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桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 毕业论文

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桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 毕业论文桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 毕业论文 Study on Accident Analysis and Prevention Measures of Bridge Substructure 桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 毕业论文任务书 姓名 学号 毕业届别 专业 毕业论文题目 桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 指导教师 学 历 职 称 一、论文内容 结合实例,研究桥梁下部结构在施工及使用过程中的常见病害,包括事故的产生原因、特点及处理的一般方法步骤。 二、基本要求 1.选题新颖...

桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究  毕业论文
桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 毕业论文 Study on Accident Analysis and Prevention Measures of Bridge Substructure 桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 毕业论文任务书 姓名 学号 毕业届别 专业 毕业论文 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 指导教师 学 历 职 称 一、论文内容 结合实例,研究桥梁下部结构在施工及使用过程中的常见病害,包括事故的产生原因、特点及处理的一般方法步骤。 二、基本要求 1.选题新颖合理,突出专业特点,要尽量结合工作实践,以保证内容充实。 2.论点明确,论据充分,论证过程严谨,理论联系实际。 3.写作规范,文章必须符合毕业论文格式要求。 4.字数不少于8000字。 5.尽量多的阅读相关文献,不少于10篇。论文中引用文献的部分必须注明相应序号。 三、主要技术指标(或研究方向) 《公路桥涵设计规范》、《灌注桩检测与处理》、《公路施工手册桥涵》 四、应收集的资料及参考文献 资料来源有:1、图书馆查阅资料;2、从网上下载一部分资料,大部分是关于桥梁在施工及使用中的常见病害。以桩基病害为主。 主要参考文献有:《桥梁施工工程手册》、《地基基础使用设计施工手册》、《桥梁维修加固》、《实用土木工程手册》、《土木工程专业毕业设计指南(桥梁工程分册)》《公路》等。 五、进度 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 2011年5月初 完成开题报告及任务书 2011年6月 收集、阅读文献资料 2011年7月 撰写论文初稿 2011年8月 论文终稿并提交指导老师审阅 2011年9月 论文按照指导老师及评阅老师意见修改完善,最终定稿打印 2011年10月初 毕业答辩 毕业论文开题报告书 课题名称 桥梁下部结构事故分析及防治措施的研究 课题来源 B 课题类型 Y 导 师 学生姓名 学 号 专 业 开题报告内容: 一、选题意义 随着我国经济的发展,道路桥梁建设规模不断扩大,桥梁在施工及使用阶段病害事故也越来越引起人们的广泛关注,桥梁下部结构的稳定在桥梁安全问题中至关重要,加强对桥梁下部结构事故的分析及防治措施的研究成为桥梁安全的一项重要课题。 二、文献综述 三、研究主要内容及重点 查阅并收集相关资料,全面了解桥梁基础病害及基本防治技术。了解常用桥梁基础的种类,查询桥梁基础有关病害及事故资料并对相关原因进行分析,通过对桥梁基础、桥梁墩台等相关结构的分析进行防治措施的分析。 四、研究方法及预期目的 1、结合相关资料,了解桥梁下部结构病害及基本防治技术; 2、通过对资料的收集和学习,完善对实际问题的分析和实践能力; 3、实现对所学知识的深入掌握及对桥梁基础病害及防治措施全面理解。 指导教师签名: 日期: 课题来源:(1)A——真实课题(应列明课题的来源与级别); B——自选课题; 课题类型:(2)X——理论研究; Y——应用研究。 摘 要 桥梁下部结构病害为题是影响抢粮施工及使用的关键问题,本课题对桥梁基础常见施工问题集病害进行了分析并对相应处理措施进行了研究。 本文对桥梁基础冲刷问题的成因集如何防御治理进行了分析,提出了综合治理,永久防护的措施。 对桩基常见问题、断桩处理、冲击钻孔桩施工步骤集相应问题的处理进行了分析。桩基工程开工前应做好各项准备工作,认真审查地质勘探资料和设计文件。施工过程抓好关键工序的质量关,是防止质量事故发生的行之有效的措施。 桥梁墩台会受到不稳定边坡的影响,重视地质勘察与测绘工作,制定合理的施工程序和方法,减少对坡体的扰动和病害的产生,才能确保边坡的稳定。 本文查阅了桩基常见病害及施工工艺,岩溶地段基础施工问题,对相应问题进行了分析得出桥梁病害的治理工作复杂多样,必须在掌握相关处理措施的前提下根据工程病害实际情况采取科学措施,统筹兼顾,综合治理才能达到理想效果。 关键词:桥梁基础 墩台 病害防治措施 华东交通大学 ............................................................................ 错误~未定义书签。1 毕业论文 ................................................................. 错误~未定义书签。1 ..........................................................................................................................3 摘 要 第1章 绪论 ...............................................................................................................1 1.1 课题研究的目的意义 ......................................................................................1 1.2国内外研究现状 ..............................................................................................1 