路桥施工中桩基加固技术探究

邹明辉，甘轼（江西省四通路桥建设集团有限公司，江西 新余 338000）

路桥施工中桩基加固技术探究

邹明辉，甘轼
（江西省四通路桥建设集团有限公司，江西 新余 338000）

为了保证路桥工程的质量，提高路桥工程的安全性能，需要对其桩基进行加固处理。论文结合过往的一些经验，指出在路桥工程中桩基存在的一些主要问题，对路桥施工中桩基加固的技术进行探究，旨在提出科学合理的施工技术方法，供同类工程参考。

路桥施工；桩基加固；微型桩加固；技术探究

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.044

在我国的交通道路网络中，路桥是其中的一个重要组成部分，尤其在我国的公路运输中，路桥工程质量的好坏时刻影响着公路运输的安全。随着我国国民经济的发展，国家基础设施的施工技术方法不断更新和完善，基础设施的建设工作也一直在进步。公路网络的不断延伸不仅为人们的生活提供了很大的便利，对各行各业的发展也起到了重要推动作用。

1　路桥工程中常见的桩基质量问题

路桥作为社会正常运转的基础设施，在公路运输中被使用的频率和不断扩建的需求越来越大，在国民经济发展的同时路桥所承载的负荷量也越来越大。为了保障公路运输的安全及路桥工程的质量，探究路桥施工中桩基加固的技术是行业内每一个人都应积极参与思考的重点工作。路桥工程的质量对我国公路交通的安全运行起着决定性的作用，近些年来我国路桥建筑行业的飞速发展让人们的生活发生了日新月异的变化。然而在实际路桥工程中，由于经验的不足和施工技术落后，导致在当前路桥工程中的桩基施工出现了很多问题。

1.1桩基的常见问题

在路桥施工中进行桩基加固时会对其产生阻碍的是桩基的沉降，而引起桩基沉降的主要原因有两点，一是桩基沉渣清理不彻底，二是桩基设计不合理。前者会导致桩基承载力不够而发生沉降[1]，后者会因为在设计中同种连续梁采用了不同的桩基形式造成桩基不均匀发生沉降。造成桩基沉降的基本原理都是桩基之间的土和桩基顶部或者下部位在受到压力时会发生形变，这种形变通常与桩基的土质、载荷量、桩间间距的大小、桩基的工艺设计等因素有关。

桩基的土质太软，桩基压缩的形变程度就大；桩基的土质太硬，其压缩后的形变程度就小。一般沉降现象都发生在桩基土质太软的情况下，在对桩基进行加固施工时，由于土承受压力的能力不够而发生侧移，地基整体和桩间土都会经压缩而发生形变，群桩将出现沉降。通过实际经验发现，通常情况下在砂土中的桩基比在硬黏土中的桩基出现沉降的可能性更大。

桩基之间的间距越大，地基整体压缩形变在群桩沉降中的比例就越小，且受到载荷量和土质等其他性质的影响也越小[2]。在桩基之间的间距比较小的时候，其出现沉降的原因通常是载荷量、承台设置以及桩间间距3种因素共同作用的结果，在实际分析中也要结合这3种因素来共同进行探讨。

1.2灌注桩的常见问题

灌注桩钻孔是利用不同的钻孔工具，在地基的石土中钻出1个直径为圆形的孔（见图1），当钻到设计所需的高度时，将钢筋架导入钻孔中，再利用导管将混凝土灌注进去，形成一个钢筋混凝土结构的结实粗壮的圆柱形桩基。影响钻孔灌注桩施工的因素很多，如：钻孔偏斜、卡钻、缩孔、掉钻、卡管、断桩、钢筋笼上浮等。

