钢管桩检测方法

2024-12-02

钢管桩检测方法(8篇)

1.钢管桩检测方法 篇一

3.1选定关键设计指标控制因素

合理的钢管桩平台设计是保证钢管桩平台安全使用的前提,钢管桩平台搭设需经过结构设计及验算,确定各构件的受力及构件选型,严禁以牺牲钢管桩平台结构安全进行的任何搭设成本优化。

(1)独立钢管桩平台。为便于钢管桩平台的拆卸,独立钢管桩均采用震动锤沉设,其进入覆盖层及强风化岩厚度是确保钢管桩承载力与稳定的关键因素,合理的贯入度设计及严格的施工控制是钢管桩平台安全使用的基础,必须在实际操作过程中反复核算独立钢管桩平台钢管桩的贯入深度是否满足平台稳定要求,并对施工现场地质进行详细勘察,结合地质详勘报告进行平台钢管桩的贯入度设计。(2)结构钢管桩平台。承重牛腿是结构钢管桩平台荷载传递给钢管桩的.最重要联系构件,其设计不能“过大”、也不能“过小”。合理的牛腿及连接焊缝设计是结构钢管桩平台设计关键控制指标,设计时必须根据规范及安全需要,严格规定焊接长度、焊接饱满度、焊缝余高等,以保证钢管桩平台受力和使用的安全。

3.2严控钢管桩平台作业施工安全要素

3.2.1平台搭设。制定严格水上作业安全管理规定,具体包括:凡参与水上作业的人员须穿好救生衣、系好安全带、穿好防滑鞋,安全员要应不定时现场巡视;焊接牛腿、横联和斜撑人员(或辅助人员)必须进入加工好的挂蓝内作业,必须保证挂钩、蓝底以及爬梯的安全性;横联吊装不得斜吊,指挥人员必须站在通视良好的方位,辅助接料人员待吊物平衡稳定后方进行扶持,横联两端均焊接固定后方可脱钩;不得在工作现场堆积大量的物资材料或机具,防止超重引起坍塌事故。传递材料人员必须待对方接牢后方准松手;大风天气风向超过5级、大雨天气不得进行该工序作业。3.2.2施工作业面安全控制要素。(1)钢管桩平台面层铺设好后,及时安装栏杆以及其它安全设施(标志、安全网、救生设施),栏杆围护应做到钢管桩平台四周全封闭,栏杆牢固可靠、安全警示标示醒目,在已搭设区和未搭设区交接处设置移动围护栏杆,围栏的搭设高度须满足规范要求1.2m。(2)预留孔洞在没有上钻机之前必须设置防护措施(栏杆、警示标志、安全网),钢管桩平台上为钻机预留的水泵抽水孔及回旋钻机预留的出渣孔须统一规划,使用时设置防护措施,严禁在钢管桩平台上随意开设孔洞。(3)施工前应编制钢管桩平台沉降位移观测方案,在钢管桩平台上设置位移及沉降观测点,定期对钢管桩平台的变形进行观测及记录。(4)每天须有专人对钢管桩平台的上、下部结构重点部位进行安全检查。严格执行“一看、二查、三问、四反馈”的检查方法。即:一看:看钢管桩平台整体使用状态;二查:对钢管桩平台重点部位进行逐一检查;三问:通过对钢管桩平台上作业人员询问,了解钢管桩平台是否有出现使用异常情况;四反馈:将检查结果及时向主管生产安全负责人汇报,及时对发现问题下发整改通知及修复措施。钢管桩平台需重点检查部位包括:A.承重牛腿使用情况;B.面板与纵梁的连接是否出现脱焊及面板凹陷翘起情况;C.纵梁变形情况、是否在重点受力区域上有异常变形;D.纵、横向分配梁间接触情况是否存在明显位移、变形、开裂等情况;E.主梁的变形、位移情况;F.钢管桩顶部与横梁是否有较大间隙或错位等。(5)桩基施工过程中,钻机及辅助设施、材料的布置应根据施工进度统一规划、合理布设,严禁钻机及辅助设备集中布置以及单边不均匀布设。材料的堆放合理,传递有序,大件材料应有防掉落措施。(6)临时用电管理,必须坚持“一机、一闸、一箱”和“三级配电二级保护”的用电安全原则,禁止私拉乱接。现场电工每天应对现场用电加强检查巡视,做好巡视记录。(7)焊割作业管理,电焊作业属于特种作业,容易发生触电事故和火灾事故,在工地进行焊接作业时,要严格执行电、气焊安全操作规程;氧气乙炔按规范要求放置,不得在乙炔瓶和氧气瓶周围用火、抽烟和乱扔烟头。(8)起重作业管理,起重作业为特种作业,必须严格按操作规程执行,起重设备应进行定期和不定期的检查。在钢管桩平台上因作业面小,吊装作业时必须设置警戒区域,起吊半径内不得有无关人员靠近。

3.3制定钢管桩平台安全隐患处理及紧急预案

根据桩基钢管桩平台施工的复杂性及特殊性,为保证桩基钢管桩施工安全,应做好安全隐患事前控制,并建立有效的紧急状态下处理预案。3.3.1安全隐患处理原则。(1)安全处理原则,即一个安全隐患多重防护处理。(2)单项隐患综合处理原则,即从“人、机、环”三者匹配处理。(3)直接隐患与间接隐患并治、预防与减灾并重处理原则。(4)静态处理与动态处理结合原则。(5)人人做到“四勤”的基本要求,即眼勤要看、嘴勤要说、手勤要做、腿勤要动。3.3.2安全隐患处理方法。(1)当场指出,及时纠正,预防事故发生。(2)做好记录,限期整改,消除潜在隐患。(3)分析统计,查找原因,制定相应措施。(4)跟踪整改,效果检验,责任到人着地。(5)总结提高,完善制度达到良性循环3.3.3安全隐患紧急预案制定。桩基钢管桩施工至少应包括如下安全预案,即《钢管桩平台安全事故应急预案》、《钢管桩平台位移及沉降处理预案》、《钢管桩平台防洪度汛预案》等。

4结束语

桩基钢管桩平台施工必须坚持“安全第一、预防为主”的安全生产方针,消除安全隐患,杜绝安全事故发生。同时应根据桩基钢管桩平台施工的特点、环境条件、设备等综合因素采取有针对性的安全管理控制措施,不断进行管理创新,加大落实具体责任,努力提高安全管理水平,确保桩基钢管桩平台施工的安全生产。本文依托具体工程项目,对工程项目中安全管理问题和管理方法进行了具体的总结,并对桩基钢管桩平台施工过程中危险源识别、安全管理方法实施等方面进行了深入的分析和研究,研究成果可以为桩基钢管桩平台及类似项目施工安全管理提供依据和方法参考。

参考文献:

[1]建筑桩基技术规范(JGJ94-).

