Методы осмотра и ремонта повреждений мостов, подвергнутых землеустройству

Введение

Мостовые примыкания являются конечными опорами моста, сохраняющими подход набережной и переносящими нагрузки от надстройки к земле. Когда почвенное поселение происходит под или рядом с этими примыканиями, могут возникнуть структурные бедствия, несоответствие, растрескивание и даже катастрофический сбой. Решение вопросов урегулирования требует тщательного понимания геотехнических условий, тщательного осмотра и применения проверенных методов ремонта. В этой статье представлено всеобъемлющее руководство по методам осмотра и ремонта мостовых примыканий, подвергаемых почвенному поселению, охватывающих причины, технологии оценки и стратегии стабилизации.

Причины залегания почв вокруг погребальных осадков

Понимание того, почему происходит урегулирование, имеет важное значение для выбора соответствующих методов проверки и ремонта.

Слабые или сжимаемые слои почвы

Мягкие глины, илы, торф и рыхлые пески могут сжиматься под тяжестью прилегающей и приближающейся засыпки, приводя к дифференциальному заселению.Эти почвы часто встречаются в поймах, старых руслах рек или рекультивированных землях.

Плохое взаимодействие Backfill

Недостаточное уплотнение материала за прикладом может вызвать постконструкционное урегулирование, со временем это приводит к пустотам и поверхностным углублениям, которые влияют на положение приклада.

Проблемы инфильтрации воды и дренажа

Поверхностные воды или просачивание грунтовых вод могут смягчать почву, вызывать эрозию и смывать мелкие частицы. Забитые дыры плача, неисправные дренажные системы или неправильная сортировка усугубляют эти условия.

Сейсмическая или динамическая погрузка

Землетрясения или сильные вибрации движения могут уплотнять гранулированные почвы или вызывать сжижение, что приводит к внезапному заселению или заселению с течением времени.

Смешанное строительство или раскопки

Тоннельная засыпка, глубокие раскопки или куча, движущаяся вблизи существующего моста, могут вызвать боковое движение почвы и поселение вокруг рифов.

Методы инспекции почвенного поселения вокруг мест захоронения

Комплексная программа инспекции сочетает в себе полевые наблюдения, подземные испытания и долгосрочный мониторинг. Широко используются следующие методы:

Визуальная инспекция

Визуальный осмотр остается первой линией оценки. Инспекторы ищут: трещины бетона или кладки, повернутые или наклоненные стенки прилегающей кости, неравномерные несущие сиденья, зазоры между прилегающей и подъездной плитой, несоответствующие расширительные соединения, прорехи на базе и признаки окрашивания или просачивания воды. Федеральные руководящие принципы, такие как Национальные стандарты инспекции мостов (NBIS) [[FLT: 1]], требуют двухгодичных визуальных проверок для всех общественных мостов.

Геотехнические исследования

Исследование недр имеет решающее значение для количественной оценки стратиграфии и прочности почвы.

Скука почвы — извлечение образцов для лабораторных испытаний содержания влаги, плотности, прочности сдвига и характеристик консолидации.
Тесты на проникновение в кости (CPT) — непрерывные профили сопротивления почве и давления пор, идеально подходящие для выявления мягких слоев и потенциала сжижения.
Стандартные тесты на проникновение (SPT) — Используется для оценки относительной плотности гранулированных почв и консистенции глины.
Лабораторные консолидирующие тесты — прогнозируемая величина и скорость расчетов при применяемых нагрузках.

Передовые технологии мониторинга

Современные датчики предоставляют данные о деформации и движении в режиме реального времени или периодически:

Инклинометры — Измерение бокового движения грунта за или под примыканием; устанавливаются в скважинах в критических местах.
Расчетные пластины и теллажи — простые устройства, регистрирующие вертикальное смещение прилегающей земли или прилегающей к ней поверхности.
Тилтметры — Обнаружение вращения стенок примыкания или пирсов, часто используемых во время операций по разъему.
Опытные призмы и общие станции — традиционные, но всё ещё эффективные для мониторинга горизонтального и вертикального движения с течением времени.
Наземное лазерное сканирование (TLS) — облака точек высокой плотности позволяют 3D-сравнение геометрии примыкания в разные даты, выявляя тонкие схемы урегулирования.
Оптоволоконные датчики напряжения — встроены в бетон или прикреплены к стали для обнаружения трещин и деформации.

Неразрушающее тестирование (NDT)

Методы НДТ позволяют обнаруживать подземные пустоты или изменения в материальном состоянии без проведения раскопок. Общие подходы включают:

Наземный проникающий радар (GPR) — выявляет пустоты, дебондинг и изменения плотности почвы за примыканиями.
Ультразвуковая скорость импульса — оценивает целостность бетона и глубину трещин в стенах примыкания.
Электроустойчивость томография (ERT) — Карты влажности и аномалий почвы вокруг фундаментов.

Ремонтные техники для почвенного расселения

Как только причина и степень заселения поняты, стратегии ремонта направлены на восстановление структурного выравнивания, увеличение пропускной способности фундамента и стабилизацию окружающей почвы. Выбор зависит от тяжести, стоимости, доступа и экологических ограничений.

