桥梁工程施工检测技术

桥梁工程施工检测1.概述2.桥涵工程基础检测3.桥梁上部结构检测4.桥梁荷载试验1.概述§1.1桥涵工程试验检测的内容§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述桥涵工程试验检测的内容随桥涵所处位置、结构形式和所用材料不同而异，应根据所建桥涵的具体情况按有关标准规范选定试验检测项目，一般常规桥涵试验检测的主要内容包括：1、施工准备阶段的试验检测项目①桥位放样测量；②钢材原材料试验；③钢结构连接性能试验；④预应力锚具、夹具和连接器试验；⑤水泥性能试验；⑥混凝土粗细集料试验；⑦混凝土配合比试验；⑧砌体材料性能试验；⑨台后压实标准试验；⑩其它成品、半成品试验检测；§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述2、施工过程中的试验检测①地基承载力试验检测；②基础位置、尺寸和标高检测；③钢筋位置尺寸和标高检测；④钢筋加工检测；⑤混凝土强度抽样试验；⑥砂浆强度抽样试验；⑦桩基检测；⑧墩、台位置、尺寸和标高检测；⑨上部结构（构件）位置、尺寸检测；⑩预制构件张拉、运输和安装强度控制试验；⑪预应力张拉控制检测；⑫桥梁上部结构标高、变形、内力（应力）监测；⑬支架内力、变形和稳定性监测；⑭钢结构连接加工检测；⑮钢构件防护涂装检测。§1.1桥涵工程试验检测的内容1.概述3．施工完成后的试验检测①桥梁总体检测；②桥梁荷载试验；③桥梁使用性能监测。2.桥涵工程基础检测§2.1地基承载力检测§2.2钻（挖）孔灌注桩检测§2.3基桩承载力检测§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测一.荷载板试验（一）荷载板试验原理：载荷板试验就是在欲试验的土层表面放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，每级荷载增量持续时间相同或接近，测记每级荷载作用下荷载板沉降量的稳定值，加载至总沉降量为25mm，或达到加载设备的最大容量为止，然后卸载，记录土的回弹值，持续时间应不小于一级荷载增量的持续时间。根据试验记录绘制P-S的关系曲线。分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。（二）仪器设备：１.荷载板（常用五千平方厘米的方或圆板）２.千斤顶、百分表３.反力梁、加载块§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测（三）试验方法试验加荷方法应采用分级维持荷载沉降相对稳定法。试验的加荷标准如下：试验的第一级荷载应接近卸去土的自重。每级荷载增量一般取被试地基土层预估极限承载力的1/8-1/10。施加的总荷载应尽量接近试验土层的极限荷载。各级荷载下沉降相对稳定标准一般采用连续2h的每小时沉降量不超过0.1mm，或连续1h的每30mm的沉降量不超过0.05mm。（四）土体极限状态：有下列现象之一时认为土体已达到极限状态，应停止试验。（1）承压板周围的土体有明显的侧向挤出或发生裂纹；（2）在24h内，沉降随时间趋于等速增加；（3）荷载P增加很小，但沉降量却急剧增大，P-S曲线出现陡降阶段。§2.1地基承载力检测2.桥涵工程基础检测二.标准贯入试验标准贯入试验是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将一定规格的标准贯入器先打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，将标准贯入器再打入土中30cm，用此30cm的锤击数作为标准贯入试验的指标。适用于砂土或粘土。试验设备标准贯入器、触探杆和穿心锤等。试验方法：（1）用钻机先钻到需要进行标准贯入试验的土层，清孔后，换用标准贯入器，并量得深度尺寸。（2）将贯入器垂直打入试验土层中，先打入15cm，不计击数，继续贯入土中30cm，记录其锤击数，次数即为标准贯入击数N。（3）提出贯入器，将贯入器中土样取出，进行鉴别、记录，然后换以钻探工具继续钻进，至下一需要进行试验的深度，重复上述操作，一般可每隔1-2m进行一次实验。（4）对于同一土层应进行多次试验，然后取锤击数的平均值。重型动力触探仪§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测二成孔质量检测三灌注桩完整性检测§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测（一）泥浆作用1.护壁---防止塌孔；2.排渣（正.反循环）（二）泥浆性能指标检测1.相对密度：可用泥浆相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆,然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即水平泡位于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度γx。若工地无以上仪器，可用一口杯先称其质量设为m1，再装满清水称其质量m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量设为m3，则γx=(m3－m1)/（m2－m1）。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测（二）泥浆性能指标检测2.粘度η：采用工地标准粘度计测定。用工地标准漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆7oomL均注入漏斗，然后使泥浆从漏头流出，流满500mL量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。校正方法：漏斗中注入7oomL清水，流出5oomL，所需时间应是15s,其偏差如超过±1s；测量泥浆粘度时应校正。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测（二）泥浆性能指标检测3.静切力θ工地可用浮筒切力计测定。量测时，先将约500mL泥浆搅匀后，立即倒切力计中，将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆面所对的刻度，即为泥浆的初切力。取出切力筒，按净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆后、静止10min，用上述方法量测，所得即为泥浆的终切力。它们的单位均为Pa。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测（二）泥浆性能指标检测4.含砂率工地可用含砂率计测定。量测时，把调好的泥浆500mL倒进含砂率计，然后再倒进清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积（由仪器刻度上读出）乘2就是含砂率（有一种大型的含砂率计，内装9oomL的，从刻度读出的数不乘2即为含砂率）。5．胶休率（%）胶休率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法可将100mL泥浆倒人100mL的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后、量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5mL，则胶体率为100－5=95，即95％。