[2]建筑施工安全检查标准(JGJ59-99).

[3]水运工程施工安全防护技术规范(JTS205-1-2008).

2.钢管桩检测方法 篇二

1 管桩缺陷的原因和处理措施

1.1 浅部裂缝

造成浅部裂缝的原因有三方面:1)场地基础开挖时,施工单位没有严格执行开挖程序及要求,挖机碰到桩顶,这类情况较常见;2)场地存在暗浜等不良地质现象,开挖后进行换填处理时,挖机碰到桩身或土体失稳挤压桩身;3)采用压入法沉桩,沉桩路线欠科学,压机移动过程中,对先前压入的桩碾压造成。

采取措施有:根据检测提供的缺陷位置,先将桩周边的土方进行挖除,挖到缺陷部位以下20 cm,采用比原桩径大100 mm的模板支撑,用高强度混凝土进行桩周浇灌,同时桩内径钢筋笼子加长,超过缺陷位置20 cm左右,进行灌芯。如果是断裂缺陷则根据检测提供的缺陷位置,先将断桩部分周边的土方进行挖除,挖到断裂部位,人工凿除断裂位置以上混凝土桩,焊接直径较大的主筋,采用比原桩径大100 mm的模板,同时桩内径钢筋笼子加长,过缺陷位置20 cm左右,同时用高强度的混凝土进行浇灌。

1.2 深部缺陷

深部缺陷较少见,也容易被忽视,主要是由于位置较深,检测信号的衰减,无法检测到,还有就是往往由于接桩反映的存在,无法检测到接桩以下的缺陷。

造成原因有:1)基桩施工前,由于运输吊装过程中桩身裂缝。2)采用打入法时,多次锤击下,桩身内产生的较大拉压应力,桩身产生裂缝。

采取处理措施:1)采用预防措施,运输吊装中按规定执行,发现有明显裂缝,禁止施工。2)采用打入法时,最好先进行高应变打桩监测,桩身内产生的拉压应力控制在桩本身材料强度范围内。

1.3 接桩部位欠密贴

此类缺陷也较常见,仅仅依靠低应变动测曲线直接判定接桩缺陷性质很困难,也是不客观的。低应变动测中的接桩问题是从桩身完整性角度来看,而由于桩身完整性与承载力是从不同角度评价基桩问题,低应变曲线形态相似的桩,承载力可能大不一样,因此要充分利用静载荷及高应变等检测手段综合判定。

造成原因有:1)接桩处焊接存在问题:施工单位为了赶工期,或焊接工人责任心不强,焊接质量差,或冷却时间不足。2)沉桩过程的问题:采用打入法时,由于砂性土存在,沉桩困难,多次锤击下,桩身内产生较大的拉压应力,造成脱焊。3)桩顶平整的问题:桩顶本身不平而造成的,或接桩处缝隙大且垫片填充不均匀。4)浮力的影响:特别是大直径的桩,上浮力很大时,甚至大于焊缝连接强度。

采取处理措施:1)补桩处理,该方法最有效,较适用于存在大面积接桩有问题的桩时,但该方法所需费用较大,工期较长。2)对接桩有问题的桩可以采取重新打入或压入,此举仅能达到接桩处密合,而不能达到上下接桩连接成为整体,须考虑水平剪切力。3)根据基桩情况,调整上部荷载重新设计。

2 结语

3.水上栈桥平台钢管桩施工问题研究 篇三

【关键词】钢管桩;承载力;施工技术

0.引言

拟建的某大桥主桥为193+332+113米高低塔混凝土斜拉桥,引桥为2×(3×40)米预应力混凝土先简支后连续小箱梁,桥梁全长888米,施工期间水深约为8米,根据地质钻探资料显示,河床地质情况如下:

①水深8米。

②岸例:0~7m为粘土,硬塑浅黄色,韧性及干强度。

③7m~9.8m为粉砂,灰色,含少量粘土及腐殖质,饱和,稍密。

④北侧河床:0~0.3m为粉土,软塑,黄色,含大量粉砂及少量砾石,韧性及干强度低。

⑤0.3m~33.4m中风化泥岩,紫红,灰黑色,泥质结构,中厚层状,构造岩石较软,岩体较破碎较完整,裂隙较发育,钻进慢,岩石呈短柱状块状。

1.水上平台设计方案

根据现场施工需要,8#墩采用施工钢栈桥。根据现场地形地貌并结合荷载使用要求,经过现场勘查,结合桩基平台需要钢栈桥规模拟定为栈桥全长130m,标准跨径为12m,桥面净宽均为6m,钢栈桥结构如下:

①基础结构为:钢管桩基础。

②下部结构为:工字钢模纵梁。

③上部结构为:贝雷片纵梁。

④桥面结构为:装配式公路钢栈桥用桥面板。

⑤防护结构为:小钢管护栏。

2.钢管桩受力计算

单墩布置单排3根钢管桩径?529mm,壁厚10mm,横向间距2.2m,桩顶布置2根[32b]字钢横梁,管桩与管桩之间用[20b]槽钢水平向和剪刀向牢固焊接。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024—85),沉入桩的承载力容许值:[Ra]=1/2(∪∑aili+αAOR)

由于该公式只适用于混凝土管桩或者闭口的钢管桩,对于本方案中的敞口式钢管桩,该公式是否适合,规范没有说明。

因为敞口式钢管桩管壁较薄,钢管桩沉入过程中,桩端土的一部分被挤向外围,一部分涌入管内形成“土塞”,土塞受到管壁摩阻力作用将产生一定压缩,可以增加桩基的端承力,从而提高单桩的垂直承载力,由于公路桥梁规范没有用于空心钢管桩承载力的专用计算公式,因此钢管桩承载力可采用《建筑桩基技术规范》的钢管桩竖向承载力计算公式进行计算,根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定钢管桩竖向极限承载力标准时,计算式如下:

