路桥施工中桩基加固技术的研究

李超凡

摘 要：桩基加固工程是路桥施工最常用的地基设计方案，既能保证自然地基，又能满足路桥沉降对地基变形和强度的要求。深地基由底部硬土或岩石的支撑层构成，承载力强，稳定性好，沉降非常均匀稳定，抗震性能好，可有效提高道路桥梁的安全稳定性。防止道路和桥梁的结构安全受到地基不稳定性的影响。在桩基加固施工过程中，要根据实际施工情况选择合适的桩基加固施工工艺，积极做好准备工作，保证施工技术的有效应用。

关键词：路桥施工;桩基加固;技术

中图分类号：U445.551 文献标识码：A

0 引言

公路桥梁的长期使用，在各种因素的影响下，不可避免地会损坏桥梁的整体结构。因此，在公路桥梁养护中，应采用科学合理的加固方法，提高公路桥梁的强度水平，修复公路桥梁以满足交通需要。桩基加固技术是近年来兴起的一项新技术，具有施工方便、设备普及、对各类地质因素适应性强、承载力强、应用范围广、技术成熟等特点。

1 桩基础加固技术概述

桩基因施工方法不同可分为预制桩和现浇桩，这两种桩基可按工作方式进行详细分类。换句话說，现浇桩是在修建道路和桥梁时，在桩的入口处注入混凝土的一种方法。预制桩的操作方法有多种，例如将管桩打入地下，分为静压击法和锤击法。桩基加固技术的优点是可以运输重力较大的建筑物，扩大地基承载力范围。施工方应当对施工现场进行全面调查，及时发现并记录施工现场的文化特征、施工环境和地理位置。之后，施工方根据实际检测情况编制桩基加固方案，详细规划每一步，并编制工程量清单，进一步核对每一步的设置参数。铺设桩基可决定整个工程是否正常运行，关系到施工各工作进度水平点的效率，施工方必须严格管理桩基记录。

2 路桥施工中桩基加固原理

（1）在路桥施工中通过加固桩基有效提高桩的承载力。混凝土施工方法是在钻孔和浇筑时沿钢管周边铺设钢管，待桩基所需的混凝土达到强度要求后，通过压配合将水泥浆压入压碎的桩内。从钢管端部石层的孔隙中，水泥浆沿着砾石层的孔隙在周围扩散。在单桩的情况下，水泥浆沿周边铺展有效增加桩径，水泥浆向下铺展有效增加桩长，连接水泥浆将先前松散的碎石变成更高的强度与整体结合，可满足桩的承载要求。

（2）在道路和桥梁建设中，可以通过增加桩基直径来增加横向摩擦阻力来加固桩基。一般情况下，桩端承载力和侧向摩阻受桩孔内泥沙、孔壁泥浆、桩孔下落影响较大。然后将水泥浆压入桩端后，与桩端沉积物、离心虚尖等结合，有效提高该部位的密度，从而提高桩基的承载力。桩身与桩土层可向上移动，清除泥浆，增加桩侧摩擦阻力，灌浆横向渗透，变相的提高了桩的直径，起到了提高桩底部承载力的作用。

3 桩基加固施工中所面临的问题分析

（1）桩基不够稳定。在进行打桩工作之前，工程师和技术人员必须仔细检查现场，确保不会产生过多的炉渣和灰尘。如果施工现场不及时清理，在后续的施工过程中出现下沉问题的几率非常高。如果地基只是轻微下沉，顶梁不受影响，问题可以及时解决。但是，一般情况下，桩基所能承受的压力太大，如果桩基的沉降超过其所能承受的，就无法修复。工程施工技术人员在选择修复方法时，应根据桥顶的具体情况，选择较为合理的改进尺度，以避免对桩基施加新的压力，保证一定条件下桥梁基础的安全性能。

（2）现浇桩结构松动。由于桥梁的施工环境大多紧邻水边，施工环境十分特殊，宜采用穿孔桩的形式施工。许多工程实践表明，灌注桩会产生许多质量问题，例如灌注桩的内部结构在灌注后变得松散和不符合设计标准。在某些情况下，如果桩结构中存在孔洞、磁铁矿等，如不直接采取有效措施，将对桥梁工程的整体安全和稳定性产生不利影响。这些质量问题在一定程度上影响了短桥的使用寿命，严重时甚至威胁到交通安全。

（3）缩颈问题。在正常情况下，桩基施工过程中对土壁的过度挤压会产生孔隙水压力问题。这时，如果拆除管道，大量浇筑的混凝土被喷射出来，压缩桩基底部，就会出现颈缩问题。然而，由于操作者在施工过程中没有注意挤出机的强度和速度，经常出现缩颈问题。

4 路桥施工中加固桩基可采取的技术方法

（1）微型桩加固技术。通过对微型桩加固技术的分析可以看出，它实际上是一种针对小直径灌注桩的钻孔技术，必须根据各种情况采用相应的成孔方法。由于细桩不占空间，成孔会比较密集，在桩基加固工程中，可以严格按照相关要求推导出配套的细桩体系。结合相关资料显示该技术已经成熟，施工中使用的机器种类也多种多样，这种方法可用于各种地质条件下的桩基加固。根据以往的经验，微桩加固的有效性是比较明确的，尤其是从微桩系统所有桩基的承载性能和横向摩擦阻力来看整个工程系统也得到了明显提升。