1.2.1导管堵塞 ................................................................................................1 1.2.2钢筋笼上浮 ............................................................................................2 1.2.3桩身缩径 ................................................................................................2 1.2.4断桩或夹层 ............................................................................................3 1.3 主要研究内容 .................................................................................................3 第2章 桥梁基础冲刷悬空病害成因分析与防治 .......................................................4 2.1 桥梁基础类型简介 .........................................................................................4 2.1.1 大直径钢管桩、柱 ................................................................................4 2.1.2 大直径钻孔灌注桩 ................................................................................5 .......................................................................................................5 2.1.3 沉井 2.1.4 复合基础 ...............................................................................................5 2.2 概述.................................................................................................................52.3 桥梁基础病害 .................................................................................................6 2.4 病害成因 .........................................................................................................6 2.5 桥梁基础的防治 .............................................................................................7 2.6 小结.................................................................................................................7 第3 章 桩基础常见事故的发生及处理 ...................................................................9 3.1 桩基础常见事故 .............................................................................................9 3.1.1桩基础常见事故的发生及处理 ..............................................................9 3.1.2孔口高程及钻孔深度的误差 .................................................................9 3.1.3孔径误差 .............................................................................................. 10 3.1.4钻孔垂直度不符合规范要求 ............................................................... 10 3.1.5桩端持力层判别错误 ........................................................................... 10 3.1.6孔底沉渣过厚或开灌前孔内泥浆含砂量过大..................................... 11 3.1.7水下砼灌注和桩身砼质量问题 ............................................................ 11 3.1.8砼灌注过程因故中断的处理办法 ........................................................ 13 3.2冲击钻孔灌注桩施工工艺和桩身夹泥的处理措施 ...................................... 13 3.2.1工程概况 .............................................................................................. 13 3.2.2冲击钻钻孔灌注桩施工工艺 ............................................................... 14 3.2.3 二次灌注桩病害的处理 ...................................................................... 17 3.2.4 小结 ..................................................................................................... 