Quk+Qpk=λδ∪∑qsik+λpqpk×Ap

U—桩身周长;

qsik—桩侧向第i层土的极限侧阻力标准值;

qpk—极限端阻力标准值;

λp—桩端闭塞效应系数,对于闭口钢管桩,λp=1。

对于敞口钢管桩,按下式进行算:

当hb/ds<时,λp=0.16hb/ds×λδ。

当hb/ds≥5时,λp=0.8λδ。

hb—桩端进行持力层深度;

ds—钢管桩外直径;

λδ—侧阻挤土效应系数,对闭口钢管桩;

λδ=1,对于敞口钢管桩,λδ按下表确定:

Ar:钢管桩的截面面积。

图 钢管桩立面与平面图

钢管立柱受力验算:

受力模式分析:500KN汽车位于墩位处时钢管承担最大作用力,中间1根受力最大为430.3KN。根据勘测资料,钢管立柱持力层为泥岩,强度为15MPa。

⑴单桩轴向承载力

[Ra]=cAf+uchf+ξulq=0.5×0.75×15000×3.14×(0.529÷2)2=1235KN>430.3KN

⑵计算露钢管稳定σcr

设钢管桩一端固定,一端自由的压杆

钢管桩截面惯性半径 i==/4=73.4cm

截面面积:A=0.785×(52.92-50.92)=163cm2

柔度λ=ul/i=2×1300/73.4=35.4

查表知稳定系数ψ=0.918

应力σ===28.7MPa<[σ]=145MPa满足要求。

综上所述:墩位下部结构采用单排3根钢管立柱满足使用要求。

钢管桩抗压稳定性验算:

受力模式分析:500KN汽车位于墩位处时钢管承担最大作用力,中间1根受力最大为430.3KN。根据勘测资料,钢管立柱持力层为泥岩,强度为15MPa。

⑴单桩轴向承载力

[Ra]=cAf+uchf+ξulq

=0.5×0.75×15000×3.14×(0.529÷2)2

=1235KN>430.3KN

⑵计算露钢管稳定σcr

设钢管桩一端固定,一端自由的压杆

钢管桩截面惯性半径 i==/4=73.4cm

截面面积:A=0.785×(52.92-50.92)=163cm2

柔度λ=ul/i=2×1300/73.4=35.4

查表知稳定系数ψ=0.918

应力σ===28.7MPa<[σ]=145MPa满足要求。

综上所述:墩位下部结构采用单排3根钢管立柱满足使用要求。

3.结语

钢管桩施工技术目前已得到广泛应用,但钢管桩施工时一些指标在公路桥涵施工技术规范中没有数据可依,施工时应满足基本的规范要求,要求做到多借鉴、多实验、多总结,确保工程质量达到新的高度。

【参考文献】

[1]公路桥涵施工技术规范.JTJ041-2000.

4.浅述钢管桩加固县道施工技术 篇四

贵州省贵阳绕城高速公路西南段大河边特大桥位于贵阳市金竹镇大河边村, 桥长632m, 于高速公路里程K24+570~K25+190之间, 横跨贵阳市饮水源阿哈水库库尾。

桥址区地处云贵高原中底山丘峰峡谷地段, 所要跨越的阿哈水库位于里程K24+690~K24+860之间, 宽约170m, 库区水体较深, 库岸两侧地形陡峭, 自然坡度约为35°, 海拔为1103.6~1215.2m, 相对高差111.6m;在K24+275~K24+690之间为二叠系地层, 主要表现为强烈地剥蚀构造类地貌, 属陡斜反向坡地形。区内植被较发育。

大河边特大桥1#主墩设计承台顶标高为1112.806m, 底标高1107.806m, 中线桩号为K24+680m。基坑开挖后缘局部切入县道0.61m, 考虑1#主墩承台基础开挖后, 基坑后缘与县道公路间将形成近11米的垂直临空面, 且岩层顺坡向、易滑动, 在县道公路与承台的施工时将造成边坡不稳定;另外, 在1#主墩桩基开挖过程中, 标高在1109m时出现山体渗水面。

鉴于此情况, 先是采用改线的方式解决县道公路与承台后缘的距离, 以便于承台基坑放坡, 因山体岩层产状为顺坡向, 已造成改线过程中山体滑坡, 施工受阻。故采用钢管桩支护及加固地基的方式解决县道公路及1号承台基础后缘的稳定。

1 岩土工程特征

承台与县道公路交叉点高程1117.553m, 1117.553m~1108.5m为碎石土, 1108.5m~1103m为全风化泥页岩, 1103m~1095m为强风化泥页岩, 1095m~1086m为强至弱风化碳质泥页岩。

2 钢管桩注浆加固方案

采用钢管桩加固结灌浆相结合的施工方案, 固结灌浆利用钢管桩钻孔向周边土体及强风化松散岩体中灌入水泥浆液, 充填土体及松散岩体的孔隙, 加固地基, 钢管桩起支护边坡及稳定地基的作用, 再用钢筋及混凝土基础将钢管桩连接为整体。

3 主要施工工艺 (见图1)

4 主要施工方法

布孔原则:距1号墩基坑后缘1.5m布设A、B、C、D线4排φ108×6mm、@1.0×1.0m、L=27m的梅花形布置钢管桩, 共142个孔。其中, A、B线的孔距为1.0m, 线距为1.0m, 呈梅花桩布设, 其设计钢管桩A线为23个孔, 主要防护承台基坑与县道交叉部分;B线为39个孔;C、D线孔距为1.0m, 线距为1.0m, 设计钢管桩每排40个孔。孔深为27m (需进入弱风化硅质灰岩3.0m) 。钻孔直径为Φ110mm, 钢管桩采用普20φ76mm×4.5mm钢管。精确放样, 钻机及时就位, 并保证钻机的垂直度。

(2) 钻机成孔的同时, 及时调运钢管桩等施工材料并根据前期钻孔施工的具体情况对施工材料进行合理调配、适当的增减。

(3) 成孔时需注意钻孔的垂直度, 避免成孔倾斜度过大出现串孔现象。所选用的钻头直径尽量保证与钢管直径一致。

(4) 及时清孔。钢管桩同样要严格控制桩底沉渣, 施工时可通过压入高压空气或高压水, 从孔底向上进行清理, 以确保沉渣不沉积在孔底以及钢管桩中, 避免因为沉渣破坏桩底混凝土与基岩的胶结程度、影响钢管桩的嵌固效果。

