅就基桩动测技术中声波透射法、低应变法、高应变法三种主要方法进行分析比较。

2.1 检测原理

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。

2.2 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。

2.3 分析及展望

三种基桩检测方法在公路工程中均较为常用,但在技术应用中也都存在各自的问题,其中,高应变法因其影响采集信号的干扰因素较多,对检测的准确性影响较大,很难大范围地推广应用,低应变法则具有完整性难以定量化、浅部缺陷不易判定、第二缺陷不易判定、渐变缺陷不易判定等很多问题需要解决。声波透射法虽只能检测桩身质量,但相对来说是可信度高,操作繁简程度适中,应是更具有发展前途的检测手段。因此,桩身完整性检测提倡更多地采用声波透射法,而承载力的检测方法除静态荷载法以外,动测法可能需在理论和方法进行较长时期的研究或结合其它测试理论方法联合进行才可能有所技术突破。

2 混凝土强度检测

在工程实践中,我们在很多情况下需要利用无损检测方法推定构件混凝土强度值,如对施工质量有怀疑、对施工过程、构件强度增长的必要的监控或对既有桥梁的资料无法收集完整时。因此,混凝土强度的无损检测技术也成为桥梁检测技术中的重要环节。

2.1 当前主要的无损检测方法

目前,混凝土强度测定的无损检测方法主要有回弹法、超声法(应用较少)、超声回弹综合法、射线吸收与散射法等,其它方法如探针法、拉拔、拉脱法、钻芯法等均属于半破损、破损法,在此仅对应用较多的回弹法和超声回弹综合法进行分析比较。

2.2 检测原理

回弹法的检测原理是采用弹击杆弹击混凝土表面,以重锤反弹回来的距离作为回弹值,即回弹值是重锤冲击过程中能量的一种反映。超声回弹综合法的原理就是在回弹法检测基础上,对混凝土内部质量用超声波波速给予测定,它的强度指标由超声波速、回弹值两项参数控制,从而使构件内部、外部质量得以全面反映。

2.3 两种常用方法技术分析

2.4 分析及展望

这两种混凝土强度无损检测方法均属于工程中最常用、最主要的检测方法,回弹法在一定程度上更以其简单实用而被广泛采用。比较分析两种方法的检测结果,在一定程度上较为接近,即在规程规定的龄期内不会对构件评定产生较大分歧。但是,在应用中也发现,在旧桥工程检测中,无论是回弹法还是超声回弹综合法,因龄期原因,对长龄期混凝土构件均难以得到准确的强度检测结果,尤其是针对不易取芯修正的预应力梁强度推定。结合实践应用和混凝土强度检测技术的发展,我们有理由相信,在短期内无损检测以实现准确、快速、涵盖长龄期检测目标体为主要任务,同时相关规程、规范有必要及时根据工程使用材料的特性给予附加、更新。而长期研究目标必然是在仪器研究中提高硬件的性能和质量,排除相关干扰因素、对引起强度变化的多项理论参数进一步研究。

3 混凝土钢筋锈蚀检测

正常情况下,混凝土材料呈弱碱性并使得钢筋表面形成钝化膜来保护钢筋使用寿命。但是,复杂的交变荷载作用和材料施工、温度应力等影响,往往在桥梁安全评估时需要进行钢筋锈蚀检测。目前,常用的方法分为直接评定法(如线性极化电流测量、半电池电位测量等)和间接评定法(如氯离子含量测量、保护层测量、透气性测量、电阻率测量等),无损检测中以半电池电位测量和混凝土电阻率测量较为常见。

3.1 技术原理

半电池电位测量方法原理为将钢筋锈蚀仪以硫酸铜溶液为电解液,与钢筋连接开成通路后,输入高阻抗,记录电位差并绘出等位图,从而判定腐蚀发生区域。它在应用时方法简单,易学易用。但它的缺点也较多,如只能判定钢筋发生锈蚀的可能,不能判定锈蚀速度,对中性化的构件可能产生误判,对水下结构物测试不够准确等现象。而混凝土电阻率的测量方法属间接测量方法的一种,它的原理是根据锈蚀后的混凝土阻抗变化量来间接推定锈蚀程度,由于其结论同数理统计分析密切相关,因此建议作为锈蚀检测参考方法。

