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关键词:桥梁工程,病害分析,处理对策
1引言
该桥梁为单跨简支T梁拼装结构,经实地测量,跨径为10m,桥宽 49.9 m,桥面共分为八个车道及双两侧人行道。该桥设计荷载等级为:人群荷载4kN/m2,挂--100,汽--20。桥梁整体立面及横断面见图1~2所示,由于该桥运营时间较长,混凝土老化,加上施工质量的问题和缺乏足够的养活措施,使该桥桥面与上下部结构的病害都较多,桥梁振动较大,影响行车安全。为此,为正确反应该桥的使用性能及受力行为,现对该桥进行病害检测分析,分析研究结果为该桥的使用提出相应的对策,确保该桥安全使用。
图1 桥梁立面图
2 桥梁病害检查
2.1桥梁外观检查内容:
2.2 桥梁结构的主要病害
通过对横滘桥进行详细的外观检查,可得该桥的主要病害表现在以下几个方面。
(1)桥面系:桥面排水设施已完全被堵塞,雨水只是靠纵坡排出,导致某些桥面段排水不畅,出现积水。
(2)上部结构:小部分T梁的梁底钢筋保护层不够、有露筋的现象;如图2所示;部分T梁梁底、梁腹出现受力裂缝;如图3所示。大多数T梁帽梁上都粘有杂物,对梁体会有一定程度的腐蚀,也影响桥梁的过水能力;如图4~5所示。
(3)下部结构:基础冲刷严重,桩基大部外露、被冲刷掏空。
由上述桥梁外观检查的结果可见,该桥主要的病害表现为:约有1/3的T梁梁体存在弯曲受力裂缝,基础冲刷严重。论文参考网。这些病害已明显影响到桥梁的使用性能和耐久性。论文参考网。
3 裂缝检测
试验前查看裂缝情况发现,5#~30#梁梁腹和梁底存在弯曲受力裂缝, 主要分布于梁跨中区域内。裂缝长度在5~30cm不等,裂缝间距在10~30cm之间。典型的梁裂缝分布图见图6。
5#梁最长裂缝约为25cm,一般裂缝长度在5~20cm间,裂缝间距在10~25cm之间,最大裂缝宽度约0.1 mm。6#梁最长裂缝约为30cm,一般裂缝长度在5~25cm之间,裂缝间距在10~30cm之间,最大裂缝宽度约0.2mm。试验过程中未见梁体有新裂缝出现,原有裂缝在试验过程中也未产生可观测到的变化。
图6 T梁裂缝分布图
4 变形检测结果
纵、横向测点的实测及计算挠度分布如图7~8所示。在试验荷载作用下,实测的最大挠度值满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中关于梁式桥竖向挠度允许
限值的要求。论文参考网。
图7 纵向测点在各试验工况作用下的实测挠度曲线
图8 横向测点在各试验工况作用下的实测挠度曲线
5结语
通过对该桥的理论、外观以及病害的因素分析,该桥承载能力尚可,使用性能较差,虽然其目前尚能勉强满足使用荷载的要求,但耐久性能、使用性能不足。为此,建议对于梁体裂缝应采用化学灌浆方法进行修补处理;对于保护层厚度不足、梁体漏筋等缺陷采取喷射混凝土方法进行修补处理。在桥头设置限载标志,禁止超载的车辆通行。
参考文献:
[1]姚玲森.桥梁工程.北京:人民交通出版社,1998
[2]范立础.桥梁工程.北京:人民交通出版社,2001。
[3]彭俊生.结构概念分析与sap2000应用.成都:西南交通大学出版社,2005.
[关键词]桥梁桩基础;无破损;检测技术
中图分类号:V448.15+1a 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0154-01
引言
社会经济的快速发展,对桥梁等交通设施建设的要求也在不断的提高,而桥梁桩基础是桥梁工程的重要部分,其质量的好坏往往决定着桥梁的性能,但常规的检测方法又具有一定的局限性,因而研究无破损检测技术具有积极的意义,以下做简要的论述。
1.桥梁桩基础常见的病害及成因
桥梁桩基础是地基加固的主要形式,也是整个桥梁结构的承压构建,但是在施工中存在用料不规范、操作不按流程、施工队伍素质不齐、设备不精确、地质环境影响等,都会造成桥梁桩基的缺陷,而桥梁桩基常见的缺陷有以下几类。
1.1 桩基桩径缩小
桩径是决定桥梁竖向承压能力的关键指标,但桩径缩小是比较常见的施工问题,会导致抗弯能力减弱、承载不达标等问题,桩基桩径缩小主要有三个方面的原因:其一,地质构造含有承压水的地层时,地下水的冲刷导致砂浆流失,桩径缩小;其二,地质条件不良,桩基周围土层遇水后向桩孔中突起致使桩径缩小;其三,钢筋绑扎过密导致流动性差,部分钢筋外漏导致桩径缩小。在此类缺陷桩基中,需要对波形进行分析,产生相反的反射波,缩径越大,振幅就越大。
1.2 混凝土桩基沉渣
此类问题主要发生在施工过程中,在钻孔灌注桩进行混凝土灌注之前没有进行彻底的清洗,导致桩基本身的强度降低。混凝土桩基沉渣也有可能是没有及时进行灌注导致的,与施工的组织规划有关。当桩基础底部为弱风化围岩时,产生同向反射波,波速急剧下降,周期变长,主频变低;当桩基础很短强度高时,产生较强的同向反射波。
1.3 混凝土桩基离析
在桥梁桩基施工中,由于搅拌不均匀,成形之后的混凝土必然出现性能上的波动,如胶结不好,或者是桩孔内存在大量的积水导致骨料受到冲刷,在桩基沉积,但砂浆浮在骨料之上,造成桩基离析的问题。此类桩基础会出现波形小范围的畸变,严重时波峰会消失,最后出现低频合成波。
