橋梁墩臺(tái)的沉降監(jiān)測(cè)探討
2015-05-21
前言
測(cè)量工程是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，在大橋建設(shè)中，所測(cè)的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)清楚橋梁的沉降情況，是保障橋梁工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。橋梁施工環(huán)境地形復(fù)雜、橋梁設(shè)計(jì)造型復(fù)雜，則施工過程中橋梁建筑測(cè)量就越加具有難度。下面就橋梁基礎(chǔ)沉降的觀測(cè)進(jìn)行闡述。
一、工程概況
某橋梁工程寬度單幅13. 75m，雙幅28m，設(shè)計(jì)車速80km/h，橋梁下部采用直徑1.4m圓柱形墩身。樁基采用摩擦樁。
二、監(jiān)測(cè)方法
在東西側(cè)引橋兩側(cè)分別布設(shè)一個(gè)四邊形的高程控制網(wǎng)，通過在橋梁下部結(jié)構(gòu)布設(shè)測(cè)點(diǎn)，安裝棱鏡，采用萊卡2003全站儀定期進(jìn)行觀測(cè)，得出測(cè)點(diǎn)處橫向、縱向以及豎向的坐標(biāo)，將多次測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得出測(cè)點(diǎn)處坐標(biāo)變化的規(guī)律，判斷測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)變化是否正常，進(jìn)而推斷出橋梁基礎(chǔ)變形是否正常。
三、測(cè)點(diǎn)布設(shè)
(一)控制網(wǎng)布設(shè)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在東西側(cè)引橋兩側(cè)分別布設(shè)一個(gè)四邊形的高程控制網(wǎng)，每次測(cè)量之前首先對(duì)控制網(wǎng)上的點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，如果誤差在允許范圍之內(nèi)，再對(duì)布設(shè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，以此來保證測(cè)量的精度。
(二)水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)
先根據(jù)測(cè)量通視情況選擇水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)位置，然后挖一個(gè)深度50cm左右的坑，在坑中打入lm多的鋼筋，進(jìn)而在坑里澆筑混凝土，通過振搗使得混凝土和鋼筋很好的結(jié)合，打入鋼筋之前先在鋼筋上用鋸子鋸出一個(gè)“十”字，作為后視棱鏡的架設(shè)點(diǎn)和全站儀架設(shè)對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)。本項(xiàng)口布設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，用以校核和備用。
(三)測(cè)點(diǎn)布設(shè)
根據(jù)實(shí)際情況在東西側(cè)引橋兩側(cè)兩跨布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，兩側(cè)布置位置相同，橋臺(tái)處布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)蓋梁頂部布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，共布設(shè)40個(gè)測(cè)點(diǎn)，在測(cè)點(diǎn)部位安裝棱鏡，安裝棱鏡前先用砂紙打磨布設(shè)處混凝土，然后用AB膠水將棱鏡占在打磨好的混凝土面上，棱鏡力一向要對(duì)準(zhǔn)全站儀觀測(cè)點(diǎn)力一向。棱鏡必須與混凝土面層粘結(jié)良好，不得松動(dòng)。
四、監(jiān)測(cè)內(nèi)容
(一)墩臺(tái)豎向沉降監(jiān)測(cè);
(二)墩臺(tái)橫橋向位移監(jiān)測(cè);
(三)墩臺(tái)縱橋向位移監(jiān)測(cè)。
五、監(jiān)測(cè)結(jié)果