(5) 下钢管桩。钢管按50cm间距布置梅花形注浆孔;出于安全考虑, 一次下管长度应不超出塔吊高度, 接头处需用电焊焊接连接, 焊缝强度、长度等需满足相应的施工规范要求。

(6) 钢管桩灌浆。可直接将带有规定压力的水泥浆渗透固结压浆, 即沿钢管桩灌入, 钢管水泥浆液受压由下而上, 充填钢管桩、桩底岩层裂隙以及钢管桩与钻孔之间的空隙。灌浆浆液采用PO42.5普通硅酸盐水泥, 配合比为1:1~0.75, 灌浆压力0.5~1.0MPa, 压力由小到大。当压力稳定10分钟可停止, 灌入水泥浆要求强度M20。钢管桩成孔灌浆需分序进行。

(7) 补浆。水泥浆液在凝固过程中有一定比例的收缩效应, 且可能在固结过程中渗入钢管下端的岩缝, 所以钢管桩顶部水泥砂浆顶面会下降, 需进行补浆, 避免钢管桩顶部出现空洞。

(8) 沿钢管桩开挖坑槽, 距钢管顶部0.1m沿横桥向焊接双层Φ16mm钢筋对钢管桩进行横向连接, 沿纵桥向间隔3.0m焊接双层Φ16mm钢筋对钢管桩进行纵向连接, 再浇筑0.3×0.3m的C25混凝土条型基础, 完成钢管桩加固方案施工。

5 结语

采用钢管桩注浆加固方法, 时间短, 见效快, 施工工期仅一个月, 同时不影响县道通车, 也不影响大桥施工工期, 非常实用。

参考文献

[1]公路工程质量检验评定标准JTJ071-2003[S].北京:人民交通出版社, 2003.

5.钢管桩检测方法 篇五

【关键词】预应力砼管桩;施工;质量;控制;方法

一、前言

传统预应力砼管桩施工中,主要采用的施工方法為锤击法。随着建筑工程项目施工技术的进一步发展,静压法在预应力砼管桩施工中的应用逐渐广泛;静压预应力砼管桩具有使用性能高、施工成本低、承载能力强等多个优点,预应力砼管桩施工人员在采用静压法施工的时候,应当对预应力砼管桩施工质量进行严格的控制,只有这样才能够保证预应力砼管桩的性能能够得到充分的发挥。

二、前期施工质量的控制

1、重视施工前期的审核

施工单位在开展预应力砼管桩施工之前,应当严格执行审核制度,确保预应力砼管桩施工中的各个要素到位。审核工作主要包括:①对预应力砼管桩施工中各个部门的工作人员进行清点;②考核施工人员的实践技能,通过考核的施工人员才能够上岗操作;③核对预应力砼管桩施工方案,保证施工方案符合施工现场的实际状况,确保施工方案合理之后,由建筑工程项目负责人组织预应力砼管桩施工。

2、重视施工前期的检查

预应力砼管桩在运至施工现场之后,施工单位应当安排专人对桩身弯曲度、桩身长度、壁厚以及管桩外径进行严格的检查,并且对指标参数进行严格仔细的核对,对于质量不符合相关规定的砼管桩。同时,施工人员还要根据施工设计图纸,检查预应力砼管桩的表面状况,例如:预应力砼管桩表面有无出现断裂、裂缝等一系列不良状况。

3、重视施工前期的协调

预应力砼管桩施工前期中的协调工作,主要就是对施工机械设备进行协调,特别是在压桩机的选择方面。施工单位应当根据施工图纸、砼管桩型号的一系列情况,对压桩机进行合理的选择。在操作压桩机可能会发生故障,所以必须预先对紧急处理方案进行制定,防止由于压桩机施工中断对预应力砼管桩施工质量造成影响。

4、重视施工前期的定位

施工单位应当重视预应力砼管桩分布定位的准确性,桩位与放线是否符合相关规定中的标准,直接影响着建筑物的整体质量。工程检测人员应当将施工现场中的测量数据综合起来,然后对预应力砼管桩基线的位置进行确定,并且按照施工设计图纸的要求对定位线进行布置。管桩定位完成之后,监理人员对其进行审核,保证无误之后才能够正式的进行施工。

三、施工过程中的质量控制

1、控制压桩的质量

压桩过程中质量控制的重点,主要在于确保桩的垂直度,每次对一段桩压进,都要对桩身垂直度进行测量,只有这样才能够确保管桩垂直度符合相关规定中的标准。施工人员在压桩过程中,应当实时对桩位的状态进行观察,避免桩位发生偏移现象;通常情况下,压桩深度达到1m之后,应当暂停施工,在确定桩身垂直度符合标准之后,才能够进行压桩施工。

2、控制接桩的质量

接桩施工在开始之前,应当检查砼管桩桩头与地面间隔距离的长短,一般情况下,两桩间距在1-1.2m之间的时候,就可以进行焊接接桩施工,如图1所示。焊接之前,应当对钢板上的杂物进行清理,保证连接位置之后再对其进行焊接施工。技术人员应当对焊接层数进行严格的控制,保障上管桩与下管桩处于同一条中心线上,这是接桩施工的重中之重,一旦上下管桩出现偏移状况,应当及时的对其进行纠正处理。

3、控制终压的质量

在对终压方案进行制定的过程中,应当充分考虑桩土、桩长以及桩型等多个方面,还要根据实际情况选择相应的终压措施。对于终压技术指标的确定,一般情况下要重视两个方面的要求:一方面是根据施工图纸上的相关规定对终压参数进行确定,另一个方面是根据施工现场中的实际状况,对下压深度进行合理的分析,使用测量仪器进行终压形成的桩顶标高进行严密的观测。

4、特殊处理

预应力砼管桩施工过程中,难免会遇到一些比较特殊的情况,施工人员在面对特殊情况的时候,应当对其进行及时、有效的处理。例如:在遇到雨水天气的时候,施工人员应当在施工现场中对集水井进行布置或者对排水沟进行开挖,及时的将雨水排出施工现场,如果预应力砼管桩垂直度出现偏移状况,那么应当立即停止预应力砼管桩施工,使用施工机械设备将预应力砼管桩架住之后,对其进行适当的调整,确保垂直度符合相关规定标准之后,才能继续进行施工。

四、结语

预应力砼管桩施工是建筑工程项目建设中的一种新技术,施工人员在进行预应力砼管桩施工之前,应当全面了解与掌握建筑工程施工现场的实际情况;在施工过程中严格按照相关规定中的要求进行施工,制定合理的应急处理方案,才能够有效的控制预应力砼管桩施工的质量。

参考文献:

[1]王城杰,王玉格,赵国良.预应力砼管桩静压施工的质量控制[J].黑龙江科技信息,2013(03).