图1　圆形钻孔图

2　路桥施工中桩基加固的原理

2.1提高桩基的承载能力

为了提高桩基的承载能力，改善持力层的性能，就要增强桥梁桩基承台的性能，而钻孔灌注桩技术的加固原理就是对群桩的结构进行分析，依据群桩的实际情况在桥梁桩基的周围进行灌注。增加承台就相当于增加了新的桩基，利用增加原来柱桩的直径来增加其承载负荷的能力。在钻孔灌注成孔的过程中，会一定程度地破坏土壤原本的稳定性，但在钻孔后灌注混凝土时，用高压使浆料深入桩基周围的土壤中，起到填筑的作用，然后将其压实并等其凝固，形成的混凝土和原土质层混合物就能形成一个十分坚韧的新层面。桩基周围持力层的物理性能和化学性能的稳定性都有了大大的提高，桩基的承载能力也会变强[3]。

随着二孩政策的放开，越来越多的女性选择生育二孩，其中有很多孕妇属于高龄孕妇。和年轻孕妇相比，二胎高龄孕妇的身体机能如应激能力、代偿能力等均处于下滑趋势，不仅导致妊娠合并症发生概率升高，也会引发孕妇产生焦虑抑郁等心理问题，给孕妇和胎儿均造成不良影响[12-13]。研究表明，孕妇发生焦虑抑郁等不良心理问题的可能性达到12%～54%，且二胎高龄产妇的出现焦虑抑郁的可能性更大，而焦虑抑郁的产生又可能导致孕妇分娩出现风险[14-15]。因此对二胎高龄孕妇焦虑抑郁产生因素进行分析并采取相应措施对孕妇及胎儿的健康有重要意义。

2.2提高桩基的桩侧摩阻力

灌注混凝土加粗桩基的直径还能够使桩基外围形成1个有效的保护壳。在没有灌注混凝土压浆之前，桩基在土壤下面会受到桩孔内部沉渣、孔壁泥皮的摩擦阻力，如果桩基与桩孔之见的直径差别太大，在下桩时受到的阻力就越大，这种情况下桩基的桩侧摩阻力就会被大大削弱。

在将混凝土泥浆灌入钻孔时能够有效增加桩基的直径和土壤的密度，在压浆的过程中，混凝土水泥浆液返流，可以有效消除泥皮并包裹沉渣，由此增强钻孔环境的和谐性，从而大大提高了桩基的侧摩阻力。

3　路桥施工中加固桩基可采取的技术方法

3.1微型桩加固技术

在路桥工程桩基加固工作的实施中，微型桩加固技术因其施工简单、运用灵活、加固效果显著、承载能力高且占用施工面积小不受施工面的限制而被业内广泛使用[4]。

微型桩加固技术就是钻出1个直径较小的灌注桩孔，在不同的情况下要用不同的成孔方法。由于微型桩所占用的位置小，因此成孔也能更为密集，在桩基加固工程中按照合理的设计安排可以形成1个星罗密布的微型桩体系。我国微型桩加固的技术已经比较成熟，施工中可以采用的机械的种类也比较多，在多种地质环境中都能采用此法来对桩基进行加固。根据以往经验来看，微型桩加固的效果是十分显著的，在微型桩体系中每一个桩基的承载能力和侧摩阻力都有了提高，整个工程体系的负载能力和综合性能也都显著提高。

3.2微型桩加固技术的实施

按照不同的地质情况采用不同的成孔方法，常见的有干成孔法和循环泥浆护壁成孔法，前者在钻孔过程中需要反复提钻进行清理，后者则是在钻头钻至一定深度后再提钻进行清孔处理。当孔径较小的时候，植入单根钢筋，当孔径较大的时候则需植入钢筋笼，最后再将混凝土通过导管灌入孔内，使之形成钢筋混凝土结构。在完成上述工作后就要实施压浆，前期要进行压浆实验然后按照压浆工序来开展工作，一般在钻孔灌注桩成型两周后，混凝土强度达到80%时要利用超声波检测，然后实施柱底压浆。全部工序完成后要制作压力表，统计和报告工程的基本情况和实际效果。