（2）微型桩加固技术的实施。在进行微型桩加固工作时，相关人员应做好加固初期的工程环境调查，一包括地基基本情况调查，二是考察施工现场环境后，充分考虑实际情况，制定科学合理的施工方案，相关人员熟悉图纸内容后方可施工。结合不同的地质条件来实现有效的成孔方法，比较常用的方法主要有：一种干成孔法，另一种是循环泥浆护壁成孔法。在干成孔的情况下，钻头是通过多次提升钻头进行清洁;第二种方法是在钻头到达指定位置后多次提升钻头进行清洁。如果洞口不大，这时候就种一根铁条，如果洞口大了，这时候就种一根铁条，用管子把混凝土灌进洞里。上述工作完成后开始灌浆，应先进行灌浆试验，然后按实际顺序进行安装。它通常在钻孔桩形成后15天安装。混凝土强度应在混凝土强度达到一定强度并经超声波检测后在柱底注浆后进行。完成上述所有流程后，将创建相应的压力表，以统计项目的实际情况和影响。

（3）优化持力层条件，增强桩基的承载力。在钻孔灌注桩进行施工期间，相关人员必须做到以下几点，以增加桩的承载能力：关于桩基的荷载作用，与桩底荷载、桩皮荷载、土层移动密切相关。可见，要想提高桩基的承载功能，就必须非常重视以上三点。在灌注桩基时，代表要做的第一件事是使用超高压输送泥浆。目的是在压能差的持续作用下，使振动器周围的土壤裂化硝化。实际灌浆时向裂缝中注入泥浆，压缩桩周土体，推导出土体结构，直至完全固化，此时进一步优化支撑层的条件，同时提高了桩基的承载能力。

（4）增强桩基侧摩阻力。针对灌注混凝土加粗桩基的直径来说，可将桩基础的周长发展成与之相匹配的保护壳。在初始阶段，当相关人员未进行浇筑混凝土灌浆时，桩基受到土下摩擦阻力：一种是桩孔内的泥沙，一种是孔壁的泥浆。当有桩基和桩孔时，如果桩间直径差较大，则实际桩安装阻力增大，在此条件下，桩基摩擦阻力逐渐减小。通过连续充填填充桩土与桩截面之间的间隙，将混凝土泥浆按照规范的方式倒入相应的钻孔中，可以无形中加强桩基的直径和土壤密度。在一定的注浆期内，混凝土水泥浆会倒流，有效去除泥沙，无形中加强了钻孔环境的和谐，进而增加了桩基的侧向摩阻。

（5）对压浆参数进行科学选择。相关人员在实际注浆时必须选择的注浆参数主要涉及：在进行桩基注浆作业的初始阶段：一是水灰比、二是注浆压力、三是注浆压力终止等。在实践经验基础上对各项参数科学设置，将桩基的各项强度满足相关要求的前提，对不满足相关标准的参数加以改进。从客观上看，泌水率应小于3%，混泥一定时间后的泌水率一般在2%左右，如果持续一定时间会被泥浆完全吸收，已经拌合好的浆料需要在指定的时间段内完成试验，并将该试验所形成的结果当作参考依据。

5 路桥施工中桩基的其他加固技术

在道路和桥梁建设中，可以采用不同的加固技术来加固桩基。一般施工工艺主要包括：夯筑四周——养生——浇筑混凝土——木板——铁笼放置——模板放置——钢轨焊接——开挖矩形孔——灌缝——密实钢轨——加固。在混凝土路桥桩基础加固过程中，施工人员先用钻机钻孔，用起重机吊起钢轨，配合施工人员将钢轨插入钻孔中，再使用矿细混凝土。为提高连接钻孔与钢轨的灌注孔的小型化，可适当添加一些复合增强材料、粉煤灰或减水剂，或采用无振混凝土技术固定钢轨。保持轨道之间的距离在0.2米以内。施工人员可以通过使钢轨头部锋利来减少插入过程中的阻力。施工轨道桩时，施工人员可先试桩，掌握准确的施工技术，确保施工顺利进行。轨道顶部形成A型连接梁，形成桩身轨道，不断提高路桥桩基础的抗倾能力。另外，施工人员在开挖矩形孔时，为防止开挖周围土体塌陷，必须先用铁棒和铁板制作矩形钢架模型，将铁棒焊接好，然后用吊车配合吊起。为了保护周围的土壤，一名建筑工人通过铺设模型挖一个矩形孔，然后放下铁条，立即浇筑混凝土道路和桥梁桩基础。

6 使用加固技术需要注意的问题

建筑施工过程中的某些环节出现问题，会对工程质量产生负面影响。由于路桥施工中桩基的风险往往是不可预知的，对桩基施工的技术要求比较高，所以在使用加固技术时要注意一些可能出现的问题。加固技术用于路桥基桩施工，可解决桩基沉降和注浆问题。道路和桥梁的质量问题很多，一个好的桩基是保证施工质量的关键一步，如果桩基质量不够好，使用桥梁的道路就有可能威胁到交通安全。特别注意在路桥桩基中采用加固方法。使用加固技术要注意一个方面的问题，首先，在施工图上，施工人员要进行详细的审查，所有的施工工作都是按照图纸进行的，这样才能施工技术人员相互沟通，确保图纸的可靠性。其次，在准备建筑材料和设备时，一定要采购符合自己施工要求的材料和设备，避免因材料和设备造成工程延误或质量问题。

7 结语

由于桩基加固工作不仅关系到道路桥梁的整体工程质量，而且会影响生命财产安全，因此桩基加固工作应因时因地制宜，以桩基为主分析加固工作的特点。研究可能出现的质量问题的对策，最大限度地避免质量问题的发生，最终提高路桥过程中桩基加固的施工质量。如有问题，应及时联系设计部门，按设计部门要求进行施工管理。

参考文献：

[1]赵小乐，代凯明.路桥施工中樁基加固技术的研究[J].工程技术研究，2019（16）：78-79.

[2]陈大忠.桩基加固技术在路桥施工中的运用研究[J].工程技术研究，2019（1）：100-101.