[2]赵建中.静压预应力砼管桩施工质量控制[J].江西建材,2013(28).

6.钢管桩检测方法 篇六

洪水水流的作用使平台钢管桩处于持续不断的流动及尾涡作用之下, 虽然涡脱落本身没有太大危害, 但是当涡脱落频率与立管的固有频率接近时, 就会引起结构的共振, 其响应的幅值依赖于结构的阻尼和相对于结构的流体运动, 这样的振动会与结构“锁频”, 从而可能造成结构的破坏, 影响结构的寿命。对于洪水期河流平台钢管桩基础, 由涡激振动导致的应力是其中一个重要的疲劳载荷。它对基础工程的影响主要有:

(1) 由于扩大拖曳而增大变形;

(2) 由于涡激振动引起的动力应力而导致结构疲劳损伤。

旋涡脱落现象在洪水期河流基础工程结构中诱发的大振幅振动, 在工程实践中有着很重要的意义。所以正确确定平台钢管桩的固有频率来及时采取必要的措施应对洪水涡激振动的影响就是要解决的一个重要课题。

动力特性分析又称为模态分析, 用于确定所要设计的结构的振动特性, 即计算结构的固有频率和主振型, 而且这一部分也是分析结构动力响应的基础。模态分析的实质是计算结构振动特征方程的特征值和特征向量问题。

1 模态的求解方法

1.1 数学模型

由固体振动力学和流体力学的知识可知, 钢管桩系统的结构动力学方程具有如下的形式:

[Μ]{X}+[C]{X˙}+[Κ]{X}={0} (1)

其中:[M]—质量矩阵;

[C]—阻尼矩阵;

[K]—刚度矩阵;

[X]—位移向量;

[X˙]—速度向量;

[X]—加速度向量。

显然, 不考虑流体的作用时, 考虑立管的无阻尼自由振动, 则动力学方程阻尼力项和外激励力项为零, 式 (1) 变为如下的形式:

[Μ]{X}+[Κ]{X}={0} (2)

如果令

{X}={Φ}sin{ωt+Φ} (3)

则有

{X}=-ω2{Φ}sin (ωt+Φ) (4)

将式 (4) 代入运动方程 (2) , 可以得到:

([K]-ω2[M]) {Φ}={0} (5)

式 (5) 称为结构振动的特征方程。模态分析就是计算该特征方程的特征值及其对应的特征向量, 即固有频率和振型。

1.2 ANSYS中模态求解方法

在ANSYS中, 模态分析是线性分析, 即使定义了非线性单元也将被忽略。采用ANSYS软件进行结构的模态分析有以下6种求解方法:

(1) 分块兰索斯方法 (Block Lanczos) (缺省) —适用于大型对称特征值问题;

(2) 子空间法 (Subspace) —适用于大型对称特征值问题, 可用几种求解控制选项控制子空间迭代过程;

(3) 快速动力法 (Power Danamics) —适用于非常大的模型 (100000个自由度以上) , 此法特别适合于只求解结构前几阶模态, 以了解结构将如何响应的情形, 接着可以选择合适的提取方法以求得最终的解;

(4) 降阶法 (Reduced) —此法比子空间法快, 但此法的精度较低;

(5) 非对称法 (Unsymmetric) —用于系统矩阵为非对称矩阵的情况;

(6) 阻尼法 (Damped) —用于阻尼不可忽略的问题。

ANSYS中典型的模态求解过程主要包括建模、加载及模态求解、扩展模态和查看结果4个步骤。详细步骤过程如下:

(1) 建模

模态分析中的建模过程主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。

ANSYS中模态分析建模需要注意:

①模态分析属于线性分析, 只有线性行为是有效的;

②材料可以是线性的或非线性的、各向同性的或正交各向异性的、恒定的或和温度相关的。

在模态分析中必须指定弹性模量Ex (或某种形式的刚度) 和密度DENS (或某种形式的质量) , 而非线性特性将被忽略。

(2) 加载及求解

①进入ANSYS求解器;

②制定分析类型和分析选项;

③在模型上加载荷;

④指定载荷步选项;

⑤将数据备份;

⑥开始求解计算;

⑦退出求解器。

(3) 扩展模态

模态求解完成后, 模态振型被写入结果文件, 可通过通用后处理器POST1观察结构的模态振型。如果观察特定振型中的相对应力和应变等派生数据时, 需要扩展模态。

(4) 查看结果

计算完后可在POST1查看结果, 即普通后处理器中观察模态分析的结果 (即模态扩展处理的结果) 被写入到结果分析文件Jobname.RTS中, 这些结果包括:

①结构的固有频率;

②扩展的振型;

③相对的应力分布。

2 钢管桩的动力特性求解

2.1 ANASYS有限元模型

在ANSYS中采用管单元PIPE16建立钢管桩基础的模型。PIPE16单元是一个可以承受轴向张力、压力、扭矩和弯矩的单轴向对称单元, 该单元有两个节点, 每个节点都具有6个方向的自由度:沿节点X、Y、Z方向的平移和绕结点X、Y、Z轴的旋转, 如图1所示。

模型的建立假定钢管桩是均匀圆环形截面, 下端竖直地固结在河底基础上, 上端为自由端的梁结构, 如图2所示。

2.2 工程实例求解

在实际有限元求解中采用分块兰索斯方法, 对钢管桩的动力特性进行计算, 在没有预应力作用下计算钢管桩的固有频率。钢管的物理参数列于表1, 表2是应用有限元法所得到的钢管1~6阶的计算结果。