17 第4章 桥梁墩台相关病害及处理 ............................................................................ 18 4.1 概述............................................................................................................... 18 4.2 桥梁墩台路段边坡工程地质条件调查及评价 ............................................. 18 4.3 影响桥墩路段边坡稳定性的主要因素 ......................................................... 19 4.3.1桥梁路段边坡的工程地质特征 ............................................................ 19 4.3.2 边坡的开挖情况 .................................................................................. 20 4.4 不稳定边坡工点的主要防治措施 ................................................................ 20 4.5 小结............................................................................................................... 20 第5章 结论............................................................................................................... 21 5.1 结论............................................................................................................... 21 参考文献 .................................................................................................................... 22 致谢 ......................................................................................... 错误~未定义书签。23 第1章 绪论 1.1 课题研究的目的意义 为了跨越各种障碍(如河流、沟谷或其他线路等),必须修建各种类型的桥梁,因此桥梁是交通线路中的主要组成部分,特别是现代高等级公路以及城市高架道路的修建中,桥梁往往是保证全线早日通车的关键。在经济上,一般说来桥梁和涵洞的造价平均占公路总造价的10~20%,而且随着公路等级的提高,其所占比例还会加大。在国防上,桥梁是交通运输的咽喉,在需要快速机动的现代战争中具有非常重要的地位。因此,桥梁事业的稳定发展关系到国家交通事业的发展,对我国经济、国防都有重大影响。桥梁病害一直是影响桥梁建设、使用的巨大障碍,探索更加科学合理的预防和治理措施对桥梁发展有重大意义。 1.2国内外研究现状 对桥梁病害的研究是一个不断进步的过程,当前国内外在钻孔灌注桩施工中常遇到的问题及处理方法如下: 1.2.1导管堵塞 在灌注砼开始或过程中都有可能发生堵塞现象,主要原因一般有以下几种: 1、导管变形,影响隔水塞通过; 2、隔水塞制作部符合要求,直径过大卡住导管或直径过小,灌注砼离析,粗骨料进入隔水塞和导管内壁之间卡住; 3、初灌时因导管下端距底间隙太小,砼流动不畅而堵管; 4、拌和砼离析严重,或灌注过程中导管漏水,砼受水冲洗后离析,粗骨料集中在一起而堵管; 5、拌和砼坍落度过小,流动性差,或因停电等原因暂停灌注时间过长,使砼在管内停留时间过长而失去流动性,从而产生与管壁较大的摩阻力而堵塞导管; 6、灌注时间过长,表层砼已过初凝时间,开始硬化。 为了防止原因(1)和(2)的发生,隔水塞应制作规范,组装导管时要认真检查导管内壁有无局部凹凸,导管出口是否向内翻转;检查导管连接处密封用的 1 橡皮垫是否突出内壁,为了防止原因(4)和(5)的发生,应严格控制粗骨料规格,若暂停灌注,应在保证埋管深度的前提下经常上下小范围提动导管,以免砼失去流动性堵塞导管。 一旦出现堵塞,要具体分析发生的原因。对于砼质量、隔水塞等原因的堵管,可用粗长钢筋或竹竿疏通管内砼,用铁锤敲振导管处理。对于导管底部距孔底偏小,砼流动不畅发生堵管,可将导管慢慢提升1m左右进行抖动,待砼流动后,再将导管下降0.5~0.7m。当上述方法均无效时应及时拔出导管,重新按处理断桩的办法处理。 1.2.2钢筋笼上浮 造成钢筋笼上浮的原因如下: 1、砼质量差,易离析的,初凝时间不够的、坍落度损失大的砼,都会使砼面升至钢筋底端时钢筋笼难以插入砼而造成上浮;有时砼已升至钢筋笼上一定高度时,表层砼开始发生初凝结硬,也会携带钢筋笼上浮; 2、钢筋笼孔口固定不牢,未用电焊进行固定; 3、提升导管过猛,不慎挂住钢筋笼造成上浮; 4、砼面到达钢筋笼底部时,导管埋深过浅灌注量过大,砼对钢筋笼的上冲力过大; 预防钢筋笼上浮,关键是要严格细致地下好钢筋笼,并将其牢固地绑扎或点焊于孔口。下放导管时,应使导管顺桩孔中心位置而下。在灌注过程中,当砼接 3近钢筋笼上段时,要徐徐灌注砼,一般灌注速度控制在10m/h左右,以减少砼对钢筋笼向上的冲力。特别注意导管出口与钢筋笼底口不得齐平,一般导管出口要低于钢筋笼不小于1.5m,或高于钢筋笼底不小于1m。砼应严格按配合比配制,灌注要连续进行,并保证在首批初凝时间内完成整根桩的全部灌注工作。 1.2.3桩身缩径 造成桩身缩径的原因如下: 1、孔壁黏土的侵入,或地层承压水对桩周砼的侵蚀。 2、灌注过程中孔壁坍塌。 3、砼严重稀释。 此类问题一般在灌注作业是不易被发现,因此要认真注意预防,下放钢筋笼时须孔口扶正,慢慢放入,避免挂托孔壁引起塌孔。钢筋笼下放完毕检查孔底沉渣情况,发现沉渣突然增多,则表明孔壁有失稳垮塌现象,应换用比重未1.5~1.7 2 的稠泥浆护壁,防止进一步跨孔。灌注中,如发现孔口返水颜色突然改变,并夹有大量的泥土粗砂返出,说明孔内出现了塌孔现象,应停止灌注作业,同时探测孔内砼面的位置,分析塌孔原因,并提出导管,换用干净泥浆清孔,排出塌落物,护住孔壁,重新成孔进行成桩。砼灌注完成后,在验桩中发现桩身缩径,如位置较浅,则直接开挖对缩径部位施工补救;如位置较深,且缩径严重,则应考虑补桩。 1.2.4断桩或夹层 断桩是指桩身砼在某一部位出现不连续或某一部位的砼严重质变,致使整根桩承载力大幅度下降,甚至不能使用,是严重的质量事故。