摘要:桩基是公路桥梁最重要的支撑构件,具有施工方便快捷,且应用范围广,承载能力大,技术成熟可靠等特点,在桥梁基础施工中得到广泛应用。桩基决定了桥梁的运行安全与服务寿命。因此,加强对公路桥梁桩基设计与施工的研究与总结,具有十分重要的现实意义。本文就公路桥梁柱基施工,分析了桩基施工中应注意的关键事项,并概述了目前桩基检测的主要技术。
关键词:桩基;施工;设计;检测
1公路桥梁桩基的设计
1.1 端承桩和摩擦桩的区分问题分析桥梁桩基设计直接关系到桥梁施工质量和工程造价。传递到桩端的应力也随嵌岩深径比hr/d增大而减小。一般地,当hr/d>5时传递到桩端的应力接近于零;但对泥质软岩嵌岩桩,hr/d=5~7时,桩端阻力仍可占总荷载的5%～16%。因此,端承桩和摩擦桩的区分,能单纯从是否嵌岩来区分,还要考虑上覆土层的性质和厚度、桩长径比、嵌入基岩性质、嵌岩深径比和桩底沉渣厚度等因素。如何正确区分桩基类型,对桩基设计计算和施工是十分重要的。
1.2 桥梁桩基的沉降桩基础的沉降是一个十分复杂的问题,软土中桩基础沉降的主要部分是与时间因素有关的。按目前土力学的知识,沉降的主要部分应由固结变形和土体的流变组成。土体中桩基础沉降的第二特征是刺入变形,桩发生沉降时,刺入变形是构成桩沉降的不可忽略的一部分。桩基沉降的第三特征是桩端下土体的压缩变形。桩侧土体和桩端以下的土体在应力场的作用下,由于固结和徐变的作用,会继续产生变形。
1.3 确定嵌岩深度及桩端持力层厚度对桩底基岩厚度的确定,主要有三个条件:一不考虑桩身周围覆盖土层侧阻力,嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度,按构造要求0.5m;二要求桩底以下3倍桩径范围内无软弱夹层、断裂带、洞隙分布;三在桩端应力扩散范围内无岩体临空面。对于一般夹层,只要满足前两个条件即可作为持力层。
1.4 采取合理的桩基配筋布置桩基的配筋布置问题,对桩身弯矩有四个要求。第一,弯矩分布规律近于一条自顶向下衰减的波形曲线,且衰减很快;第二,桩身最大弯矩发生在第一个非完整波形内,一般在地面以下约3m位置;第三,桩身弯矩在第一个弯矩零点以下很小,可以忽略不计,其下桩身主要起传递竖向力作用。
2公路桥梁桩基的施工
在施工中,第一,遵守施工程序,掌握质量标准。第二,做好工艺总结,优化施工方案。第三,建立管理体系,落实质量责任,在准确掌握施工过程中的常见质量通病及防治措施的基础上,切实抓好桥梁桩基的施工质量管理,从而以人的工作质量保工序质量,促进工程质量。第四,做好资料收集,进行环境监控根据工程项目的环境目标和指标,建立对实际环境表现进行测量和检测的系统,其中包括对遵循环境法律和法规的情况进行评价,还应对测量的结果做出分析,对于需要纠正和改进的地方及时采取措施,为确保质量、安全创造良好条件。
3目前桩基检测的主要技术
3.1 桩基检测的重要性随着我国城乡建设事业的迅速发展,桩基工程越来越多,因而桩基工程检测技术也就成为一个热门而得到广泛重视,检测领域取得了长足的发展,有关桩基工程检测的标准,规范相继发布、施行,使桩基检测工作进一步规范化,对保证工程质量起到了良好的作用。但是在这么多的检测方法和技术标准面前,对于实际工程中要应用哪种桩基检测理论和方法来进行最贴近最合理的评价工程的施工质量有待于我们进一步探讨和总结,这对于提高桩基检测工作的质量和检测结果评定的可靠性以及对确定整个桩基工程的质量与安全有重要意义。
3.2 桩基检测的技术高应变检测已有近百年的历史,它的主要功能是判定桩竖向抗压承载力是否满足设计要求。高应变法在判定桩身水平整合型缝隙、预制桩接头等缺陷时,能够在查明这些“缺陷”是否影响竖向抗压承载力的基础上,合理判定缺陷程度,可作为低应变法的补充验证手段。在某些地区,利用高应变法增加承载力和完整性的抽查频率,已成为一种普遍做法。目前,国内外高应变法的主流仍将一维杆波动理论作为测试和结果分析的基础,但它不可避免的忽视了桩与土相互作用的机理,所以用高应变法来测承载力有一定的局限性和不稳定性。
低应变反射波法是用于检测桩身的完整性,预制桩,人工挖孔桩不可能缩径;许多的缺陷或质量事故都发生在流水处或地层变化处;地层变化对波形也会产生影响(会产生反射波)等等。因此查看地质资料,了解施工记录对确定缺陷位置有很好的帮助。利用定量分析软件对基桩缺陷程度的判定,虽然定量分析软件本身存在一些不足,但它分析了应力波在桩身传播的详细过程,只要桩周土的参数选择合理,它的作用远远大于我们凭肉眼对波形缺陷程度的判断。当然,低应变法检测时,不论缺陷的类型如何,其综合表现均为桩的阻抗变小,而对缺陷的性质难以区分,这是其最大的局限性。
声波透射法与其他完整性检测方法相比,声波透射法能够进行全面、细致的检测,且基本上无其他限制条件。但由于存在漫射、透射、反射,对检测结果会造成影响。声波透射法开始用于检测混凝土灌注桩的完整性。声波透射法以其鲜明的技术特点成为目前混凝土灌注桩(尤其是大直径灌注桩)完整性检测的重要手段,在工业与民用建筑、水利电力、铁路、公路和港口等工程建设的多个领域得到了广泛应用。
钻芯法这种方法具有科学、直观、实用等特点,在检测混凝土灌注桩方面应用较广。一次完整、成功的钻芯检测,可以得到桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性的情况,并判定或鉴别桩端持力层的岩土性状。
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