高鐵橋梁能夠有效地防止沉降，保證列車的平穩(wěn)運行，高鐵橋梁建設的樁基施工技術與檢測是確保高鐵線路安全和穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。
一、高鐵橋梁的特點
1、高鐵線路中橋梁的比例較大，尤其是高架長橋的數(shù)量相對較多。這是因為高速鐵路設計要求十分嚴格，包括曲線半徑較大、坡度較小，并且需要實現(xiàn)全封閉行車。因此，相比普通鐵路，高鐵線路上的橋梁建筑物數(shù)量明顯增多，尤其是高架長橋更為突出。
2、由于高速鐵路對線路、橋梁和隧道等土建工程的剛度要求嚴格，因此，高速鐵路橋梁的設計以中小跨度為主。
3、剛度較高，整體結構良好。高速鐵路橋梁必須具備充足的剛度和良好的整體性，以防止橋梁產(chǎn)生過大的撓度和振幅。同時，必須控制橋梁在預應力徐變上的拱度和不均勻溫度變化所引起的結構變形，以確保軌道行駛的高平順性。
4、縱向剛度較高。高速鐵路要求連續(xù)鋪設無縫線路跨越不同區(qū)間，然而，橋梁上的無縫線路受力狀態(tài)與路基不同，受到結構的溫度變化、列車制動以及橋梁的撓曲影響，可能導致橋梁在縱向產(chǎn)生一定的位移，進而引發(fā)橋上鋼軌產(chǎn)生額外的應力。過大的附加應力可能導致橋上無縫線路失穩(wěn)，從而影響行車安全。
5、易于檢查和維護。高速鐵路的中斷行車可能帶來巨大的經(jīng)濟損失和社會影響，因此，高速鐵路橋梁的設計不僅要盡量減少維修需求，還要確保橋梁結構方便日常檢查和維護。
二、樁基基礎的施工準備
（一）樁基基礎的施工環(huán)境
場地位于旱地時，清除現(xiàn)場雜物，硬化場地。場地位于淺水時，采用筑島法(引橋)，場地位于深水時，采用鋼管樁施工平臺法(主橋)。平臺必須平整，聯(lián)結牢固。
（二）樁基基礎樁位測定
在平整好的場地上測定樁位，用方木樁準確標識各樁位的中心及標高，同時埋設護樁，護樁埋設方法，在樁中心向外大于樁徑1250px均勻分布三個并量出距離，護樁頂要與地面相平并用砂漿固定牢固，做出明顯標記。深水樁基的定位由鋼護筒定位架固定。
（三）樁基基礎的護簡
護筒一般采用鋼護筒，水上主墩鋼護筒采用12mm厚鋼板卷制在頂和底部用12mm鋼板加固，直徑2.5m的鋼護筒用14ram厚鋼板卷制，其余則用10mm厚鋼板卷制。護筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑20～1000px，護筒高視土質(zhì)而定，最小不小于2m。安置時，護筒頂高出地面750px以上，高出最高施工水位或地下水位1.5～2.0m。旱墩護簡周圍1250px范圍內(nèi)粘土夯實，深度至護筒底。并用穩(wěn)定護筒內(nèi)水頭的措施。護筒的埋設位置必須保證其中心與樁位中心的偏差不超過50mm。并應注意兩節(jié)護筒的連接質(zhì)量，護筒埋深為2～4m，水上主墩護筒應沉入局部沖刷線以下不小于1.0～1.5m。
（四）樁基基礎的鉆孔泥漿
在開鉆前，應選擇和備足良好的造漿粘土或膨潤土，科學選料配制，泥漿比重1.1-1.2，泥漿粘度一般地層16～22Pa·s。含沙率必須小于2%。鉆孔時泥漿需要不斷的循環(huán)和凈化，故在施工前應對泥漿的循環(huán)和凈化作適當布置，設置好制漿池、儲漿池、沉淀池，并用循環(huán)槽連接。廢棄泥漿根據(jù)現(xiàn)場情況在橋旁設置儲漿池，作為廢棄泥漿的傾倒場地。
三、樁基基礎鉆孔的施工
