梁工程不僅僅投資高,施工難度大,而且一旦(dàn)出現事故就是重大責任事故,將給國家人民造成(chéng)了重大損失。樁(zhuāng)基是橋(qiáo)梁的主要部分(fèn),它(tā)承受由(yóu)橋跨結構墩台的巨大(dà)荷(hé)載,其質量的好壞(huài),直接影響橋梁使用的長久性和安全性。
關鍵詞:高速公路;樁基(jī);檢測;
在實際應(yīng)用中,樁基常因下列(liè)因素而出現病害(hài):樁(zhuāng)基混凝土強度低,使(shǐ)其在成樁後因水衝刷形成孔洞;灌注混凝土時塌孔,造成樁身脫空;樁基施工時保護(hù)層(céng)太薄。為了保證樁基的質(zhì)量,常常要求對其進行檢(jiǎn)測,而(ér)常(cháng)用的檢測方法包括靜載(zǎi)荷試(shì)驗法、聲波透射法及動力測樁法(fǎ)等。
1樁基檢測(cè)方法分類(lèi)
樁基檢測方法主要(yào)分(fèn)為靜(jìng)荷(hé)載實驗法,動力測樁法,聲波透射法,還有鑽孔取芯法,動力觸探以及埋設傳感器(qì)等輔助方法(fǎ)。靜載荷實(shí)驗法主要采用錨(máo)樁法,堆載平台法,地錨法(fǎ),錨樁和堆載聯合法以及孔底預埋法等。動測技術分為低應變(biàn)動測法和高應變(biàn)動(dòng)測法。低應變動測法常(cháng)用應力波反射法(fǎ)(錘擊波動法);高應變動測法常用CASE法或CAPWAP法。各類樁、墩及樁牆結構完整性檢測,一般采用低應變或高應變動力試樁法檢測。大直徑樁宜采用聲波投射法或(huò)鑽芯法檢測。由(yóu)散體材(cái)料樁或低粘結(jié)強度樁和土組(zǔ)成的符合地基,采用靜載荷試驗也可采用靜力觸探分別對樁和土進行檢(jiǎn)測,確定複合地基承載力。
2工程案例概述
某(mǒu)高(gāo)速公路(lù)某互通立交、旱橋1兩座橋梁,共計38個基樁。被檢橋墩均(jun1)為(wéi)旱橋,橋(qiáo)墩的柱體附近(jìn)為平地,具備(bèi)開展鑽芯法和其它檢測方法(fǎ)的場地條件。被檢測的橋墩為多樁承台形式(shì),分為工字型和王字形。工字型和(hé)王字形的外側以(yǐ)下為基樁。承台為鋼筋混凝土結構,設計(jì)強度C40。樁基為鑽孔灌注樁,直徑有1200mm和1350 mm兩種,設計強度C20。根(gēn)據同類工程經驗,設計強度C40的承台(tái)混凝土結構的壓縮波(bō)波速約4000m/s、密度(dù)約2.4×103kg/m3。設計強度C20的(de)樁身混凝土的壓縮波波速約3 500m/s、密度約2.37×103 kg/m3。當樁身混凝土存在缺陷時(shí),缺陷內強度下降,壓(yā)縮波波速、密度等地球物理參數(shù)均低於正常值;且缺陷部位存在導水(shuǐ)的可能,缺(quē)陷與完整的(de)混凝土之間存在明顯的壓縮(suō)波波速、密度等物性(xìng)差異。
3檢測方(fāng)法
3.1鑽芯法
在待檢基樁的中心鑽孔,鑽芯孔從現狀地麵開始(shǐ)鑽探(tàn)。開孔口徑φ110 mm,鑽入承台(tái)頂麵以下0.2 m後安(ān)裝孔口管。改用口(kǒu)徑φ76 mm鑽(zuàn)具鑽進,深度至承台底麵以下12 m終孔。采用清水清洗鑽孔。全孔取芯、編錄,拍攝岩芯數碼彩色照片。待(dài)物探檢測完成後,采用(yòng)高(gāo)標號水泥漿回填鑽芯孔。根據工程需(xū)要,需檢測(cè)至承台底麵(miàn)以下10.0m。鑽芯深度預計為15m,包括:地麵至承台底麵3.0m、需要檢測的樁身段(duàn)10.0 m、孔內可能存在(zài)沉(chén)渣加深2.0 m。如鑽孔不在樁內,全孔安裝PVC檢測管。管外采(cǎi)用水泥漿(jiāng)回(huí)填。待物探檢測完成(chéng)後,采用水泥漿回(huí)填管內空間。
3.2管波探測法
管波探測法(中國專利,專利號ZL200310112325.0)是在(zài)鑽孔中利用“管波”這(zhè)種特殊的彈性波,探測孔旁一定範圍內(nèi)地質體的孔中物探方法,完美地解決了樁位岩溶探測的(de)世界性關鍵技術難題。近幾年,國內十餘家勘(kān)察、設計(jì)、施工、檢測單(dān)位,將管(guǎn)波探測法應用(yòng)於樁(zhuāng)基(jī)質量檢(jiǎn)測、水(shuǐ)文孔含水層位置確定、鑽孔分層資(zī)料核準等,應用超萬例,並取得豐富的經驗和成果。