产生断桩的原因如下: 1、灌注是测探不准或计算错误导管提升过高,致使导管底部脱离砼层; 2、灌注作业因故中断过久,表层砼覆盖包裹,形成断桩; 3、灌注过程中,砼堵管或导管严重漏水,不得不将导管拔出; 4、突然停电,机械故障或突然暴雨等无法预测情况发生,使中途停顿时间太长,不得不将导管提高而形成断桩。 对断桩事故关键在于预防,灌注前要对各个作业环节和岗位进行认真检查,制订有效的预防措施,灌注中严格遵守操作规程,保证灌注作业连续紧凑有条不絮;反复细心探测砼面,并用理论方法计算出砼面高度,比较后取砼面低的作为拆卸导管的标准;导管提升应匀速、平稳、慢慢升起;控制灌注时间在适当的范围内,要保证设备的正常工作,并有备用设备,保证灌注时供电正常,要注意天气预报,合理安排灌注时间。 当灌注过程中导管因上述原因而形成断桩,如混杂泥浆的砼层不厚,能将导管插入并穿透此层到达完好的砼内时,则重新插入导管,但灌注前均应将进入导管内的水和沉渣土用吸泥和抽水的方法吸出,由于不能将导管内的水完全抽干,所以续灌的砼配合比应增加水泥量提高稠度,以后的砼可恢复正常的配合比,若砼面在水面以下不是很深,且尚未初凝时,可在导管底部设置隔水塞,将导管重新插入砼内,导管上面再加重量以克服水的浮力,导管内装满砼后,稍提导管利用砼自重将底塞压出,然后继续灌注。 1.3 主要研究内容 桥梁的病害防治问题非常广泛,本文对桥梁基础及墩台在施工和使用中的一些病害问题进行了分析,对桥梁基础的冲刷病害的成因及防治措施进行了分析。 3 重点对钻孔桩基在施工中的常见问题,如断桩、质量缺陷、冲击钻孔桩病害等进行了分析,并对相应问题提出了预防和治理的方法,本文对岩溶地段的施工遇到的岩面检验、钻孔施工及一些常见施工问题进行了分析。最后对不稳定边坡对桥梁墩台的影响并提出了纠偏和加固的方法。 第2章 桥梁基础冲刷悬空病害成因分析与防治 2.1 桥梁基础类型简介 基础尤其是大跨径桥梁的深水基础,往往需要解决施工技术上 的许多难点,也往往是控制整个桥梁工程进度的关键工程,其费用也占桥梁总造价相当大的比重。 近年来,国内修建了不少跨越大江大河、甚至跨越海湾的深水基础、复合基础,均得到较广泛的采用,地下连续墙已开始在桥梁基础中采用,超大的沉井也已经出现并顺利设置或下沉。这一切都标志着,桥梁基础工程技术已取得了很大的发展。 下面按基础的主要类型进行介绍。 2.1.1 大直径钢管桩、柱 大直径钢管桩用作摩擦桩,经历两个阶段:初期一般在管内浇筑砼,以防止钢管的锈蚀。这样做也会带来一些不利影响:需在管内取土,而对提高桩的承载能力作用不大;增大了桩的刚度,在地震时使桩顶受力增大;增加了施工难度与造价。 以后逐渐倾向于管内不填砼,由于管内土存在闭塞效应,因此钢管桩的承载能力比钢管外壁土壤摩阻力要增大不少。而闭塞效应的机理目前还不很清楚,因此往往通过静载试验来确定其承载力。具体实例如,日本跨径240m的滨名大桥每主墩采用49根直径1.6m钢管桩,组成水上承台。 在冲刷深、覆盖层较薄时,往往将钢管桩沉至岩面钻孔嵌岩,成为管柱基础。这时往往用砼填实。如日本主跨为220m及185m的内海大桥,水中四个深水墩均采用直径2m的钢管柱基础。 4 2.1.2 大直径钻孔灌注桩 大直径灌注桩具有承载力大、刚度大、施工快、造价省的优点。国内外很多采用直径2~4m的大直径钻孔桩;而且往往采用扩孔方法,直径可达3~4m,而在日 ,本横滨横断大桥跨径460m的钢斜拉桥的基础中,将多柱基础嵌岩扩孔至直径10m是目前世界最大的嵌岩直径。 在连续结构,尤其是连拱或连续斜拉桥设计中,刚度起关键作用,以减少下部构造的水平位移,减少由此引起的附加内力。这时桩基水平向承载力不控制设计,而是刚度控制设计,大直径灌注桩具有非常明显的优势。 2.1.3 沉井 沉井基础承载能力大,刚度大,可以适用于深水,但体积庞大,随着桩基的广泛采用,沉井的应用范围有所减少。不过在特大跨径的桥梁中,沉井仍为主要基础形式之一。 在大跨径桥梁的深水基础中,底节多采用浮式钢壳沉井,用双壁空心结构,浮运至墩位,灌水落床,再浇筑砼,接高下沉,直至设计标高。 2.1.4 复合基础 将桩或管柱与沉井结合的一种深水基础。沉井下到一定深度,封底,然后钻孔,将沉井内的桩嵌岩,沉井封底与桩或柱共同受力。 其优点是:1、可以降低承台的高度;2、可提供桩的施工场地;3、适应性强,尤其适应在岩面标高差异很大以及落差较大的河流;4、沉井可作防撞设施,保护桩及墩身。 2.2 概述 广东省粤北山区,大部分建于六、七十年代的公路桥梁出现了不同程度的病害,特别是桥梁的基础受冲刷、掏空日益严重,由于当时受经济条件、设计和施工技术的限制,多采用扩大、明挖基础形式。在受河流冲刷及河道上下游挖砂采石的影响,河床标高大幅下降,致使一些桥台、墩基础被冲刷悬空,严重影响行车安全。 下面就对桥梁基础病害产生的原因与预防加固措施作以浅析。 5 2.3 桥梁基础病害 在水中的桥墩,因为直接阻水,除了一般的冲刷以外,还有局部冲刷,在桥墩处形成局部漏斗形河床。当河床为厚砂砾卵石层时,因水流带动砂砾运动,会对钻孔灌注桩造成严重的磨损,甚至使桩中钢筋外露。特别是在地面或低水位以下、冻结线以上或冲刷线附近,基础或墩身常有环带状腐蚀,基础周围表面松散,严重者使砼形成空洞。 对于砼或浆砌片石扩大基础,主要缺陷是基础松散破裂和基础下冲空。 建立在天然地基上的浅基础常见的病害有:埋置深度浅,易受冲刷而掏空;埋置深度不足,受冻害影响;地基不稳定,易产生滑移或倾斜。 建立在岩石上的基础常见的病害有:基础至于风化石层上,风化部分未处理好,经水流冲刷而掏空或悬空;受地震时的剪切作用,易产生裂缝。 人工地基基础:因处于软弱地基上,在竖向荷载作用下压实沉陷,是基础下沉。 木桩基础:地下水位下降时,桩身常腐蚀。 钢筋砼打入桩基础:打桩时,桩身受损坏;受水冲刷、侵蚀,产生空洞、剥落等;受船只或其他漂浮物的撞击而损坏。 钻孔桩基础:施工时淤泥未完全清除,就灌注砼,而使形成后的基础下沉;施工不当,或受水冲刷、侵蚀而产生空洞、剥落、钢筋锈蚀等;灌注砼过程中发生塌孔而未处理,桩身部分脱空;受外力撞击而产生破坏。 管桩基础:承载力不足而使基础产生下沉。 沉井基础:地基下沉时,基础也产生一些下沉;基础下沉不均匀时,桥台台背高填土受地基土侧向流动的影响时,基础产生滑移、倾斜;中间层为弱粘土层时,由于附近施工挖基坑和填土等而变位;由于冲刷被冲走或地震而使地基液化,使基础变位。 2.4 病害成因 对于宽浅变迁河段,由于河床坡度比上游平缓,满水时从上游陡峻河床上推移来的大量泥沙多为卵砾石,远远超过了平缓河床上的挟运能力,因此河床上就发生多余泥沙的沉积,使河床逐渐升高,引导水流冲刷河床两岸,使河槽迁徙不定。在这些河段早期修建的桥涵,由于受经济条件的制约和对水流迁徙特性认识不足,往往是岸滩上的基础埋深较浅,基底标高与主河槽基底不一致。由于河槽摆动不定,原有岸滩若干年后可能变为主河槽,致使原有基础外露掏刷悬空。 6 有些大中桥基础原本是明挖基础及沉井基础,明挖基础由于具有就地取材、节约造价、方便施工的特点。但在有些变迁性河段上,由于水流搬运作用,一些浅河滩可能是过去的旧河道,多由一些卵石、砂砾石沉积而成,其深度少则几米,多则数十米,孔隙较大,且不稳定,因而在这样的地段基坑不可能开挖到稳定的老土持力层上,当河槽变迁时,原有的滩地可能再次变为主河槽,基石被冲刷掏空。 