水运结构与地基要点——个人整理精华版

第一篇结构检测技术
(一)
1、码头由主体结构和码头设备两部分组成,其结构形式有重力式、板桩式、高桩式等,码
头主体结构包括:上部结构、下部结构、基础。
2、标准养护室内应保持温度为20±3℃,相对湿度90%以上。
3、实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm,可按公称尺寸进行计算;试件承压面的不平整度,不应大于试件边长的0.05%;承压面与相邻面的不垂直度,不应大于±1°。
4、劈裂抗拉强度试验时的加荷速率:0.04~0.06MPa/s。
5、弹性模量测试:预压时,以0.2~0.3 MPa/s的速度连续均匀地加荷至轴心抗压强度值的40%,然后以同样的速度卸荷至零,反复预压3次。
6、测弹性模量的3个试件中,如果有一个试件在测定弹性模量后的抗压强度值与用以决定试验控制荷载的轴心抗压强度值之差超过后者的20%,则弹性模量值为其余两个试件试验结果的平均值;如有两个试件的抗压强度值超出上述规定,则试验结果无效。
7、冷轧带肋钢筋为热轧盘条经冷轧处理得到,其牌号由CRB和抗拉强度最小值构成,如
CRB550/650/800/970,CRB550为普通混凝土用钢筋,其他牌号为预应力混凝土用钢筋。
8、螺纹钢筋按屈服强度划分级别,其代号PSB加上规定屈服强度最小值表示。
9、测钢筋弹性模量时的加荷速率:2MPa/s。钢筋拉伸试验时,测屈服强度和规定塑性延伸强度:
方法A,应变速率0.00025/s,相对误差±20%;方法B,弹模<150GPa,应力速率取≤20MPa/s;弹模>150GPa,应力速率取≤60 MPa/s。
测抗拉强度和断后伸长率:方法A,应变速率可以取0.0067/s,相对误差±20%;方法B,试验速
率≤0.008/s。
10、规定塑性延伸强度:由试验得到应力—延伸率曲线图,画一条与曲线的弹性直线段部分平行且在延伸轴上与此直线段的距离等效于规定塑性延伸率,例如0.2%的直线。
11、原则上只有断裂处与最接近的标距标记的距离不小于原始标距的1/3情况方为有效。但
断后伸长率大于或等于规定值时,不论断裂位置处于何处测量均为有效。
(二)
1、回弹仪的率定:钢砧HRC:60±2;标称能量2.207J(适用于10-60MPa)率定值80±2;标称能
量4.5J(适用于50-100MPa)率定值88±2。
2、回弹仪的常规保养条件:○1弹击超过2000次;○2对检测有怀疑;○3率定值不合格。
3、回弹仪的检定(周期6个月):a.新回弹仪启用前;b.检测数据异常,无法进行调整;c.经过
维修或更换部件;d.遭受严重撞击或其他损坏。
4、混凝土强度推定值:
a.测区总数≤10,推定值=代表值最小值;
b.测区总数≥10,推定值=代表值平均值-1.645代表值标准差;
c.代表值中出现小于10MPa时,推定值<10MPa。
5、超声回弹综合法一个测区上由4个超声波测点(4个边角区)和16个回弹值测点组成。
6、出现下列情况应重复测量3次:○1两个测点声时值的相对误差大于15%;○2首波幅A0值小于硬质合金加工
3mm;○3接受信号的波形不规则。
7、选取钻头直径不应小于粗骨料最大粒径的2倍,取芯位置应符合下列原则:
○1应在混凝土质量具有代表性的部位;
○2应在受力较小的部位;○3应避开主筋、预埋件和管线等位置;
○4当用于修正非破损检测结果时,应在非破损方法计算所得的混凝土强度推定值的平均值邻近测区钻取;
○5便于钻芯机安装的部位。
8、芯样中钢筋允许含量:○1芯样直径≥100mm的试件,可含一根直径≤22mm的钢筋,且与试件受压面平行;○2芯样直径<100mm的试件,可含一根直径≤10mm的钢筋,且与试件受压
面平行。○3  离试件表面10mm以上。
9、芯样试件的两个端面宜用高强砂浆、硫磺砂浆或107胶与水泥混合成胶液修整,厚度不超过1.5mm,
修整完毕静置24h,再移至标养室或20±3℃的水中养护48h。
10、芯样抗压强度试验试件破型后,若出现下列情况,应剔除该试件的试验结果:○1含有大于芯样直径0.5倍粒径的粗骨料;○2含有蜂窝和孔洞等缺陷;○3试件侧面出现斜向裂缝。
11、当芯样直径小于100mm时,抗压强度试件的抗压强度值应乘以换算系数1.12,折算成高度与直径均为100mm的抗压强度值。