鉆孔前，按施工設計所提供的地質(zhì)、水文資料繪制地質(zhì)剖面圖，掛在鉆臺上。針對不同地質(zhì)層選用適當?shù)你@機和泥漿比重，并做鉆孔標示牌，內(nèi)容包括墩臺號、樁位、應鉆孔深、鉆機型號、負責人等。
初次鉆孔時進尺適當控制，采用慢速鉆進，沖擊鉆用小沖程，正反循環(huán)鉆應采用減壓鉆進，孔底承受的鉆壓不超過鉆具重力之和(扣除浮力)的80%。并經(jīng)常檢查放置鉆機的起吊滑輪線、鉆頭(鉆桿)和鉆孔中心三者是否在同一鉛垂線上，使初成孔豎直、圓順，防止孔位偏心、孔口坍塌。
正常鉆進后，沖擊鉆采用4-5m中、大沖程。但最大沖程不超過6m，正反循環(huán)鉆則待導向部位或鉆頭全部進入地層后方可加速鉆進。
施工中應經(jīng)常檢查鉆頭轉動裝置是否被鉆碴卡住，鉆進時常低錘勤擊，沖擊鉆鋼絲繩松繩不得過大，以免造成斜孔、卡鉆、坍孔、漏漿等故障，且鋼絲繩松繩不得過小以免造成打空錘，影響進尺。鉆孔作業(yè)必須連續(xù)進行，不得中斷。因特殊情況必須停鉆時，孔口應加保護蓋。用125px厚木板或3mm花紋鋼制作)并嚴禁鉆頭留在孔內(nèi)，以防埋鉆。經(jīng)常檢查泥漿的各項指標，包括泥漿比重、稠度、含砂率、酸堿度等，并根據(jù)地質(zhì)情況及時調(diào)整。
當鉆孔深度達到設計要求時，應對孔深、孔徑、孔位和孔形等進行檢查，測繩應經(jīng)常校正刻度，避免超鉆、或鉆孔深度不夠，檢孔器鋼筋外圈直徑應大于鋼筋籠外圈直徑l0，且不得大于鉆頭直徑，確認滿足設計要求后，立即填寫終孔檢查證，并經(jīng)駐地監(jiān)理工程師認可，方可進行孔底清理和灌注水下混凝土的準備工作。
四、高速鐵路橋梁樁基檢測方法
（一）鉆芯檢測法
鉆芯檢測法屬于局部破損檢測法，它是按規(guī)定的抽檢比例進行檢測，或?qū)顿|(zhì)量有疑問時采用，通過檢測可判斷樁身的完整性、混凝土強度、樁長、樁底沉渣厚度及持力層性狀能否滿足設計及規(guī)范要求。鉆芯取樣是鉆芯法檢測中的重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量好壞直接關系到整個樁基質(zhì)量評價的準確性。
（二）靜載荷試驗法
單樁豎向承載力的確定在基樁工程中特別重要。通過施加靜態(tài)荷載到樁基上，并監(jiān)測相應的位移和應力響應，來評估樁基的承載能力和穩(wěn)定性。靜載試驗是一種常用的樁基檢測方法，能夠直接反映樁基在實際荷載下的性能。
施加荷載：首先，在樁頂施加逐漸增加的荷載，觀察并記錄荷載與沉降之間的關系。
樁土相互作用：隨著荷載的增加，樁基與周圍土體之間會發(fā)生相互作用。樁底部會承受土體的反力，同時土體會對樁產(chǎn)生側向壓力和摩擦力。
Q-S曲線特征：通過監(jiān)測荷載和相應的沉降(即樁的變形)數(shù)據(jù)，可以繪制出Q-S曲線。這條曲線通常表現(xiàn)為一個非線性曲線，其特征包括初始剛性階段、曲線拐點和后期逐漸增加的斜率。曲線拐點對應著樁基的承載力。
確定承載力：Q-S曲線的拐點位置反映了樁基在承載力階段的特征，即當荷載達到一定程度時，樁基開始發(fā)生較大的變形，其承載力也達到了臨界值。通過分析Q-S曲線的特征，可以確定樁基的承載力水平。
判別施工質(zhì)量：根據(jù)Q-S曲線的形態(tài)和拐點位置，可以評估樁基的施工質(zhì)量。如果Q-S曲線的拐點位置較低或曲線呈現(xiàn)異常形狀，可能表明樁基的承載能力不足或存在質(zhì)量問題。
（三）低應變反射波檢測法
