桥梁桩基加固施工技术研究

2022-09-30熊建兰熊建珍

运输经理世界 2022年4期

关键词：压浆灌注桩桩基

熊建兰、熊建珍

（宜春市公路事业发展中心高安分中心，江西高安330800）

0 引言

桥梁桩基施工是一项相对复杂的系统性工程，尤其是在加固环节，要考虑桥梁桩基的稳定性需求，结合工程实际情况，选择适宜的加固技术，确保结构的稳定性。

1 桩基加固要求

桩基加固施工可以提升桩基的承载性能，优化持力层的结构性能，比如联合使用高压水射流与化学注浆技术，浆液能与桩基周边结构形成固结体，形成稳定的结构形式，保证桩基的承载性能达到相应标准。因此，在桩基加固时，需按照工程的标准，合理选择加固技术，同时对材料配比、机械设备、人员组织进行科学控制，才能给后续桥梁加固工程奠定基础。

2 桥梁工程施工中的桩基加固技术应用

2.1 微型桩加固技术

路桥工程桩基钻孔施工环节，需要使用专业的地质钻机设备。钻孔前，技术人员先对施工现场进行调查分析，了解地质条件，结合具体情况选择合适的钻孔施工方式。在基桩钻孔环节，通常应用干成孔与循环泥浆成孔的方式，这两种方法有明显的差异：干成孔方法的人力投入量较大，施工人员必须做好现场的杂质清理工作，达到清洁度标准，清孔工作结束后，在孔内灌注浆液与钢材；采用循环泥浆成孔方法，施工人员需要按照工艺标准和规范的流程进行施工，保证钻孔深度符合工程要求，保证孔内没有任何杂质。

在桥梁桩基施工中，如果钻孔空间比较小，可以采用单根钢筋施工方式，如果孔径较大，则应用钢筋笼施工方式。压力灌浆施工前，需准备好灌浆材料，之后灌入水泥浆、纯水泥，注意施工质量控制，保证桩基