桥梁桩基局部监测应以各部分局部状态为监测对象，实现对结构缺陷部位的精确定位、检查，外部环境、整体监测再加上局部监测形成一体化的监测机制，便于对桥梁的安全储备以及退化的机理做出系统评估。因此将非冻土区桥梁桩基局部性能的监测划分为桥梁桩基上部结构监测、桥梁桩基下部结构监测、桥梁桩基材质状况与状态参数监测等。桥梁桩基下部结构监测包括盖梁监测、墩台身监测、墩台基础监测及翼墙监测。......
2023-08-23
冻土区桥梁桩基监测预报系统
【摘要】：对于冻土区桥梁桩基，由于冻土相比未冻土性质的截然不同，使得相对于非冻土区桥梁桩基，冻土区的桥梁桩基应当针对影响冻土性质的各种因素进行监测。冻胀和融沉是冻土与非冻土相比最重要的两个病害。冻土温度的降低会引起土体中水分的迁移，使得分凝冻胀的产生，温度升高也引起融沉，因此对于冻土区桩基工程的监测需要对温度、水分和位移进行重点监测。
监测项目进行合理分类，对保证桥梁桩基安全性和耐久性监测至关重要，科学的分类也是优化监测手段的前提，不仅可以大大节省监测成本，而且可以达到高效实现监测桥梁桩基工作状态的目的。传统的常规监测内容可以分为荷载监测、几何监测和结构静、动力反应监测三类，也可分为桥梁桩基环境监测、桥梁桩基整体结构性能监测和局部结构性能监测［1］。为了能够更为系统、完整地监测高寒高海拔地区桥梁桩基工程的服役性能，本书采用后一种分类方法进行监测，即将冻土区桩基工程在运营期的服役性能进行监测分为桥梁桩基环境监测、桥梁桩基整体结构性能监测和局部结构性能监测三大类。
对于非冻土区桥梁桩基，应按照《公路桥梁承载能力检测评定教程》［2］《公路桥涵设计通用规范》［3］《公路技术状况评定标准》［4］《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》［5］等规范在施工期和运营期对桥梁桩基环境、整体结构性能以及局部结构性能的各项指标进行监测。对于冻土区桥梁桩基，由于冻土相比未冻土性质的截然不同，使得相对于非冻土区桥梁桩基，冻土区的桥梁桩基应当针对影响冻土性质的各种因素进行监测。
冻胀和融沉是冻土与非冻土相比最重要的两个病害。在大气温度变化下，冻土中的水分在融化和冻结过程中会产生体积的变化。随着温度的变化，温度降低，土中的未冻水结冰，体积增大，发生冻胀现象；温度升高，土中的冰产生融化，体积减小，发生融沉现象。而冻胀融沉的产生是温度场、水分场多场耦合的结果。
温度场的变化会影响水分场的变化，水分场的变化不仅表现为原位水的冻结，同时也会引起水分的迁移。当外界温度达到自由水的冰点时，土体开始冻结，此时土体内原有的平衡将被打破。由于土体内存在着温度梯度，故未冻区的水分将迁移到冻结锋面处冷凝成冰，此时冻结锋面处的土骨架受到了拉力的作用产生裂缝，水分积聚在此处形成冰晶体，从而发生冻胀［6］。可见，土体产生冻胀实际上是水分迁移的结果，温度场和水分场的变化引起了土体位移场的变化。土体温度升高时，冻土中的水会融化，融化过程中冻土在自重作用下产生的相对融化下沉量，称为融沉。融化过程中土体温度上升，冻土发生融化，冻土中的冰晶融化成水，土体体积缩小，土体原有结构冻胀时形成的裂缝在融化时闭合，产生融化沉降。同时冻土在融化过程中未冻水含量随地温的升高而增加，直至达到相变温度点，冰全部变成孔隙水，当未冻水含量增加到足以摆脱静电作用时，土体便在重力和上覆荷载的作用下发生排水固结，土颗粒运动，孔隙度变小而压密，产生固结沉降［7］。冻土温度的降低会引起土体中水分的迁移，使得分凝冻胀的产生，温度升高也引起融沉，因此对于冻土区桩基工程的监测需要对温度、水分和位移进行重点监测。冻土区桩基工程的现场监测内容包括：
（1）地温监测：年平均地温、不均匀性考虑（阴面、阳面）、与无工程区域的对比、整体工程各个结构面的考虑。
（2）水分监测：水分会影响活动层温度，积水会带来附加热源，应当对桩基附近土体中的含水量及未冻水含量进行监测。
（3）变形监测：表面变形、原天然地表变形、上限位置冻胀融沉变形。
（4）冻结深度与融化深度监测。
（5）冻胀力监测。
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2023-08-23
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2023-08-23
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2023-08-23
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