3 计算结果分析

以下计算模型钢管的物理特性参数同表1, 并考虑立管的重力作用。如果钢管的一阶固有频率超过旋涡释放频率的一定范围, 就可以避免锁定现象的发生, 就可以避免破坏发生。

为了避免钢管桩发生破坏, 在设计选用时就必须考虑钢管桩具体的物理参数的合理设置, 设计时尽可能使钢管的固有频率避开涡脱落频率, 避免造成锁频现象。

图3、图4、图5就是详细对比了钢管桩的物理参数改变值对结构固有频率的影响。通过对比可以看出:钢管桩的固有频率和其自身长度成反比, 随着长度的增长其固有频率急剧下降;当长度与壁厚一定时, 固有频率与钢管桩外径成反比;当外径与长度一定时, 固有频率与桩壁厚度成反比, 桩壁厚度增加固有频率反而减小了。

4 结语

通过对钢管桩结构的模态求解分析可以得出结果的固有频率, 为结构的动力分析奠定了基础。通过其后的对钢管桩物理特性参数的分析得出了固有频率与桩长、桩外径、桩壁壁厚都成反比的关系。但是通过比较分析发现桩长对钢管桩的固有频率影响最大, 随着桩长加大固有频率急剧下降, 实际工程中应该综合考虑各因素的影响, 合理取值确定物理参数, 以避免洪水来临时发生锁频现象, 造成结构破坏。

摘要:介绍了平台钢管桩动力特性的求解方法。由于洪水期水流与钢管桩产生涡激振动, 故首先需要分析钢管桩自身的动力特性也就是确定钢管桩的固有频率。动力特性求解就是模态求解, 在详细讨论了模态求解的原理和方法的基础上, 对大桥平台钢管桩进行了模态求解分析, 并讨论了不同物理参数对结构的固有频率的影响。结果表明, 钢管桩的固有频率与其自身长度、桩外径以及管壁厚度成反比。

关键词:钢管桩,模态分析,固有频率,有限元

参考文献

[1]王贵春.水流作用下圆柱体的涡激振动分析[J].北京:科学技术与工程.2007, 1 (1) :22-23.

[2]尚晓江, 邱峰, 赵海峰, 等.ANSYS结构有限元高级分析方法与范例应用[M].北京:中国水利水电出版社, 2005.

[3]黄国权.有限元法基础及ANSYS应用[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[4]聂武, 刘玉秋.海洋工程结构动力学分析[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 2002.

7.钢管桩检测方法 篇七

1 原因分析

由于海水的盐度在32%~37%, pH值在8~8.2之间的天然强电解质溶液, 更是一个含有悬浮泥沙、溶解的气体、生物、腐败有机物的复杂体系, 加之码头钢桩长期受潮汐、波浪、海生物、船舶靠泊、围油栏等撞击及磨蚀等因素的影响, 造成钢桩飞溅区防腐涂层损伤, 故传统的防腐涂装难于达到理想的防腐效果。

海域环境参数如下

潮汐特点:本码头所处区域潮汐特点为不规则半日混合潮型, 年平均潮差1.02 m, 最大潮差2.71 m, 历年最高水位为3.92 m, 最低水位为-0.37 m, 波向为SSE向。

海洋钢桩腐蚀的三个峰值区域如下。

(1)浪花飞溅区——发生在平均高潮线以上的浪溅区, 是钢结构腐蚀最严重的区域, 腐蚀速度:0.2~0.5mm/Y。

原因:海水飞溅, 干湿交替, 氧气充分;光照和浪花冲击, 破坏金属保护膜。

(2)水位变动区——平均低潮线下0.5~1.0 m处区域, 腐蚀速度:0.1~0.3 mm/Y。

原因:溶解氧充分, 海水流速大, 水温较高, 海洋生物繁殖快。

(3) 海水海泥交界处下方。

原因:海水海泥对钢桩进行腐蚀电解, 腐蚀速度:0.03~0.07 mm/Y。

由于海水全浸区对钢桩的保护都已采用牺牲阳极保护法, 因此, 对钢管桩浪花飞溅区和平均低潮线下0.5~1.0 m处区域的防腐保护, 应是钢管桩防腐的重点部位。

基于这种状况, 我们开始启动钢管桩防腐工作的维修计划。因钢管桩油漆脱落部位位于钢管桩潮差区及海浪飞溅区, 防腐作业必须在带水的环境下施工。这样, 传统的油漆涂装方法无法施工。借鉴国内外维修经验, 我们选择了包覆层腐蚀系统防护的方法。

钢桩的大气区与飞溅区防腐解决方案如下。

(1) 底材前处理:对海桩顶部沿着锈圈凿开混凝土至无锈部位[约1~2寸深度], 并对底材手工除锈Sa2~St3级;对大气区、飞溅区看似无锈部位, 必需对旧漆膜进行附着力测试, 对附着不牢的旧漆膜应打磨去除。

(2) 防腐涂装设计方案:设计防腐年限:20~30年;总干膜厚:600 um;牢固旧漆膜处涂500 um;涂装道次:共涂底、面二道;SP2170A底漆, 深灰, 一道涂300 um, 包括局部加强修补;牢固旧漆膜处涂200 um;SP2170T面渌, 中灰或各色, 一道涂300 um;底漆面漆的涂装间隔大于8 h。底漆面漆有必要稀释时可加5%的稀释剂。

(3) 海桩涂完完成后, 将顶部凿开的混凝土用腻子填平并刷上SP2170T涂料封闭。

2 潮差区和全浸区防腐解决方案

(1) 底材前处理:彻底清除海桩表面的锈迹和海洋附着物;对无锈部位的旧漆膜必需进行附着力测试, 对附着不牢的旧漆膜应打磨去除。

(2) 潮差区和全浸区防腐涂装设计方案:在海洋水线上下数米腐蚀最严重区域, 漆膜性能有针对性的同时, 为达到耐久保护效益, 此处涂层的厚度一般要求为飞溅区以上部位的2~3倍厚度。

设计防腐年限:20~30年。

SP2170A底漆, 深灰, 一道涂1000 um, 包括局部加强修补。

再缠绕浸涂重防腐涂料的无纺布, 并配上护套。

底漆与缠绕无纺布间隔时间大于6 h。

具体步骤如下。

第一步, 钢管桩的表面处理。

(1) 目的。为保证防蚀膏能与钢材表面充分结合, 达到最佳的保护效果, 必须进行钢材表面处理。

(2) 处理要求。施工区域钢结构表面处理需达到ISO St2标准以上, 无明显鼓泡和浮锈;潮差区等海生物附着区带应尽量除去附着的海生物, 表面突出物不应有锐角, 一般不高于5 mm, 最大不高于10 mm。