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测一泥浆性能指标检测（二）泥浆性能指标检测6．失水率（mL／30min）用一张12cmxl2cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆，将2mL的泥浆滴人圆圈内，30min后，测量湿圆圈的平均直径减去泥浆摊平的直径（mm）,即为失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度（mm）即为泥皮厚度。泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2~3mm。7．酸碱度即酸和碱的强度简称，也有简称为酸碱值的。pH值是常用的酸碱标度之一。工地测量pH值方法，可取一条pH试纸放在泥浆面上,0.5s后拿出来与标准颜色相比，即可读出pH值。也可用pH酸碱计,将其探针插人泥浆，直接读出pH值。冲击钻钻孔施工泥浆护壁§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测二成孔质量检测检测内容：1.桩位偏差采用全站仪检测，桩中心位置偏差对于群桩不得大于100mm，单排桩不得大于50mm。2.孔径桩的孔径不小于设计直径3.桩倾斜度一般要求对于竖直桩允许偏差不应超过1%，斜桩不应超过设计倾斜度的±2.5%。4.孔底沉淀厚度须满足《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000)的要求。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测三灌注桩完整性检测混凝土灌注桩是桥梁及建筑结构物常用的基桩形式之一，灌注桩的成桩过程是在桩位处的地面下或水下完成，施工工序多，质量控制难度大，稍有不慎极易产生断桩等严重缺陷，据统计国内外钻孔灌注桩的事故率高达5％～10％。因此，灌注桩的质量检测就显得格外重要。灌注桩成桩质量通常存在两方面问题：一是属于桩身完整性；常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝密实性较差等；二是嵌岩桩，影响桩底支承条件的质量问题，主要是灌注混凝土前清孔不彻底，孔底沉淀厚度超过规定极限，影响承载力。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测三灌注桩完整性检测检测方法有：１.钻芯检验法：即用地质钻机在桩身沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观测来确定桩的质量。２.振动检测法（动测法）：包括（敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法）３.超声脉冲检测法：该法是在检测砼缺陷技术基础上发展起来的。其方法是在桩砼灌注前沿桩长度平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射和接收换能器通道。检测时，探头分别在两个管子中分别同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过砼时各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上砼的质量。４.射线法：射线法是以放射性同位素辐射线在砼中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过砼时，因砼质量不同或存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化，据此来判断桩的质量。钻芯检验法§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测三灌注桩完整性检测（一）反射波法（1）反射波法原理：在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗界面（如断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接收、放大和数据处理分析，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，判断桩身完整性和砼强度等级估计。（2）仪器设备及要求：仪器宜由传感器和放大、滤波、记录、处理、监测系统以及激振设备和专用附件组成。传感器用宽频带的速度型或加速度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于300mV/cm/s，加速度型传感器灵敏度应大于100mV/g。放大系统的增益应大于60dB，长期变化量应小于1%。折合输入端的噪声水平应低于3V。频带宽度应不窄于10～1000Hz，滤波频率可调整。模/数转换器的位数不应小于8bit。采样时间宜为50～1000s，可分数档调整。多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于3%，相位偏差应小于0.1ms。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测三灌注桩完整性检测（一）反射波法（3）现场检测及注意事项①被检测桩应凿去浮浆，使桩头平整。②检测前对仪器设备检查调试，仪器工作性能正常方可测试。③每个检测工地均应进行激励方式和接收条件的选择试验，确定最佳激励方式和接收条件。④激振点宜选择在桩头中心部位，传感器稳固地安置在桩头上，对于大直径的桩可安置两个或多个传感器。⑤当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。⑥为提高分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率传感器和放大器。⑦断别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接收，进行辅助判定。⑧每根被检测单桩均应进行三次以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试不良因素再重复测试。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测三灌注桩完整性检测（一）反射波法（4）实测曲线判读解释的基本方法１）缺陷存在可能性判读:桩底反射明显，一般表明桩身完整性好，或缺陷轻微、规模小。另外，还可通过换算桩身平均纵波速来评价桩身是否有缺陷及严重程度。２）多次反射及多层反射问题多次反射：即缺陷反射波在桩顶面与缺陷面间来回反射，其主要特征是反射波至时间成倍增加，反射波能量有规律的衰减。多层反射：往往是杂乱的，不具有上述规律性。（5）影响基桩质量检测波形的因素分析１）露出桩头的钢筋对波形的影响:这是因为在桩头激振时，钢筋所产生的回声极易被检波器接收。２）桩头破损对波形的影响:由于桩头破损，这将使弹性波能量很快衰减，从而削弱桩间及桩底反射信息，影响了波形的识别。§2.2钻（挖）孔灌注桩检测2.桥涵工程基础检测三灌注桩完整性检测（一）反射波法（6）检测数据的处理与判定桩身混凝土的波速Vp=2L/T(1)反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易于读取反射波到达时间，及桩身混凝土平均波速较高的桩为完整性好的单桩。(2)反射波到达时间小于桩底反射波到达时间；且波幅较大，往往出现多次反射，