3.2 分析及展望

钢筋锈蚀是桥梁安全评估的一项较为重要指标,但现阶段我们在实际无损检测工作中还不能够得到较为准确的和直接的数据,因此多数情况下配以有损方法的验证,检测中必要时可以将多项无损检测技术混合使用加以判定。但在未来的技术发展应用中,我们认为雷达电磁波法、化学试验渗透法可能会使得这项检测内容由定性化向定量化发展,得到真正的实质性的技术突破,并能快速准确得出结论。

4 桥梁静荷载试验检测

桥梁的荷载试验分为静载和动载两种方式,考虑到最能够直接有效评定桥梁的工作状态和应用范围,我们仅探讨静力荷载试验,因为它在设计和施工质量的检验,判断承载力、验证设计理论和设计方法等方面更为准确和可靠。

4.1 技术原理

静荷载试验基本原理就是在不同的桥梁荷载组合方式下,验证控制截面的应变、位移或裂缝,进而分析桥梁的承载能力和病害程度,一般情况下以反映桥梁结构的最不利受力状态为目标,用结构校验系数和相对残余变形等参数对结构的可靠性、刚度、安全度或强度储备等给予判定。而在试验数据的获取中,也不断的发展了各种形式的传感器技术,如应变的测量从箔式应变片、应变计、晶振式应变计、光纤式应变计到无线应变计等新技术,但是结构的性能评定参数仍然以上述指标为主。

4.2 分析及展望

可以看出,静载试验是桥梁安全评定的重要技术手段,它是一项复杂并细致的工作,技术含量高,涉及面也相对较广,需要考虑的各种影响因素多。目前在国内许多科研机构和检测机构也具备了这种检测能力,但也可以看出其不足之处,主要为:桥梁病害本身对荷载试验影响考虑不足,不同的结构组合在有限元法的计算中可能有一定的偏差,特殊的桥梁设计结构或关键部件可能对静载试验带来影响及

试验可能需较长时间的封闭交通等等。

未来的检测方法必将改进当前的费时费力的复杂手段,且随着电子技术、通信技术和有限元分析水平的提高,取而代之的一定是快速评定技术方法。据资料显示美国桥梁诊断公司的 BDI 桥梁结构测试系统已完成可用于公路桥梁和铁路桥梁荷载测试的快速现场测试系统,同时网络化的发展也为远程数据传输、桥梁结构监控提供了可供想象的平台。将来的技术突破将最有可能在更准确模型算法、更好的硬件性能、更快的检测时间上进行研究。

国民经济的快速发展,带动公路基础建设事业迎来了一个崭新的时代。伴随着大量新建桥梁工程和在役桥梁的役期临近,桥梁检测技术得到了长足的应用、发展和提高。而无损检测技术无论是在桥梁施工前期、中期、运营期,都以其特有的无损、快速等特点,得以在工程技术中广泛应用。本文仅对桥梁检测中混凝土强度检测、基桩质

量检测、混凝土钢筋锈蚀检测、桥梁静荷载试验检测四部分的关键技术进行概括性的对比、分析、总结,为相关领域的技术人员提供参考,来满足日益发展的公路管理部门、试验检测部门的更高需求。

参考文献:

第8篇:桥梁桩基检测技术范文

【关键词】桥梁;桩基;检测方案

一、桩基情况

工程范围内桥梁桩基:桥梁桩基设计均为嵌岩桩,要求桩基嵌入中风化岩层不小于3倍桩径,桩基灌注混凝土前,桩底沉渣厚度不能大于5cm,全部采用水下C30砼灌注施工。抗滑桩桩底嵌入路基面下完整岩内,桩底用水泥砂浆铺底,厚100mm,桩身采用C25混凝土浇注。鉴于设计要求,结合本项目地质施工特点,决定采用低应变反射波法(小应变)、超声波检测和钻孔抽芯检测三种方法评定桩基质量。