(3) 处理方法。

1) 除去海生物。用铲刀和高压水枪除去附着的海生物。对于附着牢固的贝类海生物的残留物不应高于10 mm。

2) 手工除锈。

(1) 用检查钳敲打鼓泡处, 检测在漆膜下是否有锈层。

(2) 用除锈铲刀轻铲钢管的凸起部, 将浮锈和鼓泡全部除掉。

(3) 用钢砂刷除去浮锈和氧化皮, 铁砂纸打磨除锈。

3) 喷砂处理。一般不需要喷砂处理, 但如果表面锈层很严重的时候, 可采用喷砂除去浮锈, 使钢结构表面光洁度达到要求。

第二步, 涂抹防蚀膏。

(1) 涂抹方法。挤出少许防蚀膏于手掌中间, 进行涂抹, 重复5~10次, 使防蚀膏在钢结构表面均匀分布。

(2) 防蚀膏用量。对于光滑表面约300g/m2;锈蚀特别严重处约400~500 g/m2。

(3) 在平均海平面附近涂抹防蚀膏时, 应选在低潮时进行。

(4) 钢桩表面的坑凹和缝隙处应用防蚀膏填满, 有锈的地方需要抹平, 突出物的表面也应涂抹一层防蚀膏, 使防蚀膏在钢结构表面均匀分布为完整的一层保护膜。

第三步, 缠绕防蚀带。

(1) 缠绕方法。直管处进行缠绕时, 起始处首先缠绕两层, 然后依次搭接1/2。缠时稍用力将防蚀带拉紧铺平, 将里面空气压出。必须保证各处至少缠了两层。对于垂直结构一般采用由下至上的方式进行缠绕。

(2) 要求。涂抹完防蚀膏后, 应立即进行缠绕防蚀带作业, 尤其在平均海平面附近, 以防止防蚀膏被海水冲刷脱落。缠绕时, 应用手拉紧、铺平防蚀带, 保证被缠绕处无气泡出现。保证钢桩各处均有两层以上防蚀带覆盖。

第四步, 防蚀保护罩安装。

(1) 防蚀保护罩安装。

垂直安装防蚀保护罩, 规则处的钢结构可以预先加工防护罩外壳, 现场施工时, 将两块防蚀保护罩用不锈钢螺栓紧固。

(2) 防蚀保护罩端部密封。

两个端部用水中固化型环氧树脂密封。

(3) 螺栓紧固时应注意使防蚀保护罩的密封受力均匀, 以防止因局部应力过大造成防蚀保护罩的变形和密封边破裂。

(4) 环氧树脂填完后外延部分应保持外斜面, 以利于溅上的水滴的滑落, 避免积水。

3 结语

采用以上方法对腐蚀钢管桩进行防腐保护后, 取得了良好效果, 保证了码头的安全运行。

摘要:本文介绍了海洋钢管桩腐蚀原因分析以及详细的维修方案

关键词:钢管桩,腐蚀,分析,维修方案

参考文献

[1]熊建波, 张华章, 张前平, 等, 包覆防护系统在高桩码头钢管桩维护系统中的设计与应用[J], 中国港湾建设, 2011.

[2]张荣利.东洲大桥钢管桩腐蚀分析与处治[J].中外公路, 2003 (2) .

[3]李森林, 范卫国, 韩秀兰.镇海某化工码头钢管桩腐蚀状况调查与分析[C]//第十二界中国海岸工程学术讨论论文集, 2005.

8.浅谈钢管桩沉桩施工质量控制措施 篇八

1 桩船配备

该工程使用的“航工桩八”打桩船进行沉桩, “航工桩七”备用。两条打桩船均配有GPS全球定位系统, 打桩船的性能良好, 以确保沉桩施工的顺利进行。航工桩七配D138锤, 航工桩八配D128锤, 另配桩船拖轮一艘、运桩驳四艘、运桩拖轮两艘、交通艇一艘。

2 沉桩测量

利用桩船自备GPS全球定位系统来控制桩位。打桩船利用GPS系统进行水上沉桩定位如下:

2.1 基准站的建立:根据监理复核确认的控制点, 在岸建立一个装有固定频率的数据链发射电台的基准站, 满足GPS定位需求。定位时, 就以此为基准, 不在另设基准站。

2.2 在打桩船的适当部位布设两个流动站, 一般布设在船纵横轴线或其平行线上, 能代表船的具体位置和方向, 以RTK作业模式, 实时测出该船上两个固定点的三维坐标, 通过GPS打桩定位工程软件将基准站GPS坐标系统转换为本码头工程坐标和85国家高程, 从而就知道打桩船的位置和方向。

2.3 通过各种传感器, 测出桩到两个固定点的相对距离、桩架倾斜度及其与桩船纵 (横) 轴线水平夹角、桩顶标高等, 从而利用打桩定位工程软件计算出桩在设计中心处的设计坐标及偏位、桩的扭角、倾斜度、桩顶 (尖) 标高等, 并能自动记录锤击数和计算每10击的平均贯入度。

2.4 具体定位前, 将定位桩的设计中心坐标和高程输入计算机内, 定位时, 可在显示屏上显示实时桩位数据与图形, 同时也显示设计桩位及偏差, 桩船指挥人员根据显示的有关信息指挥桩船正确就位。

2.5 在定位第一根桩位时, 为使定位准确, 在打桩船利用定位系统定好位后, 在已知控制点, 用全站仪直接测出桩在设计标高处的坐标来校核;在沉放完第一或第二根桩后, 用全站仪直接测出桩顶标高;在桩身上设置水尺, 供校核下根桩桩顶标高用。