12、
13、混凝土出现缺陷的原因:○1施工原因;○2温度应力或失水过快造成的表面裂缝;○3长期
在腐蚀介质或冻融作用下形成的表层缺陷或表层脱落;○4外力作用。
14、混凝土均匀性检测的测点数≥30个,测点间距≤0.5m;当 v m≥3500δv≤5.0,可判定混凝土均匀性合格,反之不合格。(δv=s v/v m,单个样本的声速变异系数,即标准差/平均值)。
(三)
1、静力试验中,加载速度很慢,结构或构件的变形也很慢,不需要考虑加速度引起的惯性力,不需要考虑由于加载速度快、结构变形快而引起的材料性能变化等。
2、简支梁受均布荷载q时的支座反力为1/2qL,跨中弯矩M=1/2qL×L/2-1/2qL×L/4=1/8qL2;
简支梁受三分点荷载时弯矩M=P/2(L/3+L/6)-P/2×L/6=PL/6,令两者跨中弯矩相等,得等效荷载P=3/4qL。
3、当荷载小于荷载标准值时,每级荷载不应大于标准荷载的20%,当荷载大于荷载标准值
时,每级荷载不应大于标准荷载的10%;当荷载接近抗裂检验荷载时,每级荷载不应大于标准荷载的5%;当荷载接近承载力检验荷载时,每级荷载不应大于荷载设计值的5%。4、挠
边缘融合机度=跨中位移-两侧支座沉降平均值。
5、如混凝土构件试验采用分级加载,在某一级荷载的加载过程中达到破坏,应取前一级荷
载作为极限荷载实测值;在某一级荷载的规定持续时间内达到破坏,应取该级荷载与前一级荷载的平均值作为极限荷载实测值;在某一级荷载的规定持续时间结束后达到破坏,应取该级荷载作为极限荷载实测值。
6、当采用三分点荷载作为均布荷载的等效荷载时,所得跨中挠度应该乘以0.98进行修正。
7、自重引起的挠度=自重产生的跨中弯矩/构件出现裂缝前一级实际加载产生的跨中弯矩×
构件出现裂缝前一级实际加载产生的跨中挠度;对于其他情况,构件的弯矩及挠度可以取荷载—挠度曲线的初始直线段末端的荷载(荷载标准值)所产生的跨中弯矩和相应的挠度。模具计数器
8、挠度检验允许值:[αs]=1/θ[αf],θ—考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数,按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)取值;[αf]—受弯构件的挠度限值,按国标取值。
(四)
1、结构动力特性主要包括结构的自振频率、阻尼系数、振型等基本参数,这些特性是结构本身所固有的性能,与外荷载无关。
2、如果要测量振动体的位移,应使ω/ωn(ω—振动体振动频率,ωn—传感器自振频率)尽可能大些,取5~10或更大,这样质量块的位移振幅与振动体的位移振幅趋于相等,相位趋于相反;如果要测量振动体的加速度,应使ω/ωn尽可能小,这样质量块的位移振幅和振动体的加速度振幅成正比,Y0ωn2/a m趋于1,相位差趋近于180°。
3、结构动力特性测试方法有:人工激振法、环境随机振动法。人工激振法又分为:自由振动法、强迫振动法(也叫共振法)。
4、自由振动法结构阻尼比:ξ=1/(2Kπ)×㏑(x n/x n+1),K—周期,X—位移峰值;共振法阻尼比:ξ
=1/2μ(μ—实测动力的放大系数)。
发光标识5、由于地壳内部的微小振动、城市中的车辆运行等各种激振因素,地面一直处于微小的振动中,这一现象称为地脉动;地脉动对建筑物而言是一个激振力,它会引起建筑物产生振幅很小的振动,即脉动(是一种强迫振动)。
(五)
1、《港口水工建筑物检测与评估技术规范》(JTJ 302-2006)规定:对梁、板、桩、桩帽等构件进行保护层厚度检测时,应取构件数量的2%且不少于5个构件,其中板类构件应不少于6根钢筋,其余构件对全部受力钢筋进行保护层厚度检测,每根钢筋的代表性部位测量3点。
2、作为检测评估的耐久性专项检测,不同区域内应各抽取构件数的2%且不少于3个构件进行检测,每个构件不得少于2个检测点。
3、腐蚀电位正向大于-200mV时,发生腐蚀的概率小于10%;腐蚀电位负向大于-350mV时,发生钢筋腐蚀概率大于90%;腐蚀电位在-200mV~-350mV时,腐蚀性状不确定。
4、混凝土含氯量检测:抽取构件数量的5%且不少于10个构件,取样位置选择主筋附近并避开裂缝和缺陷;对钢筋腐蚀造成影响的主要是游离氯离子含量,样品使用蒸馏水浸泡24h 可获得水溶性氯离子。
