桥梁桩基植筋加固技术的应用探讨

陈丰，周家强，陈亿胜

（江西省交通运输科学研究院有限公司，江西 南昌 330052）

0 引言

某高速公路是项目所在省重要的出省通道，穿越群山、跨越深沟，修建于崇山峻岭之间，项目所在地段位于东南地区槽系南岭向斜边缘地带，区域构造发育且活动频繁，导致地壳下算性熔岩多次侵入。所以，区域内岩层产状存在较大变化，断裂构造复杂。该高速公路K250+141～K261+120标段正好位于这一复杂地质条件下，其中的一座互通式立体交通桩基全部为设计深度20～25m的人工挖孔桩，并全部采用混凝土护壁施工。该互通式立交挖孔桩按嵌岩桩设计，且为设计桩径1500mm的钻孔抽芯检验桩，护壁混凝土采用C25强度等级，嵌岩深度3.0m，桩端持力层主要为弱风化花岗岩，根据设计要求，钻孔抽芯检验桩钻芯取样深度应不小于桩底1.0m。试验结果表明，桩身结构良好，但是钻进至桩底以下55cm时遇到软弱夹层，通过继续钻进发现，软弱夹层厚度仅为5.0m，其下为弱风化岩层。针对以上特殊地质条件问题，业主方、设计方、施工方会同业内专家进行商讨，结果表明，该嵌岩桩恰好位于风化裂隙发育且地质条件复杂的地层，在勘察阶段也只是对该地层的另一根嵌岩桩进行了地勘，勘测结果显示的各项指标合格，在桩底55cm及以下并未发现软弱夹层。

考虑到该嵌岩桩所属桥梁是该互通式桥梁的控制性工程，且对整桥施工进度有关键性影响，所以在保证施工质量的基础上加快施工进度尤为重要。有专家提出采用高压旋喷注浆法处理桩底软弱夹层，但是由于软弱夹层较厚，旋喷注浆具有很大的施工难度，很难达到较好的处理效果；其余专家提出可进行加桩处理，在加固桩基的同时还可以进行墩柱的同步施工，为加快工期赢得时间。具体而言，就是将原桩基和新加桩基通过系梁连接，使本应该由原桩基承受的墩柱力由系梁转换为同时由两根新加桩承受[1]。由于增设的系梁发挥着十分重要的传力作用，所以必须增强系梁与墩柱连接的牢固性，本工程系梁设置时墩柱已经完成施工，所以通过植筋技术使系梁和墩柱有机连接。本文主要对该互通式桥梁桩基植筋加固的施工要点进行探讨。

1 植筋加固技术原理

植筋加固技术属于新型的钢筋混凝土结构锚固技术，其按照工程设计要求在现有混凝土结构或构件上钻孔并采用专用植筋胶，将钢筋植入钻孔后利用植筋胶的粘接和锁键原理使新植入的钢筋与原混凝土结构牢固粘接，以通过植筋胶将作用于植筋上的拉力传递至混凝土结构并形成整体受力[2]。

2 植筋加固施工步骤

2.1 施工准备及测量放样

根据《混凝土结构加固技术规范》，混凝土强度在不低于C15时可以采用植筋加固技术，本桥梁嵌岩桩混凝土结构强度符合规范所规定的植筋加固强度要求；所选用的钢筋强度也满足《普通碳素结构钢技术条件》等规范的规定。植筋施工温度对植筋胶的粘接及固化时间有较大影响，通常情况下，植筋胶固化时间随温度升高而缩短，故本工程植筋施工应选择非高温环境[3]。

按照本桥梁桩基设计图进行孔位确定，并标记，为保证植筋加固施工质量，必须将孔位与设计要求的偏差严格控制在0.2cm内；测量放样过程中如遇钢筋，必须将孔位调整和移动至少2.0cm，以保证钻孔施工不损伤既有钢筋。

