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摘要:在公路桥梁桩基施工之中有两种桩基施工技术。其中一种是人工挖孔桩,即采用人工挖掘方式先人工挖土再灌注钢筋混凝土,形成钢筋混凝土桩;另一种方式则是机械钻孔灌注桩,一般是先用机械钻孔,然后进行混凝土灌注。这两种桩基施工方法各有千秋,在应用时需根据实际情况合理运用。本文主要针对公路桥梁桩基检测中出现的问题及技术进行简要分析。
关键词:公路桥梁;桩基检测;问题;技术
1人工挖孔桩施工技术
1.1人工挖孔桩技术的优缺点
1.1.1优点
人工挖孔桩技术相比机械钻孔技术施工更加方便快捷。
用人工方式挖掘能够根据土质酌情挖孔,从而保证桩基质量稳定。
不需要其他昂贵机器设备,施工花费较少,能有效节省施工经费。
1.1.2缺点
人工挖孔桩需要技术人员井下作业,存在诸多不安全因素,如当土层过于坚硬时采用爆破方式必须要控制好炸药用量且要及时做好爆破后的排气处理。
井下作业工作环境差,劳动强度也更大,需要佩戴安全绳等安全防护用品,并及时做好检查工作,增加安全风险也加大工作量。
1.2人工挖掘桩施工注意事项
人工挖掘桩施工虽然能够因地制宜做到针对性挖孔,但井下作业方式毕竟有安全风险,因此,在进行人工挖掘桩井下作业时必须严格遵守施工安全条例,并提前做好相应安全防护措施和应急处理工作。
井下作业人员最多不能超过两人,且下井时应穿戴好安全帽,携带保险绳等安全防护用品。井周围地面上尽量不要摆放乱七八糟的施工物品,尤其是一些可能会造成危险的铁锤铁棒等物品。地面工作人员应配合井下作业人员,随时检查支架安全绳等是否牢固。
在进行挖孔作业时,要在井下搭建合适的掩体物质,以防发生安全隐患问题,并要有专门人员每天都检查所使用安全绳、吊桶等的质量,坏掉要及时更换。此外,井下作业人员应实行换班制,即每工作1h要与地面工作人员相互替换。
挖孔工作中若遇到地质较为坚硬如岩石层等人力难以进行挖掘的土质则需使用一定量的炸药进行浅眼爆破,在此过程中必须严格把控炸药用量,以免造成人员伤亡或引起孔壁塌陷。此外,在爆破完成后应及时排除爆破过程中产生的一些有害烟雾气体,待全部废气烟雾排放干净,空气质量达标后方可继续作业。
井下作业人员要随时注意安全问题。若发现孔壁有裂纹或塌陷现象要及时采取相应措施,向地面发出相关信号,并快速撤离,据实报告给相关管理人员。地面人员接收到信号应迅速采取措施,帮助井下作业人员安全撤离,再根据塌陷情况做出补救措施,排除险情。
在挖孔过程中须及时排尽孔中积水,在此过程中排水口距离孔口应有一定距离,建议5m以上。在挖孔过程中若土层存在腐殖质物质,应及时排除产生的有害气体,以保证施工人员身体不受侵害。此外,在挖孔深度超过6m时,每天应通风1次;超过10m,则建议每天进行2次通风,且施工人员在下井前也应进行适当通风。
每次施工人员休息,离开施工现场时,应对施工现场进行保护,必要时竖立警戒标志以防行人误掉入井内。
2桩基检测存在问题与质量控制措施
2.1桩基检测存在问题
2.1.1检测单位问题
目前国内桩基检测单位数量多,一些单位检测方法与设备落后,影响桩基检测质量。一些桩基检测单位对管理不重视,检测人员责任和法律意识差,没有形成有效的监督管理机制,造成管理人员不到位、无证人员参与检测的情况时有发生,影响了桩基检测的质量。
2.1.2检测市场欠规范
目前,我国规范的检测市场还没有形成,检测费用存在压价情况,造成桩基检测时数据采集、处理不认真,检测报告失真,影响桩基检测质量。
2.2桩基检测质量保证措施
2.2.1加强检测单位管理
定期检查检测单位的设备,保证其检测设备满足桩基检测规定要求。对检测单位人员培训情况进行抽查,保证持证上岗,加强检测人员综合素质的培养,保证技术人员的技术水平达到国家规定要求。检测单位应按照规定程序开展检测工作,严格遵守国家规定的桩基检测质量保证体系,保证检测的严谨性和有序性。
2.2.2规范桩基检测市场,保证桩基检测费用合理,完善桩基检测方案,规范桩基检测范围。国家应定期对检测单位资质进行审核,对检测报告进行检查,防更改或伪造桩基检测数据,确保桩基原始检测数据的准确性。利用网络公布检测单位桩基检测数据和质量,给检测单位创造有序的竞争环境,增加对桩基检测质量的监督。