2.桥梁桩基础无损检测技术研究
2.1 人工激震动测技术研究
通过人工激励的方式产生地震波,地震波传递之后产生反射,接收器接受之后可以进行分析。由于地震波传播的介质是非均匀性的,必然会产生反射,地震波在桥梁桩基中出现衰减,波能转化为热能。如果桥梁桩基存在缺陷,波速降低,传播时间增加,地震波信号发生散射而衰减。根据传播方向和波动介质点振动方向的差异,可以将波形分为横波与纵波,其他形式的波也能分解为横波与纵波。横波传播方向与质点振动垂直,质点位置发生剪切应变,但横波只能在固体介质中传播。纵波是指传播方向和质点振动相同的波,由于交变拉压应力的存在,出现伸缩变形,在气体、液体和固体中都能传播。
在采用人工激震动测法检测桥梁桩基时,地震波遇到桩基缺陷产生反射波,反射波相关于缺陷桩基的阻抗。缺陷桩基界面阻抗不同时,就会产生地震反射波,发射波与入射波振幅的比值即为反射系数。传感器接收到波形的参数之后,如频率、声速、振幅等,对桩基的缺陷进行分析,可以判别桩基的问题,离析桩、缩径桩、断桩等缺陷在人工激震动测技术下,其波形的表现会出现差异,通过这些差异来进行鉴别。传统的桥梁桩基检测,在桩顶安装传感器,并进行激振,获取数据之后判断桩基的质量,但是传统的检测方式会有诸多的干扰,需要检测人员有较高的分辨能力。而人工激震动测法能有效分离干扰波,利用两点之间的缺陷时进行波速计算,有效应对深度缺陷的检测。
2.2 声波透射法
声波透射法是当前应用较为广泛的一种无损检测技术,声波在不同的介质中波形具有差异,在缺陷桩基中传播时可以体现出来。缺陷桩基的混凝土材料不均匀,产生不同声阻抗声学界面,声波沿着不同的蓝截面传播,衰减快,能量散射也比较严重。桩基混凝土中产生诸多的散射波和折射波,散射波与折射波相互叠加会有声能散失,声波在缺陷桩基中会绕着缺陷进行传播,传播路线不是直线,声时变大,声速减小。声波在遇到缺陷截面时发生多次的折射和反射,声能出现衰减,频率和波幅减小,整个波形发生畸变。在声波透射检测法中,需要在灌注之前预留孔道,并在预留的孔道中埋设声波探测管,移动探测仪和接收仪,移动时注意方向和高度,逐步获取桩基横截面的数据,由物理参数来判别桩基的完整性,声波透射法对桩基的孔径和长度要求不大。声波透射法的检测中,如果实测声速值低于混凝土声速临界值,可以判定桩基存在缺陷;所检测测点声速值很小,并且趋于收敛,判定时采用声速低限值进行,如果声速值低于底限值,则判定为异常桩基。
2.3 低应变动测法
低应变动测法对于桩长远远大于桩径的情况比较实用,用振动仪对桩顶进行激振,周围土体和桩身会产生振动,通过桩基本身的应变计将桩基振动的速度和加速度传递给接受装置。低应变动测法检测方法简单、速度快、范围广而被广泛应用,如果桥梁桩基本身存在断桩、缩径、扩径等差异性界面,弹性波在传播时产生反射,传感器对声波进行处理,以便进行数据分析。通过研究桩土之间的动态响应,达到判断桩基的长度及质量问题。随着技术的发展,低应变动测法检测的精确性也越来越高,受到广泛的重视。
2.4 高应变动测法
高应变动测法的成本低,其组成的部分包括传感器、分析仪、激振设备和测量仪等,主要用于检测桩基的竖向承压能力和桩基的完整性,在桩顶施加竖向载荷,然后收集桩基相关动力系数,主要是速度与力的时程曲线,进行分析计算,从而判断桩基的竖向承压能力和质量问题,高应变动测法在高程摩擦型桩基和摩擦型桩基的检测中比较常用。
3.桥梁桩基础无破损检测的技术要求
在进行桥梁桩基础无破损检测时,需要注意几个方面的技术要求:其一,桩头处理,处理桩头,确保清理干净,平面整洁、干燥,便于后续的检测;其二,桩基础的强度要求,由于是无破损检测,在检测中不能削弱桩基础的性能,一般要求达到桩基础龄期达到10天以上,能够很好的保护桩基础;其三,传感器的选择与安装,桩基础的缺陷检测需要保证精度,因而检测设备的选择和安装至关重要,传感器是核心设备,要求精度高、灵敏性好,安装位置要根据桩径的大小合理选择,避免漏测的情况,此外,传感器必须固定好,以免差生较大的误差,影响桩基础缺陷的分析;其四,所有的检测仪器必须无故障运行,同时仪器必须连接好,处于最佳的工作状态;其五,检测后的设备保养维护,桥梁施工现场的环境比较复杂,对仪器设备会有一定的影响,因而检测后需要进行设备的维护保养,为下次的检测打下良好的基础,同时也能避免成本上升的问题。
4.结语
桥梁桩基础是桥梁建设中的重要部分,对于桥梁的性能有很明显的影响,而桥梁是当今交通基础设施的关键,影响着社会经济的运行,因而研究桥梁桩基础的质量问题具有积极的意义。随着技术的发展,追求缺陷无损检测,既能达到质量控制的目的,又能节省成本,减少破坏作用,因而研究无破损检测技术十分重要。
参考文献
[关键词] 桥梁;桩基;检测;技术
[中图分类号] U443.15 [文献标识码] A
1 桩基工程及桩基检测技术的分类研究
1.1 桩基工程分类
