导言

桥梁的桥体是桥梁的终点支撑,保留了近岸堤防,并将负载从上层建筑转移到地面。 当土壤沉积在这些桥体下或附近时,结构困难、错位、裂缝甚至灾难性故障都可能产生。 解决定居点问题需要彻底了解地质技术条件、认真检查以及应用经证明的修复技术。 本条为检查和修复受土壤沉积影响桥梁的桥体提供了全面指南,涵盖了原因、评估技术和稳定战略。

造成在Abutments周围形成土壤定居的原因

了解为什么和解对于选择适当的检查和维修方法至关重要。

土壤层薄弱或可压缩

软粘土、淤泥、泥炭和松散的沙子可能在水管和近地填料的重量下压缩,从而导致差异化的和解。 这些土壤往往存在于洪泛地、旧河床或开垦土地中。

后补充的缩合不足

气管后面的材料不适的紧凑会导致建筑后和解,随着时间的推移,这会导致空穴和表面低压,从而影响气管的位置.

水的渗入和排水问题

地面水或地下水渗出会软化土壤,造成侵蚀,并冲走细微的颗粒。 堵塞的眼泪孔、排水系统失灵或不适当的分级使这些状况恶化。

地震或动态加载

地震或重交通振动可以使颗粒土壤变质或诱发液化,从而导致随着时间的推移突然形成或定居.

邻近建筑或挖掘

隧道枯燥,挖掘深处,或堆积在一座现有桥梁附近,可引起平面土壤运动和在地表周围定居.

检查在Abutdems周围的土壤定居的方法

综合检查方案结合实地观测,地下测试,长期监测等多种方式,广泛采用以下方法: 1.

视觉检查

视觉检查仍然是评估的第一线,检查员寻找:混凝土或砖瓦断裂、旋转或倾斜的支架墙、轴承座椅不均匀、支架与靠近板之间的空隙、扩张关节错开、底部有孔孔以及有水污或渗漏的迹象。

土工调查

地下勘探对于量化土壤的分层和强度至关重要。

  • 土壤波林斯 – 提取样品,用于实验室测试水分含量,密度,剪切强度,以及整合特征.
  • 孔径穿孔试验 – 连续剖面土壤耐受性和孔隙压力,最理想的识别软层和液化潜力.
  • 标准穿透试验(SPT) – 用于估计颗粒土壤的相对密度和粘土一致性.
  • 实验室综合试验 – 应用载荷下的预计规模和结算率.

高级监测技术

现代传感器提供关于变形和移动的实时或定期数据:

  • 内测表 –测量表层后或下方的横向土壤运动;安装在关键地点的井眼中.
  • 定居板块和Telltales[ – 记录自流或相邻地面垂直位置的简单设备.
  • Tiltmeters – 探测到舱门壁或码头的旋转,常用于抢修作业.
  • 调查棱柱和总站[ –传统但依然有效,可以监测随时间推移的横向和纵向运动.
  • 地铁激光扫描(TLS) – 高密度点云允许在不同的日期对气管几何进行3D比较,揭示出微妙的定居模式.
  • 纤维光学斯特兰传感器 – 嵌入混凝土或附着在钢上以检测裂纹和变形.

非破坏性测试(NDT)

NDT方法可以检测到地下空隙或材料条件的变化而不挖掘. 常见的方法包括:

  • 穿透雷达(GPR) —— 识别空穴,脱溴,以及气管后土密度的变化.
  • 乌ltrasonic Pulse Velocity[ – 评估在气管壁中裂解的混凝土完整性和深度.
  • 电阻托木学(ERT) – 地图水分含量和地基周围的土壤异常.