期刊文章分類查詢,盡在期刊圖書館根據波(bō)動理論中的半波長理論,管波探測法的探測範圍為以鑽孔中心為圓心,半徑(jìng)為管波波長的1/2的圓(yuán)柱狀(zhuàng)空間。考察(chá)本項目管波探測時間剖麵,各鑽孔中管波的波長各不相同,但總體上,約為2m,即管波探測(cè)法的探(tàn)測直徑約為2 m。在鑽芯孔中開展管波探測法可有效查明承台、樁身(shēn)缺陷,承台和(hé)樁(zhuāng)頂結合質(zhì)量。鑽芯孔成孔後,全孔開展管波探測法,測點間距0.05m。
3.3單孔(kǒng)地震透射波法
單(dān)孔地震透射波法是目前較(jiào)為成(chéng)熟(shú)的既有基礎探測方法。該方法是在與待測(cè)基礎相連(lián)的既有建築結構上激發彈性波,在旁側的單個鑽孔中觀測透射波(bō),來探測、檢(jiǎn)測建築基礎和基樁(zhuāng)的物(wù)探方法。當檢測孔位於樁內時,單孔地震透射(shè)波法對查明既有樁基的承台(tái)、樁身質量、承台與樁頂結合質(zhì)量、樁底與持力層結合狀況、具(jù)有(yǒu)很高的準確度。當檢測(cè)孔位於樁側時,單孔地震透射波法對既有基礎類(lèi)型的定性判定具有很高的準確(què)度。當(dāng)既有基礎為摩擦樁時,測定基樁入土(tǔ)深度具有較高的準確度。當測定(dìng)樁身質量、樁底與持力層結合狀況、基樁類型(xíng)時(shí),具有一定的準確度。鑽芯孔成(chéng)孔後即進(jìn)行測試,如鑽孔(kǒng)不在樁內,待安裝PVC後進行測試。測試(shì)時,先將高靈敏度多道(dào)水聽器編織(zhī)成道間距0.5 m的水聽器鏈,將水聽(tīng)器鏈沉放至孔底,在柱體上(shàng)用小錘激振,每次激振記錄一張地震記錄。記錄采樣間隔0.020 83ms,記錄長(zhǎng)度(dù)0.032s。按0.1m間距提升水聽器鏈,逐點測試,至水聽器鏈的12道提出孔口為止。
4綜合對比分析鑽芯法、管波探測(cè)法(fǎ)和單孔地震透(tòu)射法的檢(jiǎn)測成果
4.1鑽芯法
鑽芯(xīn)法揭露該孔(kǒng)0.00~2.50 m為填土層,主要為回填粉質粘土(tǔ)、塊(kuài)石。2.50~4.40 m為承台混凝土,膠結較好,粗細骨料分布均勻,鑽遇鋼筋,與(yǔ)樁頂接觸良好。4.40~10.96 m為樁身混凝土,膠結(jié)良好,粗細骨料分布(bù)均勻。樁底0.3 m基岩破碎,夾泥質物。鑽芯(xīn)法揭露承台完整、樁底存在嚴(yán)重缺陷,承(chéng)台與樁(zhuāng)頂結合部位完整。
4.2管波(bō)探測法
管波探測法中,0.0~2.5 m管波直達波能量微弱,管波(bō)解釋該段為土層。其深度範圍與鑽芯法一致。2.5~10.9 m段管波直達波能量強、波速穩定,頂(dǐng)底界(jiè)麵的反射波(bō)在層內(nèi)傳播,能量強、速度高。管波法解釋該段為完整混(hún)凝土段。鑽芯法揭露承台底埋深為4.40 m;管波成果圖中(zhōng),深度4.40 m處直達波速度高、能量穩定、波組連續(xù)、無明顯反射界(jiè)麵,表明該處(chù)承台底與樁頂接觸良好。10.9~12.1m段(duàn)管波直達波能量微弱、在管(guǎn)波成果(guǒ)圖中表現為“空白”區域。管波法解(jiě)釋該段為樁底破碎基岩段,存在嚴重缺陷。該段長度達1.2 m,管波法揭露的缺陷範圍大(dà)於鑽芯法揭露的範圍。12.1~13.6段管波直達(dá)波速度高、能量穩定,解釋為完整基岩段。管波探測法揭露承台完整、樁底基岩破碎,承台與樁頂結合部位完整。
4.3單孔地震透射波法
0.0~2.5 m段為填土(tǔ)層。該段直達波視速度低、頻率低,波組明顯下傾。2.5~4.0 m段為承台混凝土。該段直達波視速度高,頻率高,能量強。4.0~11.0 m段為樁身混凝土。該段直達波視速度較填土層(céng)高、比承台段低(dī),約(yuē)為4 300 m/s。該段直達波頻率較承台段低。據此可確定承台、樁身的深度範圍。11.0~13.5 m段為岩層。在11.0 m附近存在能量強、頻率低的強反射波組(zǔ),表明該處存在明顯的物性差異界麵(破碎基岩)。與鑽芯法、管波探測法揭露的缺陷位置完(wán)全吻合。單孔地震法揭(jiē)露樁底存在嚴重缺陷。
4.4綜合分析
當(dāng)鑽芯法、管波探測法、單孔地震(zhèn)透射波法揭露的缺陷範圍及缺陷程度不一致時,綜合分析三種方法作(zuò)出最終檢(jiǎn)測結果(guǒ)。A4~D2基樁的檢測結果為:承台完整,樁底基岩破碎、存在嚴重缺陷,承台(tái)與樁頂結合部位完整。
5結語
從(cóng)水平荷載分配及裂(liè)縫寬度(dù)看,矮墩的受力更加不利,故矮墩高矮墩連續剛(gāng)構(gòu)橋下部結構設計的重點(diǎn),設(shè)計中應給予足夠重視。