橋梁墩臺的沉降監(jiān)測探討
2015-05-21
前言
測量工程是一項技術(shù)性很強的工作，在大橋建設(shè)中，所測的數(shù)據(jù)能夠及時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)計造型復(fù)雜，則施工過程中橋梁建筑測量就越加具有難度。下面就橋梁基礎(chǔ)沉降的觀測進行闡述。
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)測方法
在東西側(cè)引橋兩側(cè)分別布設(shè)一個四邊形的高程控制網(wǎng)，通過在橋梁下部結(jié)構(gòu)布設(shè)測點，安裝棱鏡，采用萊卡2003全站儀定期進行觀測，得出測點處橫向、縱向以及豎向的坐標，將多次測量的結(jié)果進行對比分析，得出測點處坐標變化的規(guī)律，判斷測點坐標變化是否正常，進而推斷出橋梁基礎(chǔ)變形是否正常。
三、測點布設(shè)
(一)控制網(wǎng)布設(shè)
根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在東西側(cè)引橋兩側(cè)分別布設(shè)一個四邊形的高程控制網(wǎng)，每次測量之前首先對控制網(wǎng)上的點進行復(fù)核，如果誤差在允許范圍之內(nèi)，再對布設(shè)點進行觀測，以此來保證測量的精度。
(二)水準點布設(shè)
先根據(jù)測量通視情況選擇水準點的布設(shè)位置，然后挖一個深度50cm左右的坑，在坑中打入lm多的鋼筋，進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“十”字，作為后視棱鏡的架設(shè)點和全站儀架設(shè)對準點。本項口布設(shè)兩個水準點，用以校核和備用。
(三)測點布設(shè)
根據(jù)實際情況在東西側(cè)引橋兩側(cè)兩跨布設(shè)觀測點，兩側(cè)布置位置相同，橋臺處布置兩個測點，每個蓋梁頂部布設(shè)一個測點，共布設(shè)40個測點，在測點部位安裝棱鏡，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，棱鏡力一向要對準全站儀觀測點力一向。棱鏡必須與混凝土面層粘結(jié)良好，不得松動。
四、監(jiān)測內(nèi)容
(一)墩臺豎向沉降監(jiān)測;
(二)墩臺橫橋向位移監(jiān)測;
(三)墩臺縱橋向位移監(jiān)測。
五、監(jiān)測結(jié)果
根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)來看，兩側(cè)墩臺縱向與橫向位移基本在。0-2mm之問波動，變化趨勢非常穩(wěn)定，從而可以判定兩側(cè)墩臺縱向與橫向變形正常;對于豎向位移，保定側(cè)墩臺豎向位移比較穩(wěn)定，左側(cè)墩臺豎向位移基本在0-2mm之間波動，后期基本沒有變化，右側(cè)墩臺豎向位移變化波動較大，尤其0#橋臺最大達到4mm，但后期又有所回升，最終累計位移只有2mm，變化比較穩(wěn)定，可以判定東側(cè)墩臺豎向變形正常;對于西側(cè)墩臺，35#墩變化非常穩(wěn)定，累計豎向位移只有l(wèi)mm, 36#墩受37#變形的影響，左側(cè)累計位移達到6mm，右側(cè)累計位移達到4mm, 37#橋臺左側(cè)累計位移達到18mm，右側(cè)達到25mm。
六、沉降分析
從監(jiān)測的過程判斷，36#墩的變形主要是受37#橋臺的影響，現(xiàn)在主要分析一下37#橋臺的變形情況:
(一)根據(jù)實際的設(shè)計和施工資料，兩側(cè)橋臺的地質(zhì)情況、樁基尺寸、嵌入深度、布置情況以及施工完成時間都基本相同，但。二橋臺根據(jù)實測的數(shù)據(jù)可以判定變形正常，而37#橋臺變形稍微偏大，唯一的區(qū)別在于37#橋臺在監(jiān)測過程中進行橋臺背側(cè)填土和夯土，從而可以推測37#橋臺變形的主要原因是由于臺背填土;
(二)從監(jiān)測數(shù)據(jù)變化數(shù)據(jù)可以得出，37#橋臺在臺背填土和夯土過程中一直處于下沉狀態(tài)，并且變化相對較快，而從臺背填土工作完成，變化趨勢突然變緩，并且持續(xù)到監(jiān)測結(jié)束，在此期問37#橋臺兩側(cè)累計位移均為2 mm，變化非常穩(wěn)定，從而也可以推測37#橋臺變形的主要原因是由于臺背填土;
?。ㄈ┯涩F(xiàn)場情況得知，在監(jiān)測過程中37#橋臺臺背側(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)計規(guī)范》（JTUD63-2007 )附錄J規(guī)定，臺背路基填土對橋臺基底或樁端平面處會產(chǎn)生附加豎向壓應(yīng)力，具體應(yīng)力計算如圖3所示。
臺背填土對橋臺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)計算:
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式中:P1—臺背路基填土產(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—臺背路基填土的高度(m).
計算得到，當(dāng)路基填土高度為6. 5m時，對橋臺基底的附加壓應(yīng)力為28. 94kPa，當(dāng)路基填土高度為8.9m時，對橋臺基底的附加壓應(yīng)力為46. 4kPa,兩者相差17. 46kPao附加應(yīng)力的產(chǎn)生必然導(dǎo)致橋臺的沉降，從而判斷37 }橋臺的沉降是由于臺背填土和夯土所造成。
七、結(jié)束語
根據(jù)實測的數(shù)據(jù)分析可以得出，兩側(cè)墩臺變形均比較正常，在設(shè)計和施工過程中要重視橋臺背側(cè)填土對橋臺沉降的影響，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營階段出現(xiàn)質(zhì)量事故，可采取變形觀測的方法，即以測量技術(shù)手段對結(jié)構(gòu)的有關(guān)工點進行觀測，從中找到觀測點位參數(shù)與該點位的原設(shè)計參數(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，及時糾正施工偏差和采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