低應變反射波檢測法(Low Strain Impact Echo Testing)是一種用于評估樁基質(zhì)量和結構完整性的無損檢測技術。樁身的缺陷、樁底均可以根據(jù)反射波的相位、振幅、頻率特性，輔以地層資料、施工記錄以及實踐分析經(jīng)驗，對其性質(zhì)做出確切的判斷。
原理：
1、低應變反射波檢測法利用激勵作用下的反射波在樁體內(nèi)部傳播的方式來評估樁基的質(zhì)量和結構狀態(tài)。
2、當在樁頂施加沖擊力時，會產(chǎn)生反射波在樁體內(nèi)部傳播，并通過接收器進行接收。
3、檢測系統(tǒng)會記錄并分析反射波的特征，包括傳播時間、振幅等，從而推斷樁基的質(zhì)量和可能存在的缺陷。
步驟：
1、在樁頂施加沖擊力：通過在樁頂施加沖擊力，激發(fā)反射波在樁體內(nèi)傳播。
2、接收反射波信號：在樁頂或側面安裝接收器，用于接收反射波信號。
3、分析數(shù)據(jù)：記錄并分析接收到的反射波信號，包括傳播時間、振幅等參數(shù)。
4、解釋結果：根據(jù)分析得到的數(shù)據(jù)，推斷樁基的質(zhì)量、可能存在的缺陷和結構狀態(tài)。
（四）高應變動力檢測法
高應變動力檢測法(High Strain Dynamic Testing)是指用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行判定的檢測方法。
（五）高應變動力檢測法
高應變動力檢測法(High Strain Dynamic Testing)是指用重錘沖擊樁頂，實測樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行判定的檢測方法。
（六）聲波透射法檢測
聲波透射法檢測是通過測定超聲波在混凝土中傳播過程中的聲速、波幅、頻率、聲時等聲學參數(shù)，而反映混凝土的質(zhì)量。適用于已埋設聲測管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測，判定樁身缺陷的程度并確定其位置。此方法是一種較為成熟、有效的檢測方法，當聲波經(jīng)過混凝土傳播后，將攜帶有關混凝土材料性質(zhì)、內(nèi)部結構特征等有關信息，準確測定聲波經(jīng)混凝土傳播后的各種聲學參數(shù)的量值及變化，就可以推斷混凝土內(nèi)部結構完整性等。該方法一般不受場地限制，測試精度高，在缺陷的判斷上較其他方法更全面，檢測范圍可覆蓋全樁長的各個橫截面。
當混凝土中存在松散、蜂窩、孔洞、夾泥等缺陷時，將產(chǎn)生波的散射和繞射，使接受到的透射波能量降低、聲時增加、波幅衰減以及波形畸變。為確定缺陷的具體位置和尺寸，可采用CT層析成像技術使缺陷的分辨更為直觀。
CT探測方法是每個聲測管的電纜上有兩個聲波探頭，這兩個探頭既可以作為發(fā)射探頭也可以作為接收探頭。每個深度位置的射線路徑有4條，既有平行射線又有傾斜射線，可以對CT剖面進行反演成像，給出缺陷的深度方向分布位置和水平方向分布，同時，其野外采集方法與傳統(tǒng)聲波測試方法一樣，首先將聲波探頭放到基樁底部，然后同時提拉電纜，一次性采集完所有數(shù)據(jù)，野外測試速度快。
聲波CT反演成像技術能夠?qū)崿F(xiàn)對基樁內(nèi)部結構的非破壞性檢測和成像，為基樁工程的設計、施工和維護提供了重要的技術手段。
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