施工过程若施工质量控制不好,浆砌基础砂浆标号低,砂子杂质多、砌石石质差、尺寸小、砌垒不规范、灌浆不饱满,致使基础整体性差,抵抗水的冲刷能力弱。另外基坑开挖时未进行钎探,致使基础坐落在软弱下卧层上;或因设计中地质勘探不细,地基承载力确定不准;基底地质复杂、受力不均等引起基础倾斜、开裂、沉降等病害。 2.5 桥梁基础的防治 对于在卵石沉积层较厚的河床上修建的桥梁基础,受洪水冲刷往往会造成局部悬空,一般可采用基底压注水泥浆的办法进行处理。由于砂质河床松散、流动性大,一旦冲空就急剧扩大,引起大面子坍塌,倾刻即可毁掉整个桥梁基础,对于这类桥可采取在上游设截水墙,下游设梯级跌水墙,桥孔中间满铺浆砌片石的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行加固。方案是采取水泥法稳定基础。根据渗水性灌浆理论,浆液的扩散距离与压力成正比。为了创造一个边界,以使用浆量达到所需压力,先在基础周边立模浇筑砼,然后用级配卵石回填至基础墩台顶,在回填的同时埋入10根关闭上钻有多个细孔的压浆管。待周围浇筑的砼达到10Mpa时进行压浆。压浆 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 用425普通硅酸盐水泥、粉煤灰、铝粉膨胀剂和水玻璃配制,为了防止浆液随地下水经卵石空隙流走,采取两次压浆法,即先按0.5~1Mpa压力对外圈孔注浆,待初凝充填周围卵石空隙后,再进行压浆,使压浆压力到1.5~2 Mpa为止。对于桥位斜交角度过大又处于次稳定性河段上的桥梁可通过采取调治、疏通上游河道的办法改变水流方向,解决河流冲刷问题。 当桥基础被洪水冲刷掏空后,应采取永久加固措施,确保桥基永久安全。要根据河床地质、病害程度采取不通的措施。 2.6 小结 应运用科学的手段和方法合理论证、正确判断桥梁基础病害成因,并采取有可行的预防加固措施,充分发挥旧桥功能,节约资金,保证公路运输安茜具有重 7 要的现实意义。对于旧桥基础病害的加固,不可能有一个固定模式,必须根据桥位所处地质、水文条件、桥型结构、施工技术条件等综合考虑,确定出符合世界的加固方案。 8 第3 章 桩基础常见事故的发生及处理 3.1 桩基础常见事故 钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无弃土,对周围环境及邻近建筑物影响小,能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力,适应各种地质条件和不通规模建筑物等优点,在桥梁、房屋、水利建筑物等工程中得到广泛应用,已成为一个周年纲要的桩型。随着社会经济发展的需要,钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大,单桩承载力也越来越高,同时,也使单柱单桩的设计成为可能。对于长桩、大桩,其施工难度大,易发生质量事故。而单柱单桩的设计,对桩的质量要求高,发生质量关事故后,加固处理难度大,且费用较高。因此,有必要对钻孔灌注桩的常见质量事故加以分析,找出质量事故发生的原因,研究相应对策,尽可能防止质量事故发生。 3.1.1桩基础常见事故的发生及处理 地质勘探主要存在勘探孔间距太大、孔深太浅、土工试验数据不足、土工取样和土工试验不规范、桩周摩阻力和桩端阻力不准等问题。设计文件主要存在对地质勘探资料没有认真消化、桩型选择不当、原始地面标高不清等问题。因此,在桩基础开始施工前,应针对这些问题对地质勘探资料和设计文件进行认真审查。另外,对桩基础持力层厚度变化较大的场地,应适当加密地质勘探探空,必要时进行补充勘探,防止桩端落在较薄的持力层上而发生桩端冲切破坏。场地有较厚的回填和软土层时,设计者应认真校核桩基是否存在负摩擦现象。 3.1.2孔口高程及钻孔深度的误差 3.1.2.1 孔口高程的误差 孔口高程的误差主要有两方面,一是由于地质勘探完成后场地再次回填,计算孔口高程时疏忽引起的误差。二是由于施工场地在施工场地在施工过程中废渣的堆积,地面不断升高,孔口高程发生变化造成的误差。其对策是认真校核原始水准点和各孔口的绝对高程,每根桩开孔前复测一次桩位孔口高程。 3.1.2.2 钻孔深度的误差 9 有些工程场地回填平整前就进行工程地质勘探,地面高程较低,当工程地质勘探采用相对高程时,施工时应把高程换算一致,避免出现钻孔深度的误差。钻孔时应避免两部钻机在相邻孔位同时操作,每部钻机完成钻孔后至少相隔一个孔就位,另外,孔深测量应采用丈量钻杆的方法,取钻头的2/3长度处作为孔底终孔界面,不宜以固定孔深的方式终孔。因此,钻孔到达桩端持力层后应及时取样鉴定,确定钻孔是否进入桩端持力层。 3.1.3孔径误差 孔径误差主要是由于工人疏忽用错其他规格的钻头,或因钻头陈旧,磨损后直径偏小所致。对于桩径0.8~1.2 m的桩,钻头直径比设计桩径小30~50mm是合理的。每根桩开孔时, 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 双方的技术人员应验证钻头规格,实行签证手续。 3.1.4钻孔垂直度不符合规范要求 造成钻孔垂直度不符合规范要求的主要原因如下: 1、场地平整度和密实度差,钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜。 2、钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大,造成钻孔偏斜。 3、钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成钻头偏离方向。 4、钻头遇到软硬土层交界面或倾斜岩面时,钻压过高使钻头受力不均,造成钻头偏离方向。 控制钻孔垂直度的主要技术措施为: 1、压实、平整施工场地。 2、安装钻机时应严格检查钻进的平整度和主动钻杆的垂直度,钻进过程应定时检查主动钻杆的垂直度,发现偏差应立即调整。 3、定期检查钻头。钻杆、钻杆接头,发现问题及时维修或更换。 4、在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进,应低速钻压钻进。发现钻孔偏斜,应及时回填粘土,冲平后再低速钻压钻进。 5、在复杂地层钻进,必要时在钻杆上加设扶整器。 3.1.5桩端持力层判别错误 持力层判别是钻孔桩成败的关键,现场施工必须给予足够重视。对于非岩石类持力层,判断比较容易,可根据地质资料的深度,结合现场取样进行综合判定。 10 对于桩端持力层为强风化岩或中风化岩的桩,判定岩层界面难度较大,可采取以地质资料的深度未基础,结合钻机的受力。主动钻杆的抖动情况和孔口捞样进行综合判定,必要时进行原位取芯验证。 3.1.6孔底沉渣过厚或开灌前孔内泥浆含砂量过大 孔底沉渣过厚除清孔泥浆质量差,清孔无法达到设计要求外,还有测量方法不当造成误判。要准确测量孔底沉渣厚度,首先需要准确测量桩的终孔深度,桩的终孔深度应采用丈量钻杆长度的方法确定,取孔内钻杆长度+钻头长度取至钻尖的2/3处。 在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔,有条件时应优先采用泵吸反循环清孔。