二、检测准备工作

基桩无破损检测在成桩14天以后或混凝土强度至少达到设计强度的70%且不小于15MPa后检测,抽芯检测则需在混凝土龄期达到28天或预留的同条件养护试件强度达到设计要求,每批待检桩检测前将进行检测的准备:

小应变检测前,需提前凿除至设计桩顶标高,打磨好桩头,并保证桩头干净、无积水。

超声波检测则在检测前,用20cm长的Φ32钢筋绑在测绳上,保证牢固,对检测管进行探孔,检测是否堵管。如果堵管将采取措施疏通,同时保证检测管内灌满清水。

钻孔抽芯检测则在检测前搭设钻机施工平台以及通水通电。

三、检测法及目的

1.低应变反射波法(小应变)。低应变动测法是使用小锤敲击桩顶,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,频率信号,从而获得桩的完整性。目的是检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。

2.超声波检测法。超声波检测法是最早采用的桩基完整性无损检测法,其方法是在灌注砼之前,在桩内预埋若干根声测管,作为超声脉冲发射与接收探头的通道,用超声探测仪沿桩的纵轴方向逐点测量超声脉冲穿过各横截面时的声波参数,然后对这些测值采用各种特定的数值判定或形象判断,进行处理后,给出桩内砼缺陷类型、大小和位置,给出砼均匀性指标和强度等级。目的是检测已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身缺陷性质、位置及范围,评定基桩混凝土质量等级。

3.钻孔抽芯法。钻孔抽芯法主要是采用钻孔机(一般带φ10mm内径钻头) 对桩基进行抽芯取样,根据取出芯样,可对桩基的长度、砼强度、局部缺陷情况、桩底沉渣厚度、持力层情况等做一清楚判断,但钻孔取芯有一孔之见的局限,只能对局小部范围进行判断,故在桩基等级评定时,仍以无损检测为主。目的是检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度,判定或鉴别桩端岩土性状,评定基桩混凝土质量等级;该法主要针对桩基存在较大的缺陷或经检测对强度有怀疑的情况下采用。

四、检测频率

桥梁桩基采用超声检测+钻孔抽芯检测,抗滑桩采用低应变反射波法(小应变)+钻孔抽芯检测。

桥梁桩基是结构物的主要承重部分,其质量直接关系到结构物使用的安全性及长久性。同时桩基又是隐蔽工程,其质量检测、评价又是工程建设各方所关注的,根据《公路桥涵施工技术规范》及《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)的要求,对桩基采用无破损法检测桩的质量,并选取一定比例的桩基进行钻孔取芯检查。按设计要求,桥梁桩基采用超声波检测,频率为100%。抗滑桩采用低应变反射波法(小应变)检测,频率为100%,共10根。根据业主要求及结合本项目的实际情况,桩基进行无损检测后,大桥、中桥钻孔取芯频率为每座桥桩基总数的3%,且每座桥不少于2根,抗滑桩钻芯频率为桩总数3%且不少于2根。

五、检测方法的规定

1.小应变检测。初定小应变检测的桩截面为200cm×300cm,对于桩径大于100cm的桩基需打磨4个点(直径约为10cm),中心一个旁边对称三个。打磨点距钢筋笼主筋不小于5mm,被测桩头应凿至设计标高,露出密实混凝土面。