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)來看，兩側(cè)墩臺(tái)縱向與橫向位移基本在。0-2mm之問波動(dòng)，變化趨勢(shì)非常穩(wěn)定，從而可以判定兩側(cè)墩臺(tái)縱向與橫向變形正常;對(duì)于豎向位移，保定側(cè)墩臺(tái)豎向位移比較穩(wěn)定，左側(cè)墩臺(tái)豎向位移基本在0-2mm之間波動(dòng)，后期基本沒有變化，右側(cè)墩臺(tái)豎向位移變化波動(dòng)較大，尤其0#橋臺(tái)最大達(dá)到4mm，但后期又有所回升，最終累計(jì)位移只有2mm，變化比較穩(wěn)定，可以判定東側(cè)墩臺(tái)豎向變形正常;對(duì)于西側(cè)墩臺(tái)，35#墩變化非常穩(wěn)定，累計(jì)豎向位移只有l(wèi)mm, 36#墩受37#變形的影響，左側(cè)累計(jì)位移達(dá)到6mm，右側(cè)累計(jì)位移達(dá)到4mm, 37#橋臺(tái)左側(cè)累計(jì)位移達(dá)到18mm，右側(cè)達(dá)到25mm。
六、沉降分析
從監(jiān)測(cè)的過程判斷，36#墩的變形主要是受37#橋臺(tái)的影響，現(xiàn)在主要分析一下37#橋臺(tái)的變形情況:
(一)根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)和施工資料，兩側(cè)橋臺(tái)的地質(zhì)情況、樁基尺寸、嵌入深度、布置情況以及施工完成時(shí)間都基本相同，但。二橋臺(tái)根據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)可以判定變形正常，而37#橋臺(tái)變形稍微偏大，唯一的區(qū)別在于37#橋臺(tái)在監(jiān)測(cè)過程中進(jìn)行橋臺(tái)背側(cè)填土和夯土，從而可以推測(cè)37#橋臺(tái)變形的主要原因是由于臺(tái)背填土;
(二)從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化數(shù)據(jù)可以得出，37#橋臺(tái)在臺(tái)背填土和夯土過程中一直處于下沉狀態(tài)，并且變化相對(duì)較快，而從臺(tái)背填土工作完成，變化趨勢(shì)突然變緩，并且持續(xù)到監(jiān)測(cè)結(jié)束，在此期問37#橋臺(tái)兩側(cè)累計(jì)位移均為2 mm，變化非常穩(wěn)定，從而也可以推測(cè)37#橋臺(tái)變形的主要原因是由于臺(tái)背填土;
?。ㄈ┯涩F(xiàn)場(chǎng)情況得知，在監(jiān)測(cè)過程中37#橋臺(tái)臺(tái)背側(cè)填土高度約2. 4m(從6. 5m到8. 9m)，根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTUD63-2007 )附錄J規(guī)定，臺(tái)背路基填土對(duì)橋臺(tái)基底或樁端平面處會(huì)產(chǎn)生附加豎向壓應(yīng)力，具體應(yīng)力計(jì)算如圖3所示。
臺(tái)背填土對(duì)橋臺(tái)基底或樁端平面處地基土上引起的附加壓應(yīng)力按公式(1)計(jì)算:
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式中:P1—臺(tái)背路基填土產(chǎn)生的土壓應(yīng)力(kPa)
a1-附加豎向壓應(yīng)力系數(shù);
Y1-路基填土的重度(kN/mj) ;
H1—臺(tái)背路基填土的高度(m).
計(jì)算得到，當(dāng)路基填土高度為6. 5m時(shí)，對(duì)橋臺(tái)基底的附加壓應(yīng)力為28. 94kPa，當(dāng)路基填土高度為8.9m時(shí)，對(duì)橋臺(tái)基底的附加壓應(yīng)力為46. 4kPa,兩者相差17. 46kPao附加應(yīng)力的產(chǎn)生必然導(dǎo)致橋臺(tái)的沉降，從而判斷37 }橋臺(tái)的沉降是由于臺(tái)背填土和夯土所造成。
七、結(jié)束語
根據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)分析可以得出，兩側(cè)墩臺(tái)變形均比較正常，在設(shè)計(jì)和施工過程中要重視橋臺(tái)背側(cè)填土對(duì)橋臺(tái)沉降的影響，特別是地質(zhì)情況較差的地區(qū)更要引起重視。為了避免由于變形造成施工過程中的安全事故和工程交工后在運(yùn)營階段出現(xiàn)質(zhì)量事故，可采取變形觀測(cè)的方法，即以測(cè)量技術(shù)手段對(duì)結(jié)構(gòu)的有關(guān)工點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，從中找到觀測(cè)點(diǎn)位參數(shù)與該點(diǎn)位的原設(shè)計(jì)參數(shù)的差異，從而判定施工的工程質(zhì)量，變形的程度和變形的發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)糾正施工偏差和采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