桩基工程根据其不同的应用功能,受力情况和施工方法,有着不同的分类,对应的桩基检测方法也会有所不同。不同桩的桩身完整性的判别标准亦不同,一般按照桩身完整性类别不同可将其化为以下四类:一类桩桩身完整且能正常使用;二类桩桩身基本完整仅有轻度缺陷,仍可使用;三类桩桩身缺陷明显影响桩身结构承载力;四类桩桩身缺陷严重影响桩身结构承载力。
1.2 桩基检测技术分类
目前我国常使用的桩基检测技术主要分为四大类,每类又分为两种不同的检测方法,一般来说,各类技术的选择是以检测目的和技术优缺点为基本的评判依据,而事实上每类技术都有其适用的范围[1]。
2 常用桩基工程检测技术的功能及优缺点分析
根据以上笔者对桩基工程及桩基检测技术的分类研究,下面我们就几类常见的不同桩基检测技术的检测目的和功能,以及相应的优缺点进行对比分析。
直接检测技术中的取样试件试验可以反映灌注混凝土强度及灌注前混凝土性能,是混凝土灌注桩施工质量验收主控项目,常用于检测混凝土是否达到设计要求的强度等级。
在辐射检测技术中,常用超声波透射法检测灌注桩的桩身缺陷及其位置,以判定其桩身的完整性的类别,这种检测方法过程比较细致,且不受桩径桩长的限制,但因要预埋声测管,成本高,最终无法定量地判断桩身缺陷。
动力试桩技术主要有低应变法和高应变法。其中低应变法测试简便、原理清晰、成本低、成果可靠,常用于检测各类桩基桩身缺陷及其位置,以判定桩身完整性类别。但这种检测方法也存在局限,如桩头混凝土比较松软时,应力波不能沿桩身往桩底传播,将无法获取桩底的反射信号;当桩身缺陷较多时,会影响后续的缺陷反射信号测试;当桩身存在扩颈或缩颈等变化较缓慢的缺陷时,将会使变化界面处的反射信号不太明显,造成误判或漏判;检测效果还会受桩长径比的影响,如对深部的缺陷反应不灵敏;该检测方法还存在缺陷只定性而不能定量分析的不足。相对低应变法而言,高应变法所用设备较为笨重,效率低且费用高,但其有效检测深度和激励能量较大,尤其是其在用于判定桩身水平整合型缝隙或预制桩接头等缺陷时,可有效查明是否影响到竖向抗压承载力,因此这种方法常用于判定单桩竖向抗压承载能力是否满足设计要求,除此之外还可用于分析桩侧和桩端阻力,但波形分析中的不确定性依然会导致其误差偏大。
在静力试桩技术中,可分为钻芯法和静载试验法。其中钻芯法所取岩芯可制作成试件进行强度试验,因此常用于检测灌注桩桩长,桩身混凝土强度(只反映小部分的混凝土质量),桩底沉渣厚度,还可以判断桩身完整性类别,但也存在盲区,且设备庞大,操作费工费时,价格也较高昂。而静荷载试验根据其受力因素的不同,可分为单桩竖向抗压、抗拔和水平静载试验。单桩竖向抗压静载试验既可用于确定和判断单桩竖向抗压极限承载力是否满足设计要求,还可通过桩身内力及变形测试来测定桩侧、桩端阻力,同时还能验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检测的结果。单桩竖向抗拔静载试验主要用于确定单桩竖向抗拔极限承载力,判定其是否满足设计要求,以及测定桩的侧摩阻力,但它也有与单桩竖向抗压静载试验相同的局限之处;单桩水平静载试验主要用于确定单桩水平临界和极限承载力,推定土抗力参数,判定水平承载力是否满足设计要求,测定桩身是否弯矩和挠曲[2]。但这种三种检测方法都很费时、费工、费钱,且用数量较少的桩作静载试验所得出的结果较为片面,难以代表全体桩基的质量情况,都不适用于高承载力桩。
3 我国常见的几类桩基检测技术有效检测和综合使用
根据目前普遍使用的桥梁桩基检测方法一般规定为声波透射法、低应变动测法及钻孔取芯法等普检技术,这些技术方法因各自的理论假设及各种因素影响,均存在一定的局限性,因此有必要充分和有效利用各种方法的优点来解决工程上的实际问题。
3.1 各类桩基检测技术的有效检测方法
若桩基检测在低应变动测法所适用范围内,尽量采用动测法,动测结果桩基施工存在沉渣及持力层不符合要求时,可用低应变动测法对声波透射法进行校核;对于动测法之外的地质条件复杂、主墩桩或较重要部位的桩基,则可用声波透射法进行检测。若动测法受到地质条件的影响,使得桩底持力层、沉渣等难以判断,可采用钻孔取芯法进行校核,当取芯时,通过加固处理难以解决桩基存在的局部缺陷或持力层稍差现象时,可采用高应变动测法进行承载力检验。
3.2 各类桩基检测技术的综合应用
采用一种方法对桩身质量(完整性)做出正确判定时,根据检测目的,检测方法的适用范围,并综合考虑各种因素如地质情况、设计、施工因素以及受检桩类型等,同时选用多种方法进行检测,实现优势互补,以提高检测结果的准确性和可靠性[3]。如可联合低应变法和钻孔取芯法处理大直径灌注桩的完整性。
结语:桥梁桩基工程及检测技术分类繁多,为了保证各类桩基工程用到合适的桩基检测技术,笔者建议应综合各类检测技术的优点,研究出一套高效的综合检测技术,以适用当前形势的需要。
参考文献:
[1]黄梅,刘浩.浅析桥梁桩基的分类及其检测技术[J].民营科技,2010(6):198-198.
[2]刘冀.桩基检测技术的综合应用[D].中南大学硕士学位论文,2011(1):9-27.
[3]冯建亚.桥梁桩基检测技术应用与探讨[J].职业教育―科技与向导,2011(8):148-148.