2.超声波检测。桩基桩径有Φ1.2m、Φ1.3m、Φ1.5m、Φ1.6m、Φ1.8m、Φ2.0m六种,对于桩径大于100cm而小于180cm的桩基称呈等边三角形埋置3根管;检测剖面为3个剖面。对于桩径大于等于180cm时的桩基呈正方形埋置4根管,对称布设并确保稳定牢固,检测剖面为6个剖面。超声波检测的桩基,检测管应在加工钢筋笼时,绑扎或者焊接在钢筋笼加强筋内侧,确保牢固,顺直,且相互平行,定位准确。检测管须埋设至桩底,管口宜高出桩顶面30cm以上,管口高度宜一致。检测管采用外径φ57×3.0毫米钢管,采用套管连接,并保证接头密封。下端采用钢板封底焊接,不得漏水。并且在安装声测管同时管内灌满水,声测管安装完成,用测绳探测每根声测管长度并作记录,上口用塞子塞住,防止砂浆,杂物堵塞管道。

3.钻孔抽芯检测。当桩径1.2m~1.6m的桩钻2个孔,当桩径大于1.6m的桩钻3个孔,开孔位置宜在距桩中心0.15~0.25D内均匀对称布置。钻芯钻入桩底岩土深度不应小于1米。

六、问题桩的处理方案

对缺陷桩的处理,必须根据桩的受力特性,各土层的地质情况、嵌岩深度和岩性、缺陷位置和严重程度等多方面因素,由业主、设计、检测、监理、施工等多家单位组成专家组来进行确定。

1.凿除法。适用范围:适用于处理桩的中上部缺陷,尤其适用于处理地下水位较低或无地下水的挖孔桩。

(1)全断面凿除。全断面凿除缺陷以上混凝土,套小钢筋笼上下搭接,混凝土浇注的办法进行处理;(2)局部凿除法。在桩缺陷侧人工挖孔至缺陷处,凿除离析砼,在旁桩处设一钢筋笼,并用钢筋与原桩缺陷处钢筋笼横向搭接,浇注片石砼处理。

2.注浆法。适用范围:适用于处理桩的下部严重缺陷(严重离析或夹泥),对桩的中上部和端承桩处理须慎重。

注浆时利用钻孔取芯形成的五个取芯孔进行压浆,压浆前分别对每个孔进行注水清孔,反复清孔数次,直到每管中冒出清水为止,注浆压力不小于0.25Mpa,流量15—20L/min,浆液采用水泥及水玻璃等掺和剂,水灰比为0.5—0.6。

七、检测报告

完成现场检测24小时后,检测公司出一份中间报告,通知施工单位是否可进行下道路工序施工。如有缺陷桩(Ⅲ、Ⅳ类桩),需立即钻孔取芯,确定缺陷类型、大小和位置。一个星期后正式检测报告以邮寄的方式寄到委托单,由委托单位报到验监理处。

八、结语

随着公路技术等级的提高,各级公路管理部门和施工单位已对加强质量检测与施下质量控制和验收工作予以了高度重视,有效地推动了公路工程检测技术的发展。一方面,新的检测仪器和方法的研究开发不断深入,并得到了广泛的应用;另一方面,试验检测技术人员培养和培训工作不断加强,一个素质较高的专业化的试验检测队伍正在形成,公路工程试验检测体系不断得到完善。

参考文献

第9篇:桥梁桩基检测技术范文

关键词:桥梁工程;检测技术;静载检测;动载检测

1 桥梁工程通病概述

桥梁工程常见病害,具体可表现为高填土下沉、软土地基超限沉陷、沥青路面早期破损、水泥路面断板开裂、路面不平、桥梁伸缩缝和桥头跳车、隧道衬砌渗水、防护工程和小型结构物表面粗糙、预应力结构管道压浆不实等相关质量控制不利的现象。以下简要针对桥头跳车、高填土下沉以及预应力结构孔道压浆不实三方面来分析桥梁工程通病:

