Johdanto

Sillan abutments ovat sillan lopputuki, joka pitää lähestymisen penkerointi ja siirtää kuormitukset korirakenteen maahan. Kun maaperän asutus tapahtuu alla tai vieressä näiden abutments, rakenteellinen hätä, väärä suuntautuminen, halkeaminen, ja jopa katastrofaalinen vika voi johtaa. Ratkaisun kysymykset vaativat perusteellista ymmärrystä geoteknisten olosuhteiden, huolellinen tarkastus, ja soveltaminen todistettu korjaus tekniikoita. Tämä artikkeli tarjoaa kattavan oppaan menetelmiä tarkastaa ja korjata siltaa abutments alttiina maaperän settlement, kattaa syyt, arviointitekniikat, ja vakautusstrategioita.

Syyt maaperän settlement noin Butments

Ymmärtäminen, miksi selvitys tapahtuu on tärkeää valita asianmukaiset tarkastus- ja korjausmenetelmät. Yhteisiä syitä ovat:

Heikot tai puristettavat maa-ainestasot

Pehmeä savi, liejut, turvetta, ja löysä hiekka voi pakata alle paino abutment ja lähestymistapa täyttää, mikä johtaa differentiaaliasutus. Nämä maaperät ovat usein löytyy tulva-aukkoja, vanhat joenuomat, tai regeneroitu maa.

Huono Compaction of Backfill

Puutteellinen tiivistyminen materiaalin takana abutment voi aiheuttaa rakentamisen jälkeen ratkaisu. Ajan mittaan, tämä johtaa tyhjyyksiin ja pinta masennusten, jotka vaikuttavat abutment asemaa.

Vesiin soluttautuminen ja viemärit

Pintavesi tai pohjaveden saostuma voi pehmentää maaperää, aiheuttaa eroosiota ja pestä pois pieniä hiukkasia. Tukehtuneet itkureiät, epäonnistuneet viemärijärjestelmät tai väärä luokittelu pahentaa näitä olosuhteita.

Seisminen tai dynaaminen lataaminen

Maanjäristykset tai raskaat liikennevärähtelyt voivat desifioida rakeista maaperää tai aiheuttaa nesteytystä, mikä johtaa äkilliseen laskeutumiseen tai asettumiseen ajan mittaan.

Viereinen rakentaminen tai kaivaminen

Tunneli tylsää, syvä kaivaukset, tai kasa ajo lähellä olemassa silta voi aiheuttaa sivuttaista maaperän liikettä ja asutusta noin abutments.

Maaperän settlementin tarkastusmenetelmät

Kattavassa tarkastusohjelmassa yhdistetään kenttähavainnot, pinnanalaiset testit ja pitkän aikavälin seuranta.

Silmämääräinen tarkastus

Tarkastajat etsivät: murtunut betoni tai muuraus, pyöritetyt tai kalleitetut tukiseinät, epätasaiset laakeriistuimet, aukot auttaja- ja lähestymislaatta-aukon välillä, vinossa olevat laajennusliitokset, pohjan haravointireiät sekä veden värjäyksen tai seepage-merkit. Liittovaltion ohjeet, kuten [Native Bridge Inspection Standards (NBIS), edellyttävät joka toinen vuosi visuaalisia tarkastuksia kaikille julkisille silmille.

Geotekniset tutkimukset

Maanalainen tutkimus on ratkaisevan tärkeää maaperän stratigrafian ja lujuuden mittaamiseksi.

  • Maaperän tylpätykset[ . ... ...................................................................................................................................................................................................................................
  • Koneen läpäisytestit (CPT) ... ..................................................................................................................................................................................................................................
  • Standard Penetration Tests (SPT) .
  • Laboratoriotestit .

Edistyneet seurantatekniikat

Nykyaikaiset anturit antavat reaaliaikaisia tai määräaikaisia tietoja muodonmuutoksesta ja liikkeistä:

  • Inklinometrit[ .
  • Setlementlevyt ja Telltalit[ . . . Yksinkertaiset laitteet, jotka tallentavat voiteen tai viereisen maan pystysuoran siirtymän.
  • Kilttimittarit[ ... ........................................................................................................................................................................................................................................
  • Survey Prisms and Total Stations .
  • Terrestrial Laser skannaus (TLS)[] . Korkeatiheys pistepilvien avulla 3D vertailu abutment geometria eri päivinä, paljastaa hienovaraisia selvityskuvioita.
  • Kuitu Optic Kanta Anturit[ ... ....................................................................................................................................................................................................................................

Ei-tuhoava testaus (NDT)

NDT-menetelmillä voidaan havaita pinnanalaisia tyhjyyksiä tai muutoksia materiaalissa ilman kaivamista.

  • Maan läpinäkyvyystutka (GPR)[ .
  • Ultrasonic Pulse Velocity . Arvioi betonin eheyttä ja syvyyttä murtumisen auttamuksissa.
  • Sähköinen resistiviteettitomografia (ERT) .

Maaperän istutusten korjaustekniikat

Kun syy ja laajuus selvitys pyritään korjaamaan strategioilla pyritään palauttamaan rakenteellinen yhdenmukaistaminen, lisätä perustuskapasiteettia, ja vakauttaa ympäröivä maaperä. Valinta riippuu vakavuudesta, kustannuksista, saatavuus, ja ympäristörajoitteita.

Mikropilotti- ja syvän perustan järjestelmät

Mikropillereitä (pieniä halkaisijakasoja, tyypillisesti 4.12 tuumaa) porataan ja ohjataan kuljettamaan kuormia päteviin kerrostumiin. Ne voidaan asentaa matalan pään tiloihin ja aiheuttaa minimaalista tärinää. Paaveisiin voidaan käyttää raskaampia kuormia, ajettuja kasoja tai porattuja akselia. Paalun pohjaan yhdistetään usein kuormituksen siirtopalkkeja tai tukipäitä, jotka on asetettu olemassa olevan tukiosan alle.