【关键词】公路桥梁 检测技术桥梁结构探讨
中图分类号:F540.3 文献标识码:A 文章编号: 一.引言
公路桥梁结构的整体性能检测 ,按照受力状态可分为静载试验和动载试验;按照试验持续的时间长短分为瞬时试验及长期试验。在静载作用下 ,一般要测定作用力的大小(包括静荷载、支座反力、推力等的大小) 、构件的内力(包括弯矩、轴向力、剪力、扭矩等) 、断面上各种应力的分布状态及其大小、各种变形(包括挠度、相对位移、转角等) 以及局部损坏现象(如裂纹的分布及其大小等) ; 在动荷载作用下 ,一般要测定动荷载的大小、频率和变化及构件的动应力、结构的自振频率、动挠度、衰减特性及其加速度等。
二.路桥试验检测内容。
路桥检测的内容涵盖广泛,主要的检测内容如下表所示:其中,对于路桥的表面缺陷检测目前大部分还是靠单一的人工目视方法进行检测评估。对于混凝土路桥,路桥的裂缝是探测和评估的重要项目。据不完全统计,每年损坏的路桥有90% 以上是由裂缝引起的,此外,还有剥落、坑洼等现象。路桥结构出现缺陷之后,应加强检查与观测。根据缺陷的特征,分析查明缺陷性质、原因及其危害程度,确定是否需要修补,并为修补方案的制订提供可靠的依据。检查与观测的内容包括:
(1)缺陷发生的部位、走向、宽度;
(2)缺陷分布状况以及大小:
(3)缺陷的变化发展情况。
项目检测内容检测方法备注表面表面破损目测裂缝、锈斑
表面缺陷目测主要为网状缝
裂缝分布目测、激光传感器确定为网状缝[本文转自:]
裂缝宽度目测、数字相机、热像仪等
裂缝深度超声波
开裂趋势玻璃纤维感器需要连续测试
内部缺陷超声波、雷达混凝土内测的蜂窝应力和绕度变形激光振动加速器传感器
应力光纤传感器
强度和刚度混凝土强度回弹、拉拨试验
强性模量超声婆
扩散深度碳人深度钻芯取样
氯化深度钻芯取样
酸侵蚀深度钻芯取样
其他物质多谱分析限于混凝土表层
渗透性现场渗透实验
锈蚀位置自然电位法
锈蚀程度自然电位法需要周期性测试
三.公路桥梁主要的检测技术。
1. 机械检测技术。
机械测试仪器一般有杠杆、齿轮、轴、弹簧、指针和度盘等部件。它主要由四大部分组成:传感机构、转换机构、指示机构和机体保护部分。
传感机构的功能是直接感受被测量的构件变化 ,并把这种变化传到转换机构、在接触式机械量测仪器中 ,这部分常常是测杆及弹簧;对于张线式机械量测仪器 ,则常常是鼓轮一类的机构。
转换机构的功能是把传感机构传来的被量测构件的变化转化为长度的变化 ,并且把它放大或缩小 ,或者改变方向 ,如百分表中的大小齿轮及弹簧。
指示机构的功能 ,是将经过转换机构转化为长度并加以放大、缩小或改变方向之后的变化用一定形式表现出来。一般常由指针和度盘组成。
机体保护部分的功能是把各组成部分连接成整体 ,使之保护仪器不受周围环境的影响。
机械测试仪器的特点:结构简单 ,易于操作 ,工作可靠 ,经济耐久 ,可重复使用 ,对周围环境的适应能力强 ,但灵敏度不高 ,放大能力有限 ,较笨重。
2. 超声波检测技术。
超声波检测技术是近年来发展非常迅速的一项实用技术。超声波是一种频率高于人耳能听到的频率的声波 ,其频率超过了20 kHz。它的基本原理是用人工的方法在工程材料或结构中激出一定频率的弹性波 ,这种弹性波以各种波形在材料与结构内部传播并由接收仪器接收。在物体内部传播的弹性波的波速、振幅、频率及波形等波动特性参数与物体的力学参数(如动弹性模量、动泊松比、动剪切模量及物体内部的应力分布状态) 有直接的关系。此外 ,波动传播参数还与物体内部的缺陷(如断裂面、孔洞的大小、形状和分布) 等有关。通过分析研究被接收记录下来的弹性波信号 ,可以了解材料与结构的力学特性和缺陷。声波检测技术比其他检测方法轻便、灵活 ,可以在大范围内进行测试等一系列优点 ,目前在钻孔灌注桩及路面质量检验中得到广泛的应用。
3. 电测技术。
电测法的原理是 ,通过一定的传感元件把所测的机械量(应变变化) 转化为电量(电阻变化),再通过一定的仪器把电阻变化转换为电压(电流) 的变化并加以放大 ,然后按机械量给出指示。这里所说的传感元件就是电阻应变片 ,测量仪器就是电阻应变仪。在工程试验中最常用的是电阻应变测试技术 ,它是试验应力分析中重要的方法之一。从 1938 年首次出现金属电阻丝粘贴式传感元件到现在 ,已形成一套使用方位、运用性强、比较完备的测试仪器。
4. 射线检测技术。
射线是同位素或核子散发的一种无形的能束 ,而同位素中的某些元素所散发的能束与土壤的密度与水分有着十分密切的关系 ,而且具有十分明显的规律性 ,射线检测技术就是利用了某些同位素的这种特性。国内外的一些专家设计了核子检测仪 ,用于土壤密实度与土壤含水量的测定。
用于土壤密实度与含水量测定的射线检测技术 , —般有四种结构类型:1) 散射插入型;2) 透射插入型;3) 透射表面型;4) 散射表面型。射线是一种放射性物质 ,对人体的健康不利。在利用射线原理检测路基路面的物理指标时 ,对检测装置或设计的检测仪器的射线源一定要进行有效的防护 ,将射线对人体的影响控制在最低的程度。这是核子仪在设计时所必须考虑的关键问题。
5. 试验检测工作不仅在桥梁方面发挥着重要的作用,也在高速公路建设中有着必不可少的用图。标准试验、工艺试验及原材料试验为高速公路的建设提供最根本的基础; 地基承载力试验、强度试验及压实度试验作为过程控制为工程质量提供过程保障;而最终的验收评定工作则为工程质量提供一个最终的试验数据。总之,试验检测工作在高速公路建设中发挥着重大的作用。但是,试验检测工作仍存在着规范不齐全、试验检测工作的范围及试验材料所检测的项目不明确的问题。以下是作者提出几点建议,希望能够引起相关各方的注意,能够尽快地解决这方面的问题,以利于试验检测工作的正常顺利开展,确保工程质量。
四.桥梁结构材料缺损状况诊断。
1.混凝土强度测定。
对于混凝土强度的测定 ,目前的测试方法主要有回弹法(表面硬度法) 、超声波法、超声---回弹综合法、贯入法、断裂法、取芯样试验法等。回弹法超声波法以及二者的综合法是属于非破损试验法 ,应用比较广泛。对于这三种方法 ,它们的测试结果平均误差约为 9 % ±7 % ,但是综合法要好一些。对于龄期在 90 d 以上的混凝土 ,采用回弹法时要考虑混凝土表面碳化深度的修正。混凝土的湿度对回弹值和超声波脉冲速度都具有一定的影响。
2. 雷达检测技术。
使用脉冲雷达的电磁回波法是检测具有沥青覆盖层的混凝土桥面板的有效方法。
3. 声波检测法。
声波检测法是指用工具敲击构件 ,听其声音的差异来判断构件是否存在破损 ,这种方法比较简便 ,是一般检查中常用的手段。
五.结束语
桥梁结构状况的检测是对桥梁结构及部件的材料质量和工作性能方面所存在的缺损状况进行详细检测、试验、判断和评价的过程,我国可以建立一套路桥试验的完全检测信息系统,实现路桥安全保障的远程化、智能化、集成化,为实现我国路桥经济发展做出应有的贡献。进一步促进我国经济社会的发展。