5、钢管桩壁厚检测:抽取总数的5%且不少于10根,同一根桩代表性部位测点数不少于3个;宜沿码头岸线不大于30m选取一组构件,同一部位应分别对凹面和凸面进行厚度测试。
6、涂层厚度检测方法:当厚度≤120μm时,采用划割法;当厚度为(120μm,250μm】时,采用切割法(检测数量:钢管桩或钢板桩每10根检测1根,其他钢结构每200m2检测数量不应少于1次,且总检测数不得少于3次);当厚度>250μm时,采用拉开法。
7、内部垂直位移观测点应沿铅垂线方向布置,每一土层不少于1点;最浅的观测点应设在基础底面下不小于0.5m处,最深的观测点设在超过压缩层理论深度处或经论证后的适当处。
8、应同时进行安全性、使用性、耐久性三项内容评估的水工建筑物为:
○1已达到或者超过使用年限需继续使用的建筑物;
○2需提高使用功能的建筑物;○3改变使用条件的建筑物;
9、钢结构涂层劣化评估分级标准和处理要求:
(六)
1、海港工程中常采用的钢结构防腐蚀措施:○1增加钢结构的腐蚀裕量;○2选用耐腐蚀的钢材品种;○3采用表面涂层或包覆层保护;○4采用阴极保护(是水下区钢结构防腐蚀的最有效手段之一,可使腐蚀速度下降到0.02mm/a)。
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2、金属热喷涂的喷涂材料有铝、铝合金、锌。其中,气喷法适用于锌涂层,电弧法适用于铝涂层;包覆层防腐是以玻璃纤维为骨架、用树脂作粘合剂组成的防腐层。
3、表面粗糙度与清洁度的检验数量:○1钢管桩或钢板桩,不少于总桩数的10%,且每工作班不少于1
根;○2小型钢构件,不少于构件总数的10%,且每工作班不少于5件;○3大型、整体钢构件,每50m2对照检查一次,且每工作班不少于1次。
4、涂层厚度检测的干膜测厚可分为无损检测、破坏性检测。无损检测又分为磁性法、超声法、机械法;破坏性检测有显微镜法。
5、目前使用较多的磁性测厚仪,通过仪器探头与钢材表面之间的磁通量大小反映涂层的厚薄,磁通量越大,表面涂层厚度越大。
6、磁性测厚的检测方法:《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》(JTS 153-3-2007);检测数量:钢管桩及钢管桩每根不少于3个测点;大型钢构件每10m2不少于3个测点;小型钢构件每2m2不少于1个测点。测点值达到设计厚度的测点数不少于总数的85%,且最小测点值不小于设计厚度的85%。
第二篇基桩检测技术
(一)
1、若桩顶传下的荷载大部分由侧阻力承担,端承力只占其中一小部分,则称为端承摩擦桩;若桩顶传下来的荷载大部分由端承力承担,侧阻力只占其中一小部分,则称摩擦端承桩。
2、下列情况下宜采用混凝土灌注桩:○1地质条件复杂、岩面起伏较大或地下障碍物较多,打入桩施工有困难时;○2采用打入桩不经济;○3锤击沉桩可能导致岸坡稳定性不足或附近有重要建筑物时;○4受施工条件限制,难以使用大型水上沉桩设备时;○5需避免挤土影响时。
3、改变落锤高度及垫层刚度是调整桩身锤击应力行之有效的方法。
4、锤击沉桩的中心距不宜小于3.5倍桩径或者桩宽,桩端进入持力层深度:○1对粘性土或粉土,不应小于2倍桩径;○2对中等密实砂土,不应小于1.5倍桩径;○3对密实砂土、碎石类土、强风化岩,不小于1倍桩径。
5、静压沉桩目前主要用于以黏性土为主的地基中,且以中小型预制桩为主,在密实砂土中压桩比较困难。
6、水冲沉桩:利用高压水破坏桩侧及桩端处的土体,减小沉桩阻力,使桩在较小的外力作用甚至仅有的自重作用下沉桩。按水冲沉桩工艺不同分为:内冲内排、内冲外排、外冲外排。为减少水冲沉桩的承载力损失和桩的后期沉降,规范明确规定了当桩端沉至距设计高程一定距离(1~1.5D)时,停止冲水,将水压降到0~0.1Mpa,改用单一锤击,以提高桩端部分的阻力。
7、混凝土灌注桩分为:钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、挖孔灌注桩、沉管灌注桩。可以采用成桩后在桩底、桩侧注浆