Maaperän vakauttamiseen liittyvät tekniikat

Maaperän ominaisuuksien parantaminen vähentää tulevaa asutusta ja lisää kantokykyä:

  • Paine Grouting[ ... Portland sementtiä tai kemiallisia laastia ruiskutetaan tyhjyyksien täyttämiseksi ja irtomaan puhdistamiseksi.
  • Compaction Grouting[ ... Korkeaviskositeetin laastin syrjät ja kompaktit ympäröivän maaperän, käytetään abutments ja takana siipiseinät.
  • Kemiallinen stabilisointi[ ... .....................................................................................................................................................................................................................................
  • Jet Grouting[ ... .......................................................................................................................................................................................................................................

Underpinning ja Jacking

Underpinning laajentaa perustan syvempiin, vakaampiin kerroksiin. Menetelmät ovat:

  • Pit Underpinning[ ... ......................................................................................................................................................................................................................................
  • Beam ja Pile Underpinning . Siirrot kuorma kasoihin kautta vahvistettu betonipalkki valettu alle tuki.
  • Hydraulic Jacking[ ... ....................................................................................................................................................................................................................................

Helikaalit ja ruuvipilat

Nämä ovat teräskuiluja, joissa on helikaalilevyjä, jotka on ruuvattu maahan, mikä mahdollistaa välittömän kantavuuden. Ne ovat tehokkaita kevyissä tai kohtuullisissa kuormituksissa ja voidaan asentaa vähän häiriöitä, mikä tekee niistä sopivia tukikorjaukseen herkillä alueilla.

Lähestymistapa Lapa Varauksen ja Backfill korjaus

Jos ratkaisu johtuu huonosti tiivistää backfill, korvaa lähestymistapa laatta ja recomplating suunniteltu täyttö (usein geogrid vahvistaminen) voi palauttaa sujuvat siirtymiä ja vähentää vaikutusta kuormitusta abutment.

Tapaustutkimukset

Reaalimaailman esimerkkejä näistä tekniikoista ovat:

Silta yli pehmeän saven Persianlahden rannikolla

Moottoritiesilta Louisianassa koki 12 tuumaa erotellun ratkaisun syvän pehmeän saven takia. Kun paikan päällä tehty tutkimus, korjausratkaisu yhdistää suihkun laastin pylväät abutment täytteen ja mikropiilejä kytketty uuteen arvosanapalkki. Seuranta yli viisi vuotta osoitti alle 0,5 tuumaa lisäselvitys.

Urban Bridge Abutment Lisäosa kaivaukseen

Metrotunnelin rakentamisen aikana kaupungin sillan alla abutment kiertyi 3 tuumaa ulospäin. Tiivistys laasti ruiskutettiin abutment seinän taakse vakauttamaan maaperää, ja helical laiturit asennettiin ulkopuolelle estämään lisäkiertoa. Sen jälkeen tuki palattiin putkistoon hydraulisilla jakeilla.

Suunnittelun ja rakentamisen ennaltaehkäisevät toimenpiteet

Ennakoivilla lähestymistavoilla voidaan minimoida tulevat selvityskysymykset:

  • Syvät perustukset[ ... ........................................................................................................................................................................................................................................
  • Lightweight Backfill ... Käytä laajennettua liuskekiveä, vaahtobetonia tai EPS-geovaahdon avulla vähentääksesi alaluokan pystysuuntaista rasitusta.
  • Proper Viemäröinti[ ... Sisältää itkureiät, geokomposiittiviemärit ja soraviemärit, joilla estetään veden kertyminen abutmentin taakse.
  • Maanparannus Esikuormitus[ .
  • Geosynteettinen vahvistus . Geotekstiilit tai geogridit, jotka on sijoitettu takatäyttöalueelle, parantavat kuorman jakautumista ja vähentävät asutusta.

Kustannusten tarkastelu ja elinkaarisuunnittelu

Korjauskustannukset vaihtelevat suuresti. Syvä kasa tausta voi ylittää 5000 dollaria per lineaarinen jalka, kun taas maaperän laastin voi vaihdella $ 30-$ 150 per kuutiometri riippuen käyttö ja materiaalit. Kattava tarkastus, joka tunnistaa varhaisen ratkaisun voi vähentää korjauskustannuksia 50% tai enemmän verrattuna odottamaan kunnes rakenteellinen vaurio on näkyvissä. Virastojen olisi sisällytettävä seuranta osana rutiininomaisia siltojen hallintaohjelmia, kuten AASHTO[ ohjeita.

Päätelmät

Sillan perussyiden ymmärtäminen— olipa kyse heikosta maa-alasta, heikosta tiivistymisestä, salaojituksesta tai ulkoisesta kuormituksesta—on ratkaisevan tärkeää oikean korjausmenetelmän valinnassa. Mikropillien, maaperänvakauttamisen, pohjan ja tunkeilun kaltaiset tekniikat ovat osoittautuneet menestyksellisiksi rakenneeheyden palauttamisessa ja käyttöiän pidentämisessä. Sidontalaitteiden omistajat voivat välttää kalliita hätäkorjauksia ja ylläpitää kuljetusverkon turvallisuutta ja luotettavuutta. Kehittyneiden materiaalien ja valvontajärjestelmien jatkuva tutkimus ja käyttöönotto parantaa edelleen tuloksia tällä haastavalla siltatekniikan alalla.