当采用正循环清孔时,前阶段应采用高粘度浓泥浆清孔,并加大泥浆的流量,是砂石粒能顺利的浮出孔口。泥浆在钻孔中起着悬浮和携带钻渣、清洗孔底、维持孔内外压力平衡、增加孔壁稳定性、防止塌孔、润滑和冷却钻头等作用。 孔底沉渣厚度符合设计要求后,应把孔内泥浆密度降至1.1~1.2g/cm3.清孔整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度,及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行分析,若出现清孔前期孔内泥浆含砂率过低,捞不到粗砂粒,或后期把孔内泥浆 密度降低后,孔底沉渣厚度增大较多,说明前期清孔时泥浆的粘度和稠度偏小,砂粒悬浮在孔内泥浆里,没有真正达到清孔的目的,施工时应特别注意这种情况。 3.1.7水下砼灌注和桩身砼质量问题 砼配制质量关系到砼灌注过程是否顺利和桩身砼质量两个大方面,有足够的理由要求我们对它高度重视。要配制出高质量的砼,首先要设计好配合比和做好现场适配工作,采用高标号水泥时,应注意砼的初凝和终凝时间与单桩灌注时间的关系,必要时添加砼缓凝剂,施工现场应严格控制好配合比(特别是水灰比)和搅拌时间。掌握好砼的和易性及砼的坍落度,防止砼在灌注过程发生离析和堵管。 3.1.7.1灌注砼时堵管 灌注砼时发生堵管主要由灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注砼的准备时间太长、隔水栓不规范、砼配制质量差、灌注过程中灌注导管埋深过大等原因引起。 灌注导管在安装前应由专人负责检查,可采用肉眼观察和敲打听声音相结合 11 的方法进行检查,检查项目主要有灌注导管是否存在小孔洞个裂缝、灌注导管的街头是否密封、灌注导管的厚度是否合格。必要时采用试拼装压水的方法检查导管是否破漏。灌注导管底部至孔底的距离应为30~50cm,在灌注设备的初灌量足够的条件下,应尽可能取大值。隔水栓应认真细致制作,其直径和圆度应符合使用要求,其长度应?200mm。 完成第二次清孔后,应立即开始灌注砼,若因故推迟灌注砼,应重新进行清孔。否则,可能造成孔内泥浆悬浮的砂粒下沉而使孔底沉渣过厚,并导致隔水栓无法排出导管外而发生堵管事故。 3.1.7.2灌注砼过程中钢筋笼上浮 引起灌注砼过程中钢筋笼上浮的原因主要有三方面: 1、砼初凝和终凝时间太短,使孔内砼过早结块,当砼面上升至钢筋笼底时,砼结块托起钢筋笼。 2、清孔时孔内泥浆悬浮砂粒太多,砼灌注过程中砂粒回沉在砼面上,形成较密实的砂层,并随孔内砼逐渐升高,当砂层上升至钢筋笼底部时便托起钢筋笼。 3、砼灌注至钢筋笼底部时,灌注速度太快,造成钢筋笼上浮。 若发生钢筋笼上浮,应立即查明原因,采取相应措施,防止事故重复出现。 3.1.7.3桩身砼强度低或砼离析 发生桩身砼强度低或砼离析的主要原因是施工现场砼配合比控制不严、搅拌时间不够和水泥质量差。严格把好进库水泥的质量关,控制好施工现场砼配合比,掌握好搅拌时间和砼的和易性,是防止桩身砼离析和强度偏低的有效措施。 3.1.7.4桩身砼夹渣或断桩 引起桩身砼夹渣或断桩的原因主要有如下四个方面: 1、初灌砼量不够,造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有入砼内。 2、砼灌注过程拔管长度控制不准,导管拨出砼面。 3、砼初凝和终凝时间太短,或灌注时间太长,使砼上部结块,造成桩身砼夹渣。 4、清孔时孔内泥浆悬浮的沙粒太多,砼灌注过程中沙粒回沉在砼面上,形成沉积砂层,阻碍砼的正常上升,当砼冲破沉积砂层时,部分沙粒及浮渣被包入砼内。严重时可能造成堵管故事,导致砼灌注中断。 导管的埋管深度宜控制在2~6m之间,若灌注顺利,孔口泥浆返出正常,则可适当增大埋管深度,以提高灌注速度,缩短单桩的砼灌注时间。砼灌注过程拔管 12 应有专人负责指挥,并分别采用理论灌入量计算孔内砼面和重锤实测孔内砼面,取两者的低值来控制拔管长度,确保导管的埋管深度?2m。单桩砼灌注时间宜控制在1.5倍砼初凝时间内。 3.1.7.5桩顶砼不密实或强度达不到设计要求 桩顶砼不密实或强度达不到设计要求,其主要原因是超灌高度不够、砼浮浆太多、孔内砼面测定不准。 对于桩径?1m的桩,超灌高度不小于桩长的4%。对于桩径?1m的桩,超灌高度不小于桩长的5%。对于大体积砼的桩,桩顶10m内的砼应适当调整配合比,增大碎石含量,减少桩顶浮浆。在灌注最后阶段,孔内砼面测定应采用硬杆管式取样法测定。 3.1.8砼灌注过程因故中断的处理办法 砼灌注过程中断的原因较多,在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下,可采用如下方法进行处理: 1、若刚开灌不久,孔内砼较少,可拔起导管和吊起钢筋笼,重新钻孔至原孔底,安装钢筋笼和清孔后再开始灌注砼。 2、迅速拔出导管,清理导管内积存和检查导管后,重新安装导管和隔水栓,然后按初灌的方法灌注砼,待隔水栓完全排出导管后,立即将导管插入原砼内,此后便可按正常的灌注方法继续灌注砼。此法的处理过程必须在砼的初凝时间内完成。 3、砼灌注过程因故中断后拔除钢筋笼,待已灌注砼强度达到C15后,先用同级钻头重新钻孔,并钻除原灌砼的浮浆,再用Φ500钻头在桩中心钻进300~500mm深,这样就完成了接口的处理工作,然后便可以按新桩的灌注程序灌注砼。 3.2冲击钻孔灌注桩施工工艺和桩身夹泥的处理措施 3.2.1工程概况 福建省松建高速西津2#大桥位于西津村东南侧。桥梁中心桩号K52+348.25,桥孔分四联布设,第一联为4×30米预应力混凝土连续T梁,第二联为5×30米预应力混凝土连续T梁,第三联为4×30米预应力混凝土连续T梁,第四联均为4×40米预应力混凝土连续T梁,全长557.5米,位于 R=1800、Ls,240米的缓和 13 曲线及直线段上。本桥所跨东河为内河?级航道,本桥满足双孔单向通航要求。 本桥址区属构造、剥蚀形成的低山丘陵间沟谷地貌,最大高差约34m,地形两侧较陡,山谷处较平缓,沟谷形态“U”字形。河流右岸(松溪侧)发育有一级阶地,地面平坦。桥址区植被较发育。桥址区主要岩性为震旦系龙北溪组云母石英片岩及其风化带,其中云母石英片岩片理产状123??60?,两侧桥台处残坡积土及强风化层厚度较大,沟谷处上覆主要为第四系冲洪积层。桥区地下水类型主要为赋存于冲洪积砂卵石层中的孔隙型潜水及基岩的全~强风化带中的孔隙、裂隙水。地表水、地下水对混凝土不具腐蚀性。桥区范围内未见有活动性断裂及其它的滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用,场地工程地质条件一般,坡体现状稳定,适宜建桥。 3.2.2冲击钻钻孔灌注桩施工工艺 3.2.2.1钻孔准备 准备场地、测量放线:施工前应进行场地平整,清除杂物,钻机位置处平整夯实,准备场地,同时对施工用水、泥浆池位置,动力供应,砂石料场,拌和机位置,钢筋加工场地,施工便道,做统一的安排。测量放线,根据设计图纸用经纬仪(或全站仪)现场进行桩位精确放样,在桩中心位置钉以木桩,并设护桩,放线后由主管技术人员进行复核,施工中护桩要妥善看管,不得移位和丢失。 