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8、桩的承载力包括地基土对桩的支承力和桩身结构强度两个方面,设计计算时应取其小者。桩承载能力检测按桩的使用功能可以分为桩轴向抗压承载力试验、轴向抗拔承载力试验、水平承载力试验。以上三种试验都属于直接试桩法,而高应变法检测桩的轴向抗压承载力属于半直接方法,其在桩的承载力测试精度上不如桩的轴向抗压静载试验,但是相对检测方便、成本低廉,可作为后者的补充。
9、水运工程的工程桩施工一般采取边施工边用高应变检测的方法。桩在初打时的承载力不能代表土体恢复后的承载力,两者差别很大,正确的做法是:通过打桩时高应变检测了解桩打入时的土阻力和桩身应力等资料,用经一定间歇时间后的复打结果判定桩的承载力。
10、低应变反射波法:检测混凝土预制桩和混凝土灌注桩的桩身缺陷及其位置,判断桩身完整性类别。
高应变法:检测桩身缺陷及其位置,确定桩身完整性系数及类别;对低应变检测后难以定性的桩进行复测。
声波透射法:检测混凝土灌注桩的桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性。
钻芯法:检测混凝土灌注桩的桩身缺陷性质及其位置,检测桩身混凝土长度、桩长、桩底成渣厚度,判别桩底岩土性状。
11、桩承载力试验前要收集工程地质勘察资料。对施工前为设计提供依据的试验桩,按《港口工程桩基规范》(JTS 167-4-2012)规定,在离试验桩3~10m范围内应有钻孔,这是为了准确掌握试验桩的桩周土质情况;若是
水平静载荷试桩,在地表下16 倍桩径深度范围内每隔1m应有土样的物理力学试验指标,这是因为承受水平荷载
桩的第一弯矩零点一般在泥面以下13~16 倍桩径。
(二)桩轴向抗压静载荷试验
1、我国《港口工程桩基规范》(JTS 167-4-2012)明确规定单桩轴向承载力除以下四种情况外均应根据静载荷试验确定:○1附属建筑物;○2桩数较少,并经技术论证的建筑物;○3附近工程有试桩资料,且地质条件相近、沉桩工艺相同的建筑物;○4有其他可靠的替代试验方法。
2、桩轴向抗压静载荷试验加、卸载方法:慢速维持荷载法(首推)、快速维持荷载法(每级1h)、多循环加卸载法、恒载法、等贯入速率法。
3、锚桩和反力梁提供的反力应大于预估最大试桩荷载的1.3~1.5倍,锚桩与试验桩之间的中心距离应≥4倍桩径,并不应小于2  m。基准桩与试桩之间的中心距≥4倍桩径,且不小于2m;基准桩与锚桩之间
的中心距≥3倍桩径。对桩端进入良好持力层且桩径≥1.2m的试验桩,试验桩与锚桩、基准桩的中心距均应≥3倍桩径。
5、静载荷试桩的观测系统主要由基准桩、基准梁、位移测试仪表组成。基准桩对应设置在试桩两侧,并与试桩保持一定距离。同一根试验桩应设置4个沉降测点,沿桩周对称布置,沉降观测点平面应该选择在桩顶以下20~100cm处桩身位置,不能放在桩顶的钢垫板或千斤顶上。
7、《港口工程桩基规范》(JTS 167-4-2012)建议荷载加载分级成10~12级,若要提高精度,可将最后几级荷载一分为二;卸载也要分级进行,每次卸载量按2倍加载级差进行;每级加、卸载时间不宜小于1min。
8、上述规范规定,慢速维持荷载法1h内桩顶沉降量小于0.1mm时可认为该级荷载已达稳定,可进行下一级加载。卸载时每级卸载维持60min,卸载至零后维持时间≥3h,直至桩顶沉降位移相对稳定。
9、快速维持荷载法每1h加一级荷载,直至达到破坏标准或设计要求控制荷载为止;快速卸载时每级荷载维持15min,卸载至零后维持60min。
10、《港口工程桩基规范》(JTS167-4-2012)终止加载标准:○1当Q—S曲线出现可判定极限承载力的陡降段,且桩顶总沉降
量超过40mm,对慢速维持荷载法桩顶总沉降量达到40mm以前有一级稳定荷载;○2采用慢速维持荷载法时,在某级荷载作用下24h未达到稳定;○3Q—S曲线没有明显陡降段,桩顶总沉降量达到60~80mm,或达设计最大允许沉降量;○4验证性试验
已达设计要求的最大加载量。
11、除以上外,实际试桩过程中另外一些终止加载的情况:○1锚桩已被拔起;○2用工程桩作锚桩,锚桩上拔量已达设计要
求;○3长径比超大的钢管桩或大直径混凝土桩,Q—S曲线变形缓慢,这时宜采用桩顶总沉降量控制。

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