参考文献:
[1] 韦远思 对公路桥梁检测技术的探讨 [[期刊论文] 《科技创新导报》 -2010年28期
[2] 任云 黄爱军 公路桥梁桩基检测技术应用与探讨[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年15期
[3] 吴柏林 公路桥梁检测技术的探讨 [期刊论文] 《黑龙江交通科技》 -2012年5期
[4] 方宏 公路桥梁试验检测技术及应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年16期
【关键字】道桥桩基,施工工程,混凝土使用方法,浅谈
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
一、前言
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料,颗粒状集料(也称为骨料),水,以及必要时加入的外加剂和掺合料按照一定比例配制,经均匀搅拌,密实成型,养护硬化而成的一种人工石材。混凝土因其具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单 ,因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛,而在道桥桩基的施工中,更是离不开它。
二、道桥桩基施工过程中混凝土的使用分析
1.严格控制施工过程中混凝土质量
(一)混凝土要具有较好的流动性和和易性。由于水下灌注混凝土施工时没有办法进行振捣,因此只能靠混凝土的自重产生流动,从而在桩基地步铺平和密实,如果流动性差,就会使灌注困难,甚至堵管,出现断桩等现象,引发质量事故和不必要的经济损失。所以所用混凝土必须控制其坍落度和扩展度。
(二)混凝土要具有较好的保水性和粘聚性。在浇灌过程中为了防止混凝土发生离析、泌水而出现碎石在导管中局部聚集,从而造成“卡管”等现象,引起质量事故。较好的混凝土保水性和粘聚性将会对防离析等现象产生积极作用。
(三)混凝土的配合比上要注意。在水下灌注部分,由于没有条件进行振捣,随着灌注深度的增加,混凝土整体的抗压强度就会降低,所以要使用富余配合比进行施工,这样才能满足混凝土桩基的设计强度等级要求。
(四)对于混凝土的耐久性和耐侵蚀性有较高的要求。水中的各种杂质和矿物质沉降到桩基周围会对混凝土的耐久生有很大的影响,所以在桥梁桩基施工中的混凝土应对其耐久性应做出考虑。怎么考虑?
2.严格选择施工中混凝土材料
首先.采用较低或者中等的水化热的水泥品种进行混凝土的调配。这些品种的水泥不易结块,能够很好的负荷相应的质量标准而且还有质量保证书和复检单:其次,就是骨料。这种在桩基混凝土中占有绝对体积的关键物质,在选择上应该尽量挑选那些膨胀系数比较小的.表面十净且没有弱包裹层的、岩石弹膜比较低、级配比较好的那些骨料。在砂子方面采用的是中砂。砂子的含泥量最好小于3%.石子要选择直径较大的碎石或者卵石。石子的含泥量最好小于l%,煤泥灰在进行混凝土的配制过程中注意将部分的粉煤灰用水泥替代.这样做不仅可以使得混凝土的和易性得到改善.从而方便施工的相关操作,而且在减少混凝土水化热方面也有~定的裨益。在粉煤灰的选择上.只要其细度同水泥的颗粒相差无几.硫和碱的含量比较少,烧失量比较少,再加上个需水量相对较少.只要符合上面的条件均可以掺在混凝土里进行使用.但是这个掺人量要保持在17%左右.不可掺入过多。再者.在加入的水的质地选择方面应该选取不含有有害物质的洁净水为佳。最后.尽町能的利用外加剂来掺用.尽量的减少水泥的不必要的使用.这些掺用的外加剂一定要保证其质量.在具体的配制过程中一定要按照合适的比例去配制。
3.严格控制混凝土的配比和搅拌
因为道桥桩基施工的特殊性,在进行混凝土配比的过程中要慎重选择,在配置时要进行严格的计算和试配来确定最后最恰当的施工比例,在试配过程中要按照预先规定的强度进行提升,当满足预先的强度后,尽量的减少水泥的掺人量,达到减小施工混凝土的水化热,这样不仅因减少水泥用量而降低了成本,而且可以避免施工裂缝的出现。因为桩基用混凝土在单位体积的水泥用量方面较少,外加剂的掺人量也相对较多,所以在搅拌时要持续较长的搅拌时间。最后外加剂的使用要严格控制,包括投放种类和投放用量等。
在桩基混凝土的施工中同时应当注意桩基配筋问题。根据试验研究,混凝土结构正截面的破坏形式与钢筋、配筋率和混凝土的强度等级有关。在此处,配筋率是指受拉钢筋的截面面积。在常用的钢筋几倍和混凝土强度的等级情况下,其破坏形式主要随着配筋率的大小而异。
4. 混凝土使用方法选择及使用方法分析
(一)使用方法选择
道桥桩基施工工程的混凝土使用方法选择工作主要是为了道桥桩基施工工程能够实现自身的发展战略和混凝土使用方法选择的目标而采取的一种整体行动的规划,如果一个道桥桩基施工工程混凝土使用方法选择没有战略意识,那么,一定会导致桥梁施工企业短期行为,使其很容易就偏离了正确方向和目标,最终使桥梁施工企业将自己在市场竞争过程中的优势丢失。
所以,要求桥梁施工企业在自身进行混凝土使用方法选择的过程中,不仅要对当前道桥桩基施工工程实际的状况进行考虑,更加要对道桥桩基施工工程长期的发展战略规划充分的考虑,并目要求道桥桩基施工工程的混凝土使用方法选择工作必须要围绕着道桥桩基施工工程自身发展的战略控制、实施以及制定实现,最终使道桥桩基施工工程的混凝土使用方法选择能够起到对各个部门的目标向道桥桩基施工工程的长期战略目标靠拢重要的作用,只有把道桥桩基施工工程的混凝土使用方法定于在道桥桩基施工工程的发展战略目标以上,才能够使得道桥桩基施工工程的混凝土使用方法能够体现出一个真正生命力。
(二)使用方法分析
在道路桥梁桩基施工中,混凝土的使用较为广泛。道桥桩基础施工中,桩基础和混凝土的配合比要在施工之前就要做好准备,将施工的原材料进行检测,将钻孔桩的配比合理、科学的设计。注意钻孔桩的水下混凝土的坍塌问题,任何一种混凝土都要严格按照标准进行制作,满足施工的工艺要求如混凝土的强度、坍塌度、终凝时间等等,注意保证混凝土的粘性、聚合性、保水力度。
混凝土的灌注施工在道桥桩基础中占重要位置,在施工前要对孔进行检测.确保孔的底部没有渗水现象和沉渣现象。出现了沉渣现象很好清除,但是由于道桥砖基础的位置,水下的水位如果较高的情况下,孔底积水就较难清除了。出现此问题的解决方法是在地下水较少的时候就在混凝土灌注前用吸收性很强的工具将孔底的积水尽量清除干净,如海绵、毛毡等物品。在第一盘的混凝土施工要就加大水泥的使用量,严格的控制混凝土的灌注高度.更有利于混凝土的振捣进行,是一举两得的方法.