3桩基检测案例
公路大桥一起止桩号为K3+414~K3+516,桥梁全长102m。该桥为3×30m预应力砼简支T梁。桥梁宽度17.0m=净-12(行车道)+2×2.5m(人行道)。设计荷载等级为汽车-20级,挂车-100。基础0#、3#桥台为重力式桥台扩大基础,1#、2#墩为2根D180cm钻孔灌注桩。桥址区上覆第四系淤积型淤泥、冲积型卵石土,厚4~5m,下伏元古界板溪群黄色—青灰色中—厚层板岩。基桩嵌入板岩中,故桩为端承桩。需要对1-1、1-2、2-1、2-2四根基桩进行检测。
某公路大桥二起止桩号为K23+011.488~K23+228.488,桥梁全长217m。该桥为(55+100+55)m变截面连续刚构箱梁。桥梁宽度8.0m=净-7(行车道)+2×0.5m(防撞栏杆)。设计荷载等级为公路-Ⅱ级。桥梁基础0#、3#桥台为重力式桥台扩大基础,1#、2#桥墩为4根D180cm人工挖孔灌注桩。桥址区两岸山坡基岩裸露,溶沟溶槽发育。桥址区出露的地层有第四系冲积、堆积层及三叠系下统嘉陵江组(T2lJ)第二段,主要为灰岩、白云岩。基桩嵌入岩层,故桩为端承桩。需要对1-1、12、1-3、1-4、2-1、2-2、2-3、2-4八根基桩进行检测。为保证桩基检测质量,对检测单位设备、人员、资质等情况进行了严格审查。根据现场情况,决定采用超声波法进行检测。
3.1检测原理与方法
3.1.1检测原理
超声波在砼中传播时,借助超声波检测仪可以取得3个与砼性质有关的声学参量,即声时、波幅和波形,当砼的组分、非均匀性等因素发生变化时,声时、波幅和波形亦发生变化。声时:当超声波在传播中遇到较大缺陷时,声时会变大,此时,通过变换,可求出声速,声速与媒质的密度、弹性模量直接相关,与砼强度也有较好的相关性。波幅:即接收波的振幅。超声波在缺陷界面上声阻抗差异显著,产生波的反射,导致接收波振幅显著降低。波形:超声波在均匀砼中的传播波形是正弦波,当砼中有缺陷、材料频散及声时改变时,波形会发生畸变。通过以上实测参数,经过计算处理来评价砼质量。
3.1.2检测方法
通过在桩基内预埋声测管,现场进行超声波脉冲的发射和接收试验,由超声波脉冲发射源在桩基混凝土内激发高频脉冲波,用高精度的接收系统接收记录脉冲在混凝土内传播过程中表现的波动特性。根据首波的初次到达时间和波的能量衰减特性、频率变化程度等特征,即可获得检测区域内的混凝土密度参数,从而判别桩基的混凝土均匀性、完整性和内部缺陷的性质、大小及空间位置,测试系统组成见图1。
图1超声波检测系统
3.1.3质量评价
在超声法检测钻孔灌注桩砼的质量时,现场采集并存储的原始数据有声时Ti、深度Hi(相邻两测点深度差ΔH),测管间距L。则声速Vi=L/Ti。鉴于部分钻孔灌注桩的施工特点和声测管偏移导致超声波声时离散等原因,特引进PSD判据系数,Ci=(Ti-Ti-1)2/(H
i-Hi-1)。显然,当i处相邻两测点的声时值没有变化时,Ci=0;当有变化时,由于Ci与(Ti-Ti-1)2成正比,因而Ci将大幅度变化,从而增大了数据的灵敏度。临界声速与波幅的计算按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106—2003)中所列公式计算。以上公式的具体计算由计算机进行。通过现场测试数据输入计算机进行分析,即可判断出桩基是否有缺陷和砼的质量及等级。
4结束语
综上所述,为保证桥梁桩基工程的检测质量,需要检测单位采取科学合理的检测方案,根据工程实际需要选择正确的检测方法,针对桩基检测存在的问题,采取有针对性的质量控制措施,为桥梁建设质量和安全提供可靠的基础保证。
参考文献
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[2]公路桥梁桩基施工中存在问题及对策[J].何山龙.黑龙江交通科技.2016(10)
[3]浅谈桥梁桩基施工技术[J].吴钰.科技与企业.2016(01)
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