孔口护筒采用δ=8mm钢板卷制而成。护筒直径大于设计桩径20cm,采用汽车吊机配合振动锤振动沉入。当软土、淤泥层较厚时应尽可能深入到不透水层内1—1.5m,护筒顶端高度要满足护筒顶端泥浆溢出口底边高于地下水位1.5m。护筒平面位置的偏差不大于5cm,护筒倾斜度的偏差不大于1%。 钻孔前,对场地进行平整并设置泥浆槽、沉淀池等设施。钻孔泥浆由水、粘土和添加剂组成,调制泥浆时,先将粘土加水浸透,然后以搅拌机拌制。泥浆性能指标:相对密度1.2—1.4,粘度22—30s,胶体率,95%,失水率,20ml/30min。 3.2.2.2钻孔 钻机就位前,对钻机的各项准备工作进行检查。钻机就位后,底座和顶端安装平稳,在钻进和运行中不产生位移和沉陷。钻机顶部的起吊滑轮缘、机架中心和孔桩中心三者在同一铅垂线上,其偏差不大于2cm。 初开孔时,先启动泥浆泵,待泥浆进入钻孔一定数量后,开始钻进。进尺适 14 当控制。在粘性土中,中等速度,大泵量、稀泥浆钻进。在砂土中用小冲程慢速、大泵量、稠泥浆钻进。在较硬的岩层中时正常速度、优质泥浆钻进。 3.2.2.3清孔 钻孔达到设计深度后,进行检查,符合要求后,立即进行清孔。在钢筋笼放置后,进行二次清孔。 清孔采用抽浆法清孔。抽浆机械采用空气吸泥机。清孔后,将取样盒吊在孔底,待灌注水下砼前取出检查沉淀在盒内的渣土,渣土厚度应符合设计要求,否则进行再次清孔。 3.2.2.4钻孔检查 在终孔及清孔后,对孔径、孔形、和倾斜度进行检查。检查时使用4D—6D的钢筋笼检孔器进行。 3.2.2.5钢筋笼制作、安置 桩身钢筋笼预先在加工房按设计加工好,为了保证在运输和吊装时有足够的刚度,主筋和加强筋及测声管全部焊接。本桥钢筋笼较长,施工时,采用分节吊装。钢筋笼分节连接时采用镦粗连接套筒连接,钢筋笼的上部设置吊环和固定杆,主筋外侧设置控制保护层厚度的圆饼式滚轮砂浆垫块。 钢筋笼的吊装就位在清孔检验合格后立即进行,在孔内保持沿中轴线身垂直,并立即将钢筋笼顶部的固定杆焊接接长至孔口孔壁,固定在钢护筒上,防止钢筋笼在灌注水下砼时出现上浮。 为了确保桩身砼的质量,在吊放钢筋笼之前,二次将(15×15×10Cm)方形铁盒放入孔中心,在钢筋笼定位后,检测孔底沉淀物厚度,达到标准后,即可进行下道工序施工。 3.2.2.6砼灌注 钻孔桩采用导管法灌注水下砼。导管采用φ300mm钢管,采用法兰盘连接,并加密封橡胶圈。灌注砼前对导管进行试拼检查,符合要求后安装导管。导管底距孔底0.4米。在水下砼灌注前,钻孔桩基础孔内的水位至少与孔外稳定的地下水高度相同,如孔内水位较低,则向孔内注水保持水头高度。在砼灌注前,对于钻孔桩基础先对孔底通入高压风射风数分钟,将剩余的少量沉淀物漂浮后,立即灌注水下砼。水下砼采用砍球法进行,根据不同的桩直径确定首批砼数量,首批砼必须满足导管埋入深度大于1.0米。 水下砼连续灌注完成,在灌注过程中,经常探测孔内砼顶面高度,及时调整导管埋入深度,导 15 管埋入砼中深度控制在2—6米。灌注的桩顶标高高于设计标高0.5—1.0米后,完成水下砼灌注施 工。 水下砼粗骨料采用最大粒径不大于钢筋最小净距的1/4并不大于40mm的卵石,细骨料采用级配良好的中砂,砼塌落度控制在18—20cm。钻孔桩灌注完成且砼抗压强度大于5Mpa后,拔除井口钢护筒倒用。 3.2.2.7导管抽拔 在灌注将近结束时,仔细核对砼的灌入数量,灌注顶面位置是否达到设计标高;确认后,可结束桩身砼灌注,并开始拆除导管。拆除时提拔导管要缓慢,防止因提拔过快而引起“泥心”现象。 3.2.2.8桩基检查与验收 桩基砼达到一定强度后按要求凿除桩头,采用声测法和锤击法对桩基进行检测,必要时进行抽芯检测。 3.2.2.9质量控制要点 1、钢护筒采用厚度8mm的钢板卷制而成,直径为桩径D+20cm。护筒顶面应高出施工水位或地下水位1.5—2.0m。护筒顶面位置偏差不大于5cm,斜度不大于1%。 2、钻孔采用泥浆护壁,有条件时,优先采用膨胀土造浆,并在泥浆中投入适量的烧碱碳酸钠。 3、钻孔前设置泥浆流槽、沉淀池、泥浆池。沉淀池底比泥浆池底低1m以上,以利于沉淀存渣。 4、钻机安装时,底架垫平,保持稳定,使其不产生位移和沉陷。钻机及顶端用缆风绳对称栓牢拉紧。钻头中心与护筒顶面中心的偏差不大于5cm。 5、发生坍孔后,仔细分析、查明原因和位置然后进行处理。坍孔不严重者,加大泥浆比重继续钻进,严重者回填重钻。斜孔不严重时,重新调整钻机继续钻进;发生严重斜孔、梅花孔、探头石时,回填修补,必要时反复几次修孔,采用上下反复扫孔的方法,恢复孔径。发生卡钻时,不强提,以免掉钻或坍孔,查明原因和钻头位置,采用晃动大绳或钻头以及其他措施,使钻头松动后再提起。发生掉钻时,及时摸清情况,查明原因,采取有效措施,尽快处理。 6、钻孔至设计高程经检查后,即用抽渣、吸泥、换浆法清孔,决不能用加深孔底深度的方法代替清孔。灌注水下砼前容许沉渣厚度为:柱桩及嵌岩桩桩底沉渣厚度不大于3cm,摩擦桩沉渣厚度不大于15cm。 7、钢筋笼采取分节吊装入孔,为了吊装时有足够的刚度,主筋与加强筋全部 16 焊接。分节钢筋笼接头采用套筒连接,上下两端保持顺直,同一截面钢筋接头不超过50%,钢筋笼入孔后,牢固定位,以免在灌注砼过程中发生掉笼或浮笼现象。声测管应按照图纸要求焊接于钢筋骨架上,接头必须采用套管连接,管口应封堵,防止堵塞。孔桩钢筋骨架允许偏差:骨架长度?10mm,箍筋间距?20mm,骨架垂直度1%。 3.2.3 二次灌注桩病害的处理 本桥13号、14号、15号、16号墩桩基为水中桩,采用筑岛围堰的施工方案进行施工。14号墩右-1桩基由于浇筑前对天气情况未提前掌握,桩基在灌注砼过程中突降暴雨,且上游水电站开闸放水。导致水位急剧上涨,砼无法继续灌注,被迫停止灌注。此时该桩基已完成18米砼的浇筑,桩长21米。 该桩在成桩检测时发现在-10m处桩身夹泥病害,传统的方法是讲缺陷桩凿除再重新浇筑,既费时又费力,而且造价昂贵。最后决定采用高压喷射注浆法,施工过程如下: 1、在桩顶布设3个钻芯孔,钻孔取芯至缺陷部分一下50cm,仔细分析缺陷处芯样,查明了缺陷位置和范围。 2、将注浆管通过钻孔设置到夹泥区,用泵压大于20Mpa的高压水流对缺陷段自下而上进行切割喷射,喷射时喷管提升速度为10cm/min,旋进速度为20转/min,喷射处理长度上下各延长50cm,一空进行切割而另一孔有水溢出时可认定病害区已打通,可换另外二孔,直至3个孔全部打通。钻孔之间连通后,压入清水利用水循环将废渣排出桩身,当出水口的水由浊变清时,再换其它孔轮流处理,直至所有的孔水流都为清水时,清渣工作结束。最后进行压浆处理。 3.2.4 小结 引起钻孔灌注桩事故的原因较多,各个环节都可能会出现重大质量事故。因此,在桩基工程开工前应做好各项准备工作,认真审查地质勘探资料和设计文件,实行会审和技术较低制度,做好现场试桩工作。施工过程抓好泥浆和砼质量,详细做好各项施工记录,牢牢把好钻孔、清孔和砼灌注等关键工序的质量关,是防止质量事故发生的行之有效的措施。 17 第4章 桥梁墩台相关病害及处理 4.1 概述 福建省某高速公路项目由于地形地质条件较差,加之该工程工期紧迫,修筑桥梁墩台时开挖的边坡存在安全隐患,如果不加以处理,就可能出现边坡失稳滑动,诱发灾难性的桥梁墩台毁坏事故,造成重大经济损失和带来不利的社会影响,因此必须对桥梁墩台边坡病害及时预防和治理。 