如果地下水很多。难以利用普通工具清除干净的情况下,就要考虑使用钻孔桩在水下进行混凝土灌注施工了。由于混凝土要有较好的和易性和流动性:水下灌注混凝土施工不具备振捣条件,靠混凝土自身重量产生流动在桩基底部摊平和捣实,若流动性较差,就会造成灌注困难、堵管,无法正常灌注,甚至会出现断桩,引发质量事故及较大的经济损失。
5.合理选择混凝土的种类
混凝土有很多种类,按照表观密度的大小可分为:重混凝土、普通混凝土、与(大孔混凝土)是同一说吗?应该有区别吧!轻质混凝土。这三种混凝土不同之处就是骨料的不同。
重混凝土是表观密度大于2500Kg/m³;,用特别密实和特别重的集料制成的。如重晶石混凝土、钢屑混凝土等,它们具有不透x射线和γ射线的性能。普通混凝土即是我们在建筑中常用的混凝土,表观密度为1950~2500Kg/m³;,集料为砂、石。
轻质混凝土是表观密度小于1950Kg/m³;的混凝土。它由可以分为三类: 轻集料混凝土,其表观密度在800~1950Kg/m³;,轻集料包括浮石、火山渣陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、矿渣等。多空混凝土(泡沫混凝土、加气混凝土),其表观密度是300~1000Kg/m³;。泡沫混凝土是由水泥浆或水泥砂浆与稳定的泡沫制成的。加气混凝土是由水泥、水与发气剂制成的。
大孔混凝土(普通大孔混凝土、轻骨料大孔混凝土),其组成中无细集料。普通大孔混凝土的表观密度范围为1500~1900Kg/m³;,是用碎石、软石、重矿渣作集料配制的。轻骨料大孔混凝土的表观密度为500~1500Kg/m³;,是用陶粒、浮石、碎砖、矿渣等作为集料配制的。在道桥桩基施工过程中,要结合工程的具体情况从有选择。
三、结束语
道桥施工中混凝土的使用方法对于工程的质量具有重要的作用,应该加强使用方法的研究,必须根据实际工程需求,进行全工程的控制和科学管理,加强桩基结构的设计,加强施工中各个环节的工程质量。以质量创品牌,以质量求发展,从而达到施工要求,提高公司效益。
参考文献:
[1]杨晓明 道桥桩基施工中混凝土使用方法讨论 [期刊论文] 《科技致富向导》 -2011年3期
[2]刘佩松 郭桂峰 康西伟 浅议道桥桩基施工中混凝土的使用方法 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年5期
【关键词】桥梁;桩基;钻孔;监理;施工
由于地质条件复杂和地表自然条件多变的影响,钻孔灌注桩的施工工作一直以来都是难点,特别是桥梁建设工程中的这一部分施工,更是难点中的难点,同时作为桥梁建设的基础施工部分,其重要性不言而喻,因此加强对钻孔灌注桩的施工监理工作的研究,具有重要的意义。笔者从自身工作经验出发,就如何在桥梁项目建设过程中发挥监理的作用进行阐述,就在钻孔灌注桩施工过程中的重要施工步骤中的注意事项进行收集整理,权作参考。
1 施工前准备工作
凡事预则立,作为重大建设项目的基础施工部分,桥梁的桩基施工关系到整个工程的成败与时度,必须加以重视,决不能把重心放在事后监督上,而是要防微杜渐,从根源上排除一切可能存在的问题,切实保障工程质量。要实现这一目标,在施工前要做以下几点准备工作:
2 认真审核施工计划
施工计划是确保施工工程进展顺利的首要条件,作为项目监理,必须要对施工现场的自然条件,如地质情况、水文资料、气候数据进行了解,并在此基础上审核施工单位提交的计划,对计划的可行性进行评估和优化。
3 仔细检查施工材料
对于施工材料的检查是监理工作的必经程序,尤其是桥梁桩基工程,要做好材料特别是水下砼的试配工作,要督促施工单位多准备向个配合比方案,比严格按和易性以及28天后的实际强度来确定最佳的配合比。此外,对于碎石、中砂的材料也马虎不得,要组织抽样,进行压碎实验,保证进场材料的安全性。
4 做好人员组织和设备检测工作
设备的检测亦不能忽略,由于水下作业部分无法用肉眼观测,必须要通过设备的保障来实现工程质量的达标,因此,钻孔的桩机的质量必须得到保证,这与桩的垂直度、孔身的形状有着直接的关系。此外,设备的水密性、设备间的结合情况等,都需要加以重视。
5 施工过程中的监理工作开展
5.1 护筒的埋设和安装
护筒的安设必须准确。为了便于随时检查,可在护筒边打骑马桩,用棉线拉直,相交点便为桩位的中心点。施工前应反复校正该点,检查骑马桩是否移位。对潮汐地区护筒的高度要考虑最大涨潮的水位。
5.2 钻孔进度的控制和泥浆浓度的调整
开钻后,要指导钻机操作手根据不同的地层调整钻(冲)进的速度。若遇上较纯的粘土层时,钻进速度要减慢,以避免糊钻现象,若用冲击锤施工则应减小冲程,适当降低泥浆浓度,也可以填砂、砾石;若遇上卵石、砾石层,也要减缓钻进速度,否则可能会导致断钻杆的现象发生,冲孔时也要减慢速度,并要减少扬程,以避免孔位的偏差,同时应适当加大泥浆浓度:若遇到松散的粉砂土或流砂,亦要控制进尺速度,选用较大浓度、粘度和胶体率的泥浆,需要时可以掺入适量的卵石和粘土,以加强护壁;若遇到软硬地层时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进。
5.3 终孔和清孔
若孔位的实际地质情况与设计图纸相符时,可按设计标高终孔;若实际的地质情况与设计图纸相差较大时,必须马上通知设计单位,以变更桩长。对嵌岩桩,监理必须认真对待,要多次取样品考证,以确认岩性情况,务必保证嵌岩桩嵌入基岩的深度。终孔后,要准确地量出实际孔深,检查孔位的垂直度和平面偏差,并在骑马桩处作标
5.4 钢筋笼的制作和安放