3 吊桩

3.1 根据桩长和受力情况均采用四点吊来吊桩, 见下图。

4 运桩及加固

运桩根据桩重和运距以及施工进度的要求, 本工程在第一阶段沉桩拟投入航工方驳42、航工方驳43、航工方驳46等运输船4艘来运桩, 以满足两条打桩船的沉桩供桩要求 (每条打桩船现场需一条供桩驳, 另两条进行运输) 。水上运输风浪大, 对桩采取加固措施, PHC桩运输固定。驳船装运桩时, 应符合下列规定:根据施工时沉桩顺序和吊桩的可能性, 按落驳图要求分层装驳;桩堆放形式应使驳船在装桩、运输和吊起时保持平稳, 运桩驳在水上运距较长, 故桩在船上增加锚锭措施, 确保水上运输安全;及时收听天气预报, 避开大雾、台风等恶劣天气对运桩的影响, 确保安全运输。

5 沉桩顺序

水上沉桩拟采用“航工桩八”打桩船进行施工, “航工桩七”打桩船备用。根据本工程现场情况, 为便于施工。先进行引桥钢护筒沉放, 然后从引桥处下游往上游方向沉放码头平台上游部分钢护筒, 再从引桥处上游往下游方向沉放引桥下游部分钢护筒。沉桩是合理安排沉桩顺序, 按阶梯式进行沉放。

6 沉桩施工要点

6.1 本工程沉桩以标高控制为主, 以贯入度作为校核。

6.2 锤击时还应严格控制桩的顺直度, 桩身不顺直, 除了桩顶产生集中应力外, 桩身还要受到压弯联合作用, 产生拉应力和弯曲应力, 对桩不利。

6.3 沉桩前, 对到场桩身的制作、防护等质量进行逐根检查。沉桩时随时注意贯入度变化, 防止钢护筒卷边。

6.4 在沉桩过程中, 采用替打和桩垫保护桩顶, 以防破损, 并视使用情况及时更换。替打上开设通气孔, 替打与桩之间垫以纸垫或木垫。桩帽 (替打) 、桩垫主要作用是在沉桩时减少锤的冲击强度和偏心, 其构造要坚固, 垫材易拆换或整修, 桩帽尺寸要与锤底、桩顶相吻合。顶面和底面平整与中轴线垂直, 设有挂千斤绳的耳环, 以便起吊。在锤与桩帽、桩帽与桩顶之间垫以缓冲材料, 使均匀地传递锤的冲击力, 根据桩锤的性能及尺寸规格, 锤垫采用10mm厚钢板下垫钢丝绳盘, 钢丝绳盘根据经验经过一定锤击数后及时根换新钢丝绳盘。桩垫选用10cm厚纸垫, 施沉时采用单桩单垫同时根据锤击数来调整采用单桩双垫或单桩三垫来保护桩顶。同时采用部分木垫用于部分桩顶标高低于水面时防止纸垫浸水失效。厚度采用7~10cm的松木。

6.5 沉桩时, 桩锤、替打和桩三者保持在同一直线上, 替打应保持平整, 避免产生偏心锤击, 沉桩前必须保证桩锤、替打、桩身三位一体之轴心一线, 严禁强行纠偏, 同时避免在桩身晃动过程中锤击。施打斜桩时根据斜率采用桩架自备抱桩器。

6.6 对已沉到位的桩及时进行夹桩处理, 以免单根桩受到碰撞或其他原因产生倾斜或破坏。并做醒目标志, 提醒过往船只。

6.7 沉桩时考虑到有可能出现的偏位, 施工前应清楚水下可能存在的障碍物并根据事先探明的地质变化情况决定下桩时的提前量, 沉桩作业中注意随时观察, 对提前量参数及时进行调整。

6.8 及时测出已沉桩的成果资料。为保证沉桩质量, 对桩位数据必须认真计算、校对、确认无误后方可用于施工。沉桩期间如遇异常情况应暂停施工, 将情况汇报监理及设计经研究决定后再行施工。

7 施工注意事项

7.1 涨、落潮时, 随潮水的涨、落适时松、紧缆绳, 以保持船位不变和防止个别锚缆受力过大。

7.2 施工时结合地质详勘资料, 逐根分析桩的入土情况, 锤击沉桩, 详细记录沉桩过程, 做好沉桩记录, 特别对贯入度的异常变化, 切忌强行施打或盲目施打, 防止出现断桩或超沉现象, 要准确反映停锤前几阵贯入度。

7.3 桩帽与桩之间的垫层 (包括锤垫和桩垫) 仔细安放, 在锤击过程中须及时修理锤垫更换桩垫, 避免桩头引起很高的压应力。桩帽要夹着垫层, 减少锤击时产生振动, 使锤击力能均匀地分布在桩头上。

7.4 不得采用大能量的锤击施工, 如锤击应力超过桩顶混凝土的抗压强度, 锤击应力超过桩身混凝土的抗剪强度, 锤击拉应力超过桩身混凝土的抗拉强度。特别是桩尖进入硬土层, 贯入度变小时, 容易造成桩头和桩身的损伤。

7.5 测量控制点, 须经过三级验收, 定期复核定位用的施工基线或基点, 以防止因其沉降和位移而影响定位的正常进行。

8 沉桩质量标准

8.1 对于直桩。在顺排架轴线方向, 桩顶偏位一般不得大于10cm, 超过上述规定, 且不大于15cm者, 不应超过直桩总数的10%;在垂直排架轴线方向, 桩顶偏位一般不应大于5cm, 最大不得大于10cm, 不允许一个排架内的直桩全部向同一侧大者达5cm。

8.2 对于斜桩, 桩顶偏位一般不大于10cm, 超过上述规定, 且不大于20cm者, 不应超过斜桩总数的20%。

8.3 桩的纵轴线倾斜度偏差一般不大于10cm, 超过上述规定, 且倾斜度偏度不大于2%者, 直桩不超过直桩总数的10%, 斜桩不超过斜桩总数的30%,

9 效果检查及分析

9.1 质量方面:

通过以上质量控制措施, 为本工程创优奠定了基础。各项目质量和外观质量检查合格, 证实以上质量控制措施管理可行。本工程本工程主体结构经验收, 通过分项、分部、单位工程质量评定汇总, 总体工程质量达到优良。我们对整体工程的质量进行跟踪, 最终检验和试验, 结构经验收质量等级合格全部合格, 证实以上质量控制措施管理可行, 总体施工效果达到了预期的要求。

9.2 经济效益:

通过本方案活动实施, 未再现施工质量浮动不稳定的问题, 提高了工程的整体施工质量。大大减少了因施工质量问题

参考文献

[1]《水运工程质量检验标准》JTS257-2008.

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