Системы микропиля и глубинного фундамента

Микропилы (сваи малого диаметра, обычно 4-12 дюймов) просверливаются и затираются для передачи нагрузок в компетентные слои. Они могут быть установлены в условиях низкой комнаты и вызывать минимальную вибрацию. Для более тяжелых нагрузок могут использоваться приводные сваи или сверленные валы. Подкладка кулака часто сочетается с балками переноса нагрузки или скобками, отлитыми под существующим прилегающим материалом.

Методы стабилизации почвы

Улучшение свойств почвы уменьшает будущие поселения и увеличивает несущую способность:

Качели давления — Портлендский цемент или химические затирки вводятся для заполнения пустот и уплотнения рыхлых почв.
Компьюшн-грутинг — высоковязкая затирка смещает и уплотняет окружающую почву, используется под примыканиями и за стенками крыла.
Химическая стабилизация — известь, летучая зола или цемент, смешанные с почвой in-situ, для повышения прочности и снижения сжимаемости.
Джет Гроутинг — создаёт колонны грунт-цемента, которые выступают в качестве несущих элементов или отсечек.

Подкрепление и Джекинг

Подкрепление расширяет фундамент на более глубокие, более стабильные слои. Методы включают:

Пит-подпорка — Раскопки по этапам под существующим фундаментом и заливка бетона для достижения подшипникового слоя.
Луч и опора для утёсов — переносит нагрузку на сваи через железобетонный балок, отлитый под примыканием.
Гидравлический разъем — Используется для поднятия приклада обратно к первоначальному классу после подпорки.Множественные синхронизированные разъемы с точным управлением избегают перенапряжения конструкции.

Вертолеты и клеветнические пилы

Это стальные валы со спиральными пластинами, которые ввинчиваются в землю, обеспечивая немедленную несущую способность. Они эффективны при легких и умеренных нагрузках и могут устанавливаться с низкими помехами, что делает их пригодными для ремонта примыкания в чувствительных областях.

Замена плит и ремонт заполнителей

Там, где расселение вызвано плохо уплотненным заполнением, замена подъездной плиты и рекомпактирование инженерного залива (часто с усилением геогрид) могут восстановить плавные переходы и уменьшить ударную нагрузку на примыкание.

Тематические исследования

Примеры из реального мира иллюстрируют применение этих методов:

Мост над мягкой глиной на побережье Мексиканского залива

Мост шоссе в Луизиане испытал 12 дюймов дифференциального расселения из-за глубоких слоев мягкой глины. После исследования участка ремонтное решение объединило струйные затирающие колонны под прикладным наполнителем и микропилы, соединенные с новым сортовым балкой. Мониторинг за пять лет показал менее 0,5 дюймов дополнительного расселения.

Городской мост рядом с раскопками

При строительстве тоннеля метро под городским мостом опорная часть поворачивалась на 3 дюйма наружу. За стенкой опорной части вводили компрессионную затирку для стабилизации грунта, а на внешней стороне устанавливали спиральные пирсы для предотвращения дальнейшего вращения. Опорная часть затем возвращалась в водопровод с помощью гидравлических домкратов.

Превентивные меры в проектировании и строительстве

Проактивные подходы могут свести к минимуму будущие вопросы урегулирования:

Глубокие основания — проектирование примыканий на сваях или сверленных шахтах, которые распространяются на компетентные несущие слои, минуя сжимаемые почвы.
Легкий обратный наполнитель — Используйте расширенный сланец, пенобетон или геопену EPS, чтобы уменьшить вертикальное напряжение на подклассе.
Правильный дренаж — Включите в себя дырки для плача, геокомпозитные стоки и гравийные стоки, чтобы предотвратить накопление воды за примыканием.
Предварительная загрузка наземного улучшения — Примените дополнительные нагрузки и дайте время для консолидации перед строительством прикрепления.
Геосинтетические подкрепления — геотекстили или геосети, размещенные в зоне засыпки, улучшают распределение нагрузки и уменьшают расчет.

Расчеты затрат и планирование жизненного цикла

Стоимость ремонта варьируется в широких пределах. Глубокое свайное подстилки может превышать 5000 долларов за линейный фут, в то время как затирка почвы может варьироваться от 30 до 150 долларов за кубический фут в зависимости от доступа и материалов. Комплексная проверка, которая определяет раннее урегулирование, может снизить затраты на ремонт на 50% или более по сравнению с ожиданием, пока структурный ущерб не будет виден. Агентства должны включать мониторинг в рамках рутинных программ управления мостом, как рекомендовано руководящими принципами AASHTO .

Заключение

Эффективный осмотр и ремонт мостовых примыканий, затронутых почвенными поселениями, требуют систематического подхода, который сочетает в себе визуальное наблюдение, исследование недр и современные технологии мониторинга. Понимание коренных причин & #8212; будь то слабые почвы, плохое уплотнение, дренажные сбои или внешняя погрузка & #8212; имеет решающее значение для выбора правильного метода ремонта. Такие методы, как микропилы, стабилизация почвы, фундамент и угон, оказались успешными в восстановлении структурной целостности и продлении срока службы. Инвестируя в профилактические меры проектирования и раннее обнаружение, владельцы мостов могут избежать дорогостоящего аварийного ремонта и поддерживать безопасность и надежность транспортной сети. Продолжение исследований и принятие передовых материалов и систем мониторинга будет способствовать дальнейшему улучшению результатов в этой сложной области мостовой инженерии.