钢筋笼的制作必须严格按照图纸的要求,如遇较大的工程要求,则可事先制作支架来固定钢筋笼,要特别注意检查各焊点的质量,避免出现虚焊等问题,由于钢筋笼需要吊装,其垂直度亦是需要检查的,而钢筋笼的刚度也需要同时检查,如果达不到要求,必须加密钢筋。清孔后,迅速将钢筋笼安放,从而保证落笼迅速且不损坏泥浆层,落位后,要固定住笼子,可考虑采用较粗的钢筋直接焊接的方法固定。
5.5 导管和漏斗的安装
落笼后应再检查一下沉渣厚度,若合格,就应抓紧安装导管。作为监理必须清楚孔深与导管长度的关系,明确导管底至孔底的距离,同时要检查导管的接头是否紧密,有没有漏水。另外要检查导管间的螺丝是否能打开,有没有砼块盖住,或严重的锈蚀。要对上述的每一环节作详细检查。至于漏斗,在施工前就应计算其容积,是否能满足首批砼灌注后的导管埋深。考虑孔底有扩孔的可能,为安全起见,漏斗的容积最少能使导管埋深1.0m(按设计孔径计)。安装漏斗时要注意检查漏斗四周是否光滑,是否能保证砼顺利下滑。如有必要,可以在漏斗四周涂上少许油。与此同时,安装好隔水栓,并检查其是否漏水。
5.6 水下砼的灌注
在安装好设备后,监理人员应当就孔底的沉渣厚度进行再次的测量,如未能达到设计要求,则需要再次清孔,如能够达到要求,则可开始灌注,从而完成整个工程。
6 桩基施工检测及判断
桩基施工质量的判断是监理工作的另一处困难所在,特别是桥梁建设项目,其钻孔灌注桩在水下,仅凭经验以及对施工步骤、施工材料的观察进行推断,是不完整的,必须借助于仪器,如RS-1616K型动测仪等设备,对桩基部分进行小应变测试。而在面对复杂的自然环境与地质条件下的施工,笔者建议要尽快完成第一根桩的施工,从而尽早进行检测,对后续的工作质量进行把握和指导。
参考文献:
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[2]杨锡武,梁富权.水泥(石灰)粉煤灰混合料基层在成渝公路上的应用[J].华东公路,1995(3) .
关键词:桥梁,桩基施工,质量,防范
桩基础在桥梁基础中是一种常用的结构形式,其有着较多的优势,主要体现在了抗震性强好、承载力大、噪音小等等。钻孔灌注桩基础对于当前的建筑行业而言已经起到了无可替代的作用,而桩基础在地下施工过程中存在着很大的安全隐患,在控制工程质量时无法准确掌握,一旦出现问题就会引起孔底沉渣、缩颈、夹渣、断桩等质量问题,严重时会引起人员伤亡事故,最终带来不必要的经济消耗。既阻碍了施工进程的顺利进行,也给施工质量造成了巨大的影响。这就需要施工单位根据具体情况进行勘察,确定原因后采取必要的措施进行处理。本文以桥梁工程中钻孔灌注桩基施工中经常发生的事故进行研究,并制定了相关的预防和处理措施。
1.缩孔的原因及处理
1.1原因分析
当地质结构层中形成软弱层、现塑性土层时,在雨水环境下就能由于水膨胀而出现缩孔。当钻头过快磨损或并没有采取必要的措施处理时,也会引起缩孔。
1.2预防措施
对于地质结构进行准确地研究勘察,钻孔过程中必须了解清土质的情况,遇到软弱层或塑性土层需采取必要的扫孔处理。遇到钻头过快磨损时需要采取相关的措施进行检查,或者采取补焊处理。
1.3处理措施
使用钻头实施扫孔,重复清扫,这样能够合理增加泥浆比重,降低失水量,加快成孔的速度。
2.孔壁坍塌的原因及处理
2.1原因分析
引起孔壁坍塌的因素是多方面的,其主要涉及到了护壁效果差,护筒埋置的深度不到位,填土不紧密,黏土层出现漏水问题,这些最终导致了泥浆水头高度与标准存在着差距,降低了泥浆对孔壁的压力而导致坍塌;当钻孔在松软砂层中的施工速度过快,会使得泥浆护壁的速度愈来愈小,从而导致孔壁渗水;当钻孔中途停钻时间过长后,当孔内水头比孔外水位低于2.0m时,降低水头对孔壁的压力。
2.2预防措施
(1)使得保护筒底部黏土厚度符合标准。(2)根据工程设计的资料对泥浆比重和粘度进行合理调配,完善调整钻进速度。(3)保证孔内水头的高度一致(4)防止大型设备在钻孔周围施工,避免提升钻头过程中要出现碰撞孔壁。(5)在施工前期制定必要的灌注准备,掌握准确的灌注时间并严格控制。
2.3处理措施
遇到坍塌时对问题进行观察判断,根据实际情况财务采取相关的处理措施。坍孔较小时需要大幅度调整泥浆比重,通过改善泥浆水位来形成充足的水头压力。当坍孔深度浅时可采取深埋护筒进行回填处理。坍孔情况严重必须进行退钻,进行黏土回填处理后实施钻孔。
3.钻孔偏斜的原因及处理
3.1原因分析
由于钻头在进给时发生了很大的晃动,导致钻头内部应力不均衡。在受到孤石、探头石的挤压时也会使得钻头出现偏移,最终导致钻孔的偏斜。
3.2预防措施
在实施钻机前确保场地的平整压实,保持已就位的钻机处于稳定状态,让钻机在钻进时能够平稳进行,这样才能让钻机顶部的起重滑轮槽、长盘、护筒桩处于同一垂直线上。对钻杆做好检查工作,遇到弯曲需及时调整。遇到孤石、探头石需要将钻进速度进行控制以避免出现偏斜。
3.3处理措施
在钻孔发生偏斜时需要对孔进行重复清扫,消除硬土层;当偏斜到达一定程度时必须回填黏土重新钻孔。
4.护筒冒水或下沉的原因与处理
4.1原因分析
当护筒底部黏土层夯实厚度与标准不一致时,护筒附近封堵不合格以及筒内存在较大的水位差过时,钻机碰撞护筒引起的。
4.2预防措施
利用厚度在0.5m的黏土层设置于护筒底部夯填,护筒附近也实施分层夯填黏土。护筒建立后高度要超过地面高0.3m,高出水面1.2m~2.5m,将护筒埋置深度为2.5m~4.5m。实施护筒连接时确保筒内未出现异常物质,尽量避免钻机碰撞护筒。
4.3处理措施
在发生护筒冒水或下沉后应该迅速中止钻孔,在护筒附近使用黏土填实加固,在情况严重时需要实施完整的修整,埋设护筒。
5.断桩的原因与处理
5.1原因分析