4.2 桥梁墩台路段边坡工程地质条件调查及评价 沿线桥梁墩台之间出现边坡的情况很多,大多属于自然边坡,比较稳定,但仍有一些桥梁工点由于受地形条件的限制,在地形起伏较大的墩台周围开挖坡体,或作施工便道,或作施工场地,使得墩台周围人为地形成一个陡坡,高3~15m不等。这些边坡根据地质情况可分为两类:一类是由冲刷、洪积、残破积碎石土层组成,结构松散,厚度较大,强度低,雨季含水量增高则力学指标会更低,极易沿堆积层与基岩面产生滑动,或沿坡内某一结构面产生滑动,导致边坡失稳,很容易发生溜塌;另外一类由砂岩、花岗岩、板岩等组成,基岩全风化、强风化厚达10~30m,质软,力学强度低。层薄、软硬相间的地层在构造力作用下其节理、劈理均发育,岩体破碎,属层状碎裂结构或碎裂结构,为地下水的赋存径流提供良好条件,加剧了岩石的风化。软岩往往易风化成具母岩构造的粉质粘土,强度很低,且易受地下水的不良影响,构成软弱结构面,对岩体的强度起控制作用,使得开挖边坡岩体强度很低,对边坡的稳定不利。加之岩质边坡结构面有的倾向坡外侧,可能发生顺层滑动,若倾角大还会发生倾倒破坏。对桥墩产生侧向应力,或使桥台悬空,从而影响墩台乃致整座桥梁的安全。 按照开挖边坡相对于墩台的部位,影响桥梁墩台稳定情况分为以下五大类: 1、墩前后土体开挖,使墩前形成一陡坡,由于地质条件较差,边坡易坍塌,影响桥墩的安全稳定; 2、墩与台之间边坡,由于施工修筑便道施工场地,开挖了台前边坡,且开挖边坡过陡过高,地质条件较差,易产生坍塌,影响墩台的安全; 3、墩台侧面边坡开挖过陡过高,地质条件较差,易产生坍塌,影响墩台的安全稳定; 4、墩台之间边坡弃土形成了高边坡,松散的弃土边坡极易坍滑,对墩台的安 18 全稳定有一定的影响。沿线墩台之间出现边坡的情况很多,大多属于自然边坡,比较稳定,但由于开挖桥台基础、路堑、隧道等结构物的大量弃土在台前墩侧的坡面上,既没有清除坡面植被,也没有开挖平台作填土碾压,形成松散的高边坡,基本处于极限平衡状态,一旦雨季来临,很容易沿自然坡面发生溜坍,冲击桥墩,并使桥台悬空,从而影响桥墩、桥台乃致整个桥梁安全;或淤积河床,堵塞河道、公路交通运输。 5、受地形控制或修筑便道,对墩前土体开挖过度,使墩襟边距不足,可能使摩擦柱的摩阻力减小,影响桥梁承载力;或者边坡土体的侧向应力作用在桥墩上,而桥墩抗剪能力差,势必造成剪切破坏,从而影响桥墩乃致整个桥梁的安全。 4.3 影响桥墩路段边坡稳定性的主要因素 4.3.1桥梁路段边坡的工程地质特征 4.3.1.1 地层岩性 地层岩性及其组合是构成边坡的物质基础,岩性决定岩石的强度,抗风化性能。遇水是否软化,在相同的构造力作用下的节理裂隙发育程度,而这些都与边坡的稳定直接相关。沿线硬质岩如板岩、弱风化砂岩、花岗岩等强度高、抗风化能力强,由其构成的边坡稳定性好,而软质岩如全强风化砂岩、泥岩、花岗岩等强度低,易风化,遇水软化,其构成的边坡稳定性较差,软硬相间的岩性组合的边坡稳定性往往受软岩控制,稳定性一般不好。 4(3.1.2 地质构造 地质构造决定了岩层的产状,节理裂隙的性质、产状及发育程度。断层破碎带的性质等。而这些因素又决定了边坡的岩体结构。本路线正好位于区域断裂构造发育带内,受构造影响较大,如软质岩受构造影响严重节理裂隙发育呈碎裂岩散裂状结构。 4.3.1.3 边坡岩体的风化 岩体的风化一方面破坏了岩体的完整性,另一方面使岩石物质成份发生变化,导致物理力学性质改变,直接影响岩体的强度及结构特征,进而影响边坡的稳定。 19 4.3.2 边坡的开挖情况 边坡的开挖情况是边坡稳定与否的外在条件。它包括边坡的开挖高度、坡率、支护结构物的形式与规模。而现场桥墩路段边坡开挖前没有设计方案,为抢工期和施工方便,开挖边坡作施工场地和便道的随意性太强,当某一边坡的工程地质条件一定时,边坡的设计、施工方案则成了边坡稳定性的决定因素。 4.4 不稳定边坡工点的主要防治措施 针对各个工地的特点和地质特征,采取了一下工程措施: 1、 对规模大、地质条件差的工点采用预应力锚索加固; 2、 对岩质边坡,节理裂隙发育、有顺层滑动或倾倒破坏的工点采用预应 力锚索或锚杆加固; 3、 对边坡不高的全、强风化花岗岩或全、强风化板岩夹变质砂岩工点, 采用放缓边坡,边坡植草防护,坡脚设挡土墙固脚措施; 4、 对边坡较高的全、强风化花岗岩或全、强风化板岩夹变质砂岩工点, 如无放坡条件或放坡后减少桥柱埋深,深度影响墩 ,则采用用锚索或锚杆进 行边坡加固; 5、 对弃碴边坡,原则上采用清碴方案。如不能清碴,则设坡脚挡土墙, 边坡进行砌石防护处理; 6、 对一些由于开挖施工便道或修筑施工场地,而切脚开挖形成的边坡, 当切脚高度不大时,可采用回填土来稳定边坡的方案。 4.5 小结 不稳定边坡对桥梁桥墩有很大影响,减小边坡病害对桥梁基础的稳定有重要意义,在工程中应做到: 1、 重视地质勘察与测绘工作。详细的地质资料是桥下边坡治理设计的基础,必须委托有资质及丰富经验的单位进行该项工作。 2、 做好动态设计工作。由于边坡岩土体的复杂性及不确定性,难以在设计前探明边坡的全部情况,故必须设计与施工紧密配合,设计者及时根据施工反馈的信息调整方案,进一步完善设计。 3、 做好施工组织。对边坡的稳定状况应当有预见性,制定合理的施工程序和方法,减少对坡体的扰动和病害的产生,从而确保边坡的稳定。 20 第5章 结论 5.1 结论 本文对桥梁下部结构对常见病害进行了分析,并对相应病害的处理及预防进行了探索,重点对桥梁基础在施工中常遇问题进行了总结,对相关病害的治理进行了分析。但桥梁病害问题广泛,解决方法各异,本文只对钻孔桩施工中常见病害、旧桥基础冲刷及不稳定边坡对桥墩的影响等方面进行了分析。不能对桥梁病害进行全面的研究。桥梁基础、墩台的稳定对桥梁至关重要,桥梁病害问题需要不断研究,对其相关病害的分析总结促进了桥梁建设快速稳定的发展。 加强桥梁养护管理,保持桥梁结构部位始终处于正常、安全的技术状态,应按照“预防为主,防治结合”的原则,合理设计,严禁施工,全面养护,积极采用先进的技术和科学的管理方法,避免桥梁基础等病害的过早发生,确保桥梁安全,延长桥梁的使用寿命。 21 参考文献 [1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000;交通部发布,2000年8月 桥梁工程。北京:人民交通出版社 [2]范立础. [3]《桥梁学术讨论会论文集》,1991年,贵阳 [4]秦水法。《钻孔灌注桩的施工技术和质量控制》山西建筑,2001 [5]张美卿。钻孔灌注桩常见质量事故的预防。山西建筑,2001 [6]李斌。公路工程地质[M]北京:人民交通出版社,2001 [7]刘玉卓.《公路工程软基处理》,人民交通出版社,2003年2月 [8]殷永高,屠筱北.《公路地基处理》,人民交通出版社,2004年4月 [9]楚艳惠.《桥梁维修加固技术[J].交通世界》,2006 [10]李凤求,杨莉.《桥梁加固技术探讨》[J]湖南交通科技,2005 22
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