1.1 跳车现象

所谓桥头跳车,指的是桥梁构件与桥梁台背的路基之间发生一定的高差沉降,从而引起一定的桥梁表面不平。随着沉降数值的增大,汽车高速奔行时,会引起车体频繁震动,甚至造成腾空。很显然,跳车现象严重影响车辆通过桥梁的使用安全性能,也对桥梁的使用寿命造成致命影响,另外,高成本的维护费用大大降低了桥梁的社会经济效益。

造成桥头跳车现象的原因大体可归结为该桥梁梁段地基地面条件、桥台两端软基处理方式、填料、施工材料以及施工技术问题等诸多因素,具体就表现为沉降高差。对于填土沉降而言,桥台沉降不均匀,伸缩缝和搭板两者结合不当,形成的桥台台阶严重影响驾车人员舒适效果和行车安全,同时产生了相对较大桥梁的冲击力。针对跳车现象,一般在施工过程中遵循以下几个方面:(1)选取夯实效果良好的回填材料,并在压实过程中严格按照规范,满足压实效果,减少路桥沉降高差;(2)在适当情况下可采取填方——填方沉降——建桩的工艺流程,从而达到降低填土与结构的沉降高差;(3)在伸缩缝施工时应注重选取伸缩性能优异的伸缩装置,并加以平整处理。

1.2 高填土下沉现象

在填土施工中通常会遇到深填、高填、半填半挖等不同方式的填土施工,但是不论什么方式的填土施工,都会遇到通车不久便产生下沉现象。发生此现象的原因主要还是由于施工不当所造成的。例如施工压实程度不够、采用过厚分层方式、在低温施工时没采取相应技术措施冬等等。在材料的选取上,必须采用精确的最大干容重以及最佳含水量的混凝土,否则,极有可能出现高填土下沉现象。

1.3 预应力结构孔道压浆不实

灌浆强度的好坏,直接关系到孔道填充程度,若相对不饱满,很大程度上会发生预应力钢筋的锈蚀,这样会造成混凝土预应力作用削减,严重情况会导致孔道内淤积大量空洞,导致施工停滞,造成巨大的损失。解决预应力结构孔道压浆不实,必须加强灌浆强度,避免造成空洞,同时必须检测孔道填充程度,确保填充饱满。

2 桥梁工程的检测技术

桥梁检查、理论验证以及荷载试验通常都是桥梁检测的重要内容,尤其是荷载试验,桥梁检测技术的水平通常是以荷载试验技术的先进程度来反映的。检测规范中强制性规定,凡是新建桥梁必须强制性进行桥梁检测,通过检测手段来判断和推定桥梁的质量、使用性能等各项指标。当桥梁在竣工时,各项指标均要达到设计标准和规范要求。但随着使用时间的增加,桥梁老化现象会越来越严重。在桥梁使用年限基础上,必须针对各项指标重新鉴定,或者当遭遇自然环境的破坏后,要再次对原桥梁进行指标检测。

2.1 桥梁基础检测

当前出现的许多桥梁事故很多是由于桥梁下部结构质量不过关引起。例如桩基础施工过程中形成的缩扩径、离析、夹泥、夹砂等缺陷,极大的影响了桥梁下部结构的承载力。

桥梁的基础检测技术包括基桩成孔检测,它可获得孔径、孔底沉渣、倾斜、深度等参数;桩身质量采取超声波、反射波、单桩静载、钻孔取芯等检测方法检测;立柱、墩身承台则采用回弹法、超声回弹法及取芯法。诸多检测方法中除钻孔取芯法外,已有先进的仪器和科学的理论来保证检测数据的真实有效,在此重点来探讨钻孔取芯检测技术。