(1)在灌注砼进行过程中,由于导管漏水或导管提漏导致二次下球,这也是引起夹泥层和断桩的原因。出现导管提漏的原因有两种:一,导管堵塞时通常使用上下振击法,让混凝土强行流出,若这时的导管埋深过少,很容易发生提漏。二,因泥浆过稠时就很难估算或测砼面,测量导管埋深过程中错误地判断了砼浇注高度,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏,引起断桩。(2)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,但是随着时间的推移,存在于泥浆中的残渣将逐渐沉淀,增加了积聚在砼表面的沉淀物,就会给砼灌注带来极大的困难,使得堵管与导管无法拔出,最终导致断桩事故。。。(3)若导管过深,拔出时底部将靠近砼初凝,拔上后砼若不及时冲填,会填入泥浆。
5.2预防措施
首先,仔细做好清孔工作,避免出现孔壁坍塌;其次,尽量加快混凝土浇注速度:(1)刚刚浇砼时最好积累大量砼,通过形成极大的冲击力来克服泥浆阻力。(2)迅速持续浇注,让砼和泥浆处于流动状态,能有效避免导管堵塞;(3)准确提升导管,灌注砼过程中定时对导管埋深进行测量,严格按照操作规程进行;(4)在灌注水下砼前观察导管是否存在漏水、弯曲等缺陷,若发现问题应及时处理。
6.桩底沉渣过厚的原因与处理
6.1原因分析
清孔不到位,无二次清孔,钢筋的放置或待灌时间过长。
6.2预防措施
将第一次成孔后的清孔时间控制在3 h左右,减少钢筋笼对接时间,下完钢筋笼后及时进行二次清孔。若孔口泥浆比重达到1.0~1.05,对沉渣厚度检测,确定符合要求后实施灌注,浇注前导管底部至孔底的距离最好为0.3 m~0.4 m。。
6.3处理措施
将钢筋笼安装到指定位置,发现沉渣厚度超过规定值后利用抽浆或换浆法清孔。
7.钢筋笼上浮预防的原因与处理
7.1原因分析
(1)混凝土灌注过程中,浇注的砼自导管流出形成了巨大的冲击力导致钢筋笼上浮;(2)砼灌注过钢筋笼使得导管埋深过大,其表面形成硬壳,这时导管底端未能迅速提至钢筋底部,使得混凝土在导管流出后出现上升而导致钢筋笼上移。
7.2处理措施
(1)实施灌注砼过称中对砼浇注标高及导管埋深进行观察,当砼埋过钢筋笼底端在1.5~3.5m时将导管提到钢筋笼底端以上;(2)遇到钢筋笼上浮时迅速中止浇注,计算出导管埋深和已浇砼标高,保证导管提升才能进行浇注,这可以避免上浮现象。
8.结语
综上所述,当前桩基施工出现了诸多问题,这主要还是因为施工技术水平较低引起的,为避免问题的发生需要采取不同的措施进行处理。从人员调配、工序制定、构件装配、材料选用、施工工艺、机械设备等不同方面着手。能够有效处理桩基出现的质量问题。
参考文献
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关键词:低应变动力测桩;低应变动测的应用;实测工作方法
Abstract: the low strain dynamic test concrete foundation piles of quality advantage is no damage to the foundation pile itself, fast, and economic and accurate. This paper according to the d stem piece of the wave theory, this paper discusses the method and theory of the technology, and practical application and field inspection operation method. And with many years work experience, to test the integrity of the foundation pile judgment standard, vertical ultimate bearing capacity of single pile calculation method for detail. In combination with the examples to discuss.
Keywords: low strain dynamic measurement pile; Should the application of low dynamic test; Actual working methods
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
一、前言
桩基础广泛应用于建筑工程、公路工程桥梁中,作为各工程的基础。基础桩的类型主要有钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、高强度混凝土预应力管桩等。在桩的施工过程中会出现各种各样的缺陷,甚至是废桩。如桩身出现缩颈、扩颈、离析、夹泥、断裂等。据有关资料统计,桩施工过程中会出现约15%的缺陷桩。而基桩属于隐蔽工程,如何检测出桩的质量情况,是工程设计、监理及质量检测部门历来探求的问题。为此人们研究出了各种检测方法,如高应变动力检测法、低应变动力检测法、超声波检测法等。而低应变动力检测法是良好的检测方法之一,其分为反射波法、动力参数法、水电效应法、机械阻抗法等c 我国从80年代开始研究应用低应变动力检测法来检测混凝土基桩的质量。根据笔者从事十多年测桩的工作经验及参考有关文献,编写了本论文。本文主要介绍反射波法、动力参数法检测基桩的技术方法应用及具体工作细则
二、低应变动力法测桩(反射波法、动力参数法)的工作原理