土壤沉积维修技术

一旦人们了解定居的原因和范围,修复战略就旨在恢复结构调整、提高基础能力以及稳定周围土壤。 选择取决于严重程度、成本、获取和环境限制。

微孔和深层基础系统

微孔(小直径堆积,一般为4~12英寸)是钻孔和向合格层转移负载的。它们可以在低头室条件下安装,并造成最小的振动。对于重负、驱动堆积或钻井,可以使用皮层支撑,通常与现有基底下投放的负载转移梁或括号相结合。

土壤稳定技术

改善土壤特性会减少未来的定居,提高承载能力:

  • 压力Grounding – 波特兰水泥或化学杂质被注入以填充空隙,并密度散落土壤.
  • 编译 Grounding – 高维度格子取代和紧凑在土壤周围,在地表和翼壁后使用.
  • 化学稳定 – 液化物,飞灰,或水泥与原地土混合,以提高强度,降低压缩.
  • Jet Grounding – 创建起负载元素或截流作用的土壤水泥柱.

下层和夹克

基础将基础扩展到更深、更稳定的层。

  • Pit underpinning – 挖掘在现存基底下的各个阶段,并倒灌混凝土以达到轴承层.
  • 梁和皮尔底皮宁 –通过钢筋混凝土梁铸造在底皮下,将负载转移到堆积物上.
  • Hydraulic Jacking – 曾经将支架在支撑后提升回原等级. 多个具有精确控制的同步J避免了结构过度紧张.

螺旋桨码头和螺旋桨

这些钢杆有螺旋板,被打成地上,提供即时的负载能力,对轻度至中度负载有效,可以安装低扰动,使其适合敏感地区的舱体修理。

更换和补补

如果由于压缩不严的回填造成和解,则更换接近的板块和重新压缩的工程填充(往往加固地理网)可以恢复平稳过渡,减少对气管的撞击加载。

个案研究

现实世界的例子说明了这些技术的应用:

海湾沿岸的软克莱桥

路易斯安那州一座高速公路桥由于深层软粘土而经历了12英寸的差分和解. 经过现场调查,修复解决方案在气管填充和微孔连接到一个新的级梁下,合并喷气式引线柱,经过5年的监控显示额外和解不到0.5英寸.

挖掘附近的城市桥梁

在一座城市桥下修建地铁隧道时,支流向外旋转3英寸,在支流墙后注入了凝固胶胶胶,稳定土壤,外侧安装了螺旋桨码头以防止进一步的旋转,支流随后使用液压杰克返回羽流.

设计和建筑方面的预防措施

积极主动的办法可以尽量减少未来的解决问题:

  • 深基[] – 设计堆积或钻井的支架,延伸至胜任承载层,绕过可压缩土壤.
  • 轻量级回填 – 使用扩展页岩,泡沫混凝土,或EPS地理泡沫来降低子级的垂直应力.
  • Proper排水 –包括哭泣孔,地质复合排水,以及砾石排水,以防止水管后方积水.
  • 轮式改进预装 – 应用附加荷载,并允许在构建辅料前有时间进行合并.
  • Geosynthetic adstructionment – 放置在回填区的地铁或地网能改善负载分布,减少结算.

成本考虑和生命循环规划

修复成本差异很大,深堆基底可超过每线脚5000美元,而土壤的粘度可能根据出入和材料的不同而从每立方脚30美元到150美元不等。 全面检查确定早期解决可以比等待结构损害明显减少50%或更多。 各机构应当按照 AASHTO[ 指南的建议,将监测作为常规桥梁管理方案的一部分。

结论

有效检查和修复受土壤安置影响的桥梁管线需要系统的方法,将视觉观察、地下调查和现代监测技术结合起来。 了解根源--8212;无论是土壤薄弱、紧凑、排水故障还是外部装载--8212;对选择正确的修理方法至关重要。微孔、土壤稳定、支承和吊桥等技术证明在恢复结构完整性和延长服务寿命方面是成功的。 通过投资预防性设计措施和早期检测,桥梁所有人可以避免昂贵的紧急修理,并保持运输网络的安全性和可靠性。 继续研究和采用先进的材料和监测系统将进一步改善这一具有挑战性的桥梁工程领域的成果。