钻芯检测其核心技术是芯样的钻取,取得的芯样质量好坏直接关系到对整个结构的质量评价的准确性。例如影响桩身完整性及质量的缺陷有:断桩、夹泥桩、缩径、桩底沉渣太厚、混凝土离析、胶结差、强度不足等。取芯过程中,如遇到钻进速度突然加快,则可能钻遇断层、夹层、混凝土严重离析层、缩径层、灌注时坍落进入桩身的砂土等,遇此情况应立即停钻,测量孔深位置,记录异常情况后,才可继续钻进穿过病害层并取出相应层位的芯样。对存在局部缺陷的桩,如夹泥、缩径等,因缺陷范围只占部分桩截面,则取芯孔可能未穿过该缺陷部分,导致不能发现缺陷,从而留下事故隐患。钻孔位置布置时可将孔位偏向外侧,并按等距离布置三个钻孔取芯点,这样才能比较准确反映此类桩的缺陷情况。钻孔布置一般不宜在桩截面中心也不能太靠近边缘,且钻孔要始终保持垂直钻进,以此来避免碰上钢筋笼后无法钻进或钻眼斜出桩体外而取不到芯样的情况发生。

2.2 静载检测技术

静载试验检测桥梁的项目通常包括挠度、沉降、拉压程度、裂缝等各项指标。进行静载试验时,最重要的是试验点的选取。凡是所选取的试验点,必须是能满足试验目的的点,同时也是具备代表性能的点,试验点的数量也必须满足静载试验的全部要求。静载试验时,一般检测位移、应变和裂缝检测三大类。位移测量可用机械仪器测量或电测法进行检测。应变测量通常采用应变片、电阻应变仪、振弦式应变计、钢筋应力计等进行检测。裂缝测量通常依靠目测辅以刻度放大镜,对于较大裂缝在要求不高的情况下也可用塞尺测量。在静载作用下,桥梁会产生或大或小的变形。通常桥梁的变形分为整体变形和局部变形。整体变形,指的是桥梁整体工况的形变;局部变形,即梁的结构荷载处发生的形变。按照静载检测规范,必须按照先整体后局部的方式,即优先考虑桥梁的整体变形。在静载试验检测时,主体检测的是桥梁上面结构的承载能力,在一定面积作用下测量其截面应力以及变形情况。当在检测常年使用的老式桥梁时,静载试验主要检测的指标是裂缝、弯度、应变程度以及抗压拉程度。

2.3 动载检测技术

桥梁动载检测技术是为了满足桥梁工程使用性能的需要,应用计算机模拟探析和实际检测相互融合的科学方法,也是桥梁检测技术水准的具体体现之一,它为桥梁今后运行性能和动力承载能力提供实质上的依据。桥梁工程动载检测的内容包括桥梁结构动载性能以及结构动载响应两个方面,其检测的对象表征的是结构动载效果最优构建应力和变形的控制面。测试传感器、信号放大器、光线示波器、磁带记录仪和数字信号处理机是动载试验的测试的常见仪器。根据仪器的性能和使用传感器的特性,可以选配不同的测试系统。具体而言,动载检测技术检测流程基本为:桥梁固有频率、振型、阻尼比的测试——桥梁动挠度、动应力、加速度、冲击系数的测试。前者为动力特性参数,后者为动力响应测试。

实践证明,对桥梁进行动载检测,是基于桥梁结构动力特性来研究的。桥梁结构的动力特性是结构的固有性质,它不随荷载的强度以及其它压力的大小改变而改变。动载检测取得的是桥梁的模态参数,而作为桥梁的基本理论参数,反映的不仅是整个桥梁的可承受能力,更反映了桥梁承载状况优良与否。

3 结 语

在前期施工的过程中专业检测技术人员要尽早发现病害和问题,提前治理,甚至将病害扼杀在襁褓中,这样才能减少隐患,保证桥梁工程施工质量。使用时间的增加会使桥梁产生更多病害,桥梁检测工作技术复杂、桥型多、操作难度大,检测技术人员责任重大,所以要加强检测队伍专业化的建设,提高检测技术和提升检测设备,同时加大桥梁工程检测技术的研发,才能使桥梁建设工作更上一层楼,为整个国家的经济发展提供更加良好的硬件环境。

参考文献

[1] 公路工程质量检验评定标准(JTGF80-2004).人民交通出版社,2004.