2.2 钻孔

按照设计植筋直径进行孔径的确定，并保证孔径略大于植筋钢筋直径。本桥梁桩基采用技术成熟，并具备导向定位能力，震动小，不破坏桥梁结构表面，孔径及孔深准确性高的水钻钻孔施工技术。本桥梁桩基植筋采用直径2.5cm和2.8cm的两种螺纹钢，根据表1所确定出的钻孔直径为3.2cm和3.6cm，孔深分别为38cm和42cm。

表1 钻孔施工参数确定表

在钻孔前将桥墩墩身厚度5.0cm的混凝土凿除，并使粗骨料外露，清理干净混凝土残渣。为采用水钻进行钻孔施工，必须通过钢管搭设操作支架，并保证钻机机身和孔轴线的平行，成孔过程中必须在钻杆上标出设计孔深，始终保持钻机机身与孔轴线平行钻进。钻进过程中还应随时复核实际孔深，保证实际孔深始终比设计孔深值小0.5cm。在钻进施工过程中还应控制孔径实际尺寸，预防发生偏钻、超钻等现象。

2.3 清孔及烘干

待完成钻孔施工后，应通过硬毛刷将孔壁清理干净，再采用干净的压缩空气二次清除钻孔内灰尘和杂物，若仍有部分附着性灰尘未清理干净，应采用干净棉布蘸取适量丙酮或酒精擦净孔壁，并通过烘干器将孔壁彻底烘干。

2.4 钢筋处理

按照设计要求的尺寸进行钢筋加工，并严格按照上下、左右的交错位置进行钢筋配料的布设，通过棉布蘸取适量丙酮或酒精擦拭钢筋表面，并进行除锈处理，以保证钢筋表面无杂物、尘土和锈斑，增强钢筋和植筋胶的粘结性。

2.5 植筋

为保证植筋施工效果，待完成植筋胶的注入后应迅速将按设计要求加工完毕的直径2.8cm和2.5cm、长度分别为42cm和38cm的钢筋匀速缓慢插入植筋孔内至埋筋深度，之后缓慢转动钢筋，并保证钢筋和植筋胶以及钢筋和孔壁之间完全粘接。如果钢筋的插入存在难度，应采用锤子锤击钢筋植入，以防止拖延植筋时间而导致植筋胶凝固，影响植筋效果。此外，还应刮干净植筋孔口的溢胶，保证钢筋和孔壁之间不存在任何孔隙。待完成植筋后应养护24h并使其充分固化，期间不得扰动钢筋。

3 施工质量控制要点

3.1 施工前的试验

在本桥梁桩基植筋加固施工前进行抗拉拔试验，以进行桩基植筋锚固力的检验，并获取相关的施工参数。本工程选择结构条件类似的嵌岩桩墩柱进行2根植筋试验，并于3天后进行抗拉拔试验，结果完全符合设计要求，且在拉拔至设计拉拔力时试验植筋并无任何拔出迹象，再按照设计力+5t的拉拔力拉拔时，仍无拔出迹象。试验结果表明，本桥梁桩基植筋锚固力完全符合设计要求。

3.2 成孔控制

成孔质量是本桥梁桩基植筋加固施工质量控制的关键，严格按照设计要求进行成孔孔位、孔距、孔径、孔深等指标的检测与控制，并加强清孔处理，在注胶和植筋前确保孔洞内干净、干燥，避免因清孔不彻底及孔内不干燥而影响植筋加固施工质量。

4 结语

本桥梁桩基按照设计施工工艺流程进行了2根加桩共200多根直径2.5cm和2.8cm的植筋施工，施工过程中共采用2台钻机钻孔施工，植筋施工进度为60～80根/天，根据施工前的抗拉吧试验及施工后的抽样检查，锚固力和植筋施工各项指标均符合设计要求，合格率100%，植筋施工后墩柱和新加桩基连接效果良好，植筋施工技术能有效解决桥梁及其他建筑物缺陷加固问题，提升建筑物安全系数并延长使用寿命。