3.3优化持力层条件，增强桩基的承载力

在钻孔灌注桩的施工过程中，为了能够全面提高立桩的负荷能力，就必须优化持力层的条件、增强桩基的负荷能力。桩基的负荷功能与桩底负荷、桩体表皮、土层移动都有着十分紧密的关系，因此，要提高桩基的负荷功能也要从这3个方面入手。在对桩基注浆的过程中，首先要用超高压输送浆料，使振捣器附近的土层在压能差的作用下开裂渗氮，然后将浆料注入裂缝中，并在注浆的过程中将桩边的土层压实，待其凝固之后就会形成1个高强度的土层结构，持力层的条件无论是从力学角度还是物理角度来说都得到了优化，桩基的负荷能力也大大提高。

3.4增强桩基侧摩阻力

灌注混凝土加粗桩基的直径还能够使桩基外围形成1个有效的保护壳。在没有灌注混凝土压浆之前，桩基在土壤下面会受到桩孔内部沉渣、孔壁泥皮的摩擦阻力，如果桩基与桩孔之见的直径差别太大，在下桩时受到的阻力就越大，这种情况下桩基的桩侧摩阻力就会被大大削弱。通过不断用填料的方式来填补桩土与桩体界面之间的空白，将混凝土泥浆灌入钻孔，就能够有效增加桩基的直径和土壤的密度。在压浆过程中，混凝土水泥浆液返流，可以有效消除泥皮并包裹沉渣，由此增强钻孔环境的和谐性，从而大大提高了桩基的侧摩阻力。

3.5科学选取压浆参数

在压浆过程中需要选取的压浆参数一般包括水灰比、注浆压力、注浆压力中止等，在实施桩基灌浆工作之前，就要根据以往的施工经验来预设各项参数，再利用得出的参数进行桩前试压，以桩基的各项强度都能够达到设计强度为前提，对照参数进行科学的判断，并对不符合要求的参数进行修改和数据调整。一般情况下，泌水率不得超过3%，泥浆拌合3h之后的泌水率在2%左右，24h之内水分要被泥浆完全吸收，拌合好的浆料要在3h之内进行试验使用，在这个数据范围内试验得到的结果可供选取压浆参数参考。

4　结语

在路桥工程中，对桩基进行加固的方法的好坏决定了桩基加固的质量，在加固过程中，除了要改善桩基持力层的条件之外还要提高桩基的侧摩阻力。桩基加固工作中针对的对象主要是微型桩的加固，可采取的施工方法有钻孔灌注桩技术和后压浆技术。本文结合当前的技术水平，对微型桩加固技术做深入研究，来对路桥施工中桩基加固的技术进行了全面、详细的探讨。

【1】孙志国.关于路桥施工中桩基加固技术的研究[J].黑龙江信息科技，2013（6）:23-26.

【2】常春振.桥梁工程施工中的桩基加固技术研究[J].中国高新技术企业，2016（9）:96-97.

【3】马建，孙守增，杨琦，等.中国桥梁工程学术研究综述[J].中国公路学报，2014（5）：71-74.

【4】周正宇.地铁邻近既有桥梁施工影响分析及主动防护研究[D].北京：北京交通大学，2012.

Research on Pile Foundation Reinforcement Technology in LuqiaoConstruction

ZOU M ing-hui,GAN Shi
(JiangxiSitongHighwaysand BridgesGroupCo.Ltd.,Xinyu 338000,China)

Inordertoensurethequalityof theprojectin Luqiao,improve thesafetyperformanceof Luqiaoproject,itisnecessary to strengthen the pile foundation treatment.Combined w ith past experience,points out some main problems in road and bridge engineering,pile foundation,to explore the technologyofpile foundation reinforcement in road and bridge construction,aims to put forwardsomereasonableconstruction technologyandmethods,fortheindustry reference.

Luqiaoconstruction;pilefoundation reinforcement;micropilereinforcement;technicalresearch

U443.15;U445

A

1007-9467（2016）11-0146-03

邹明辉（1974～），男，江西新余人，工程师，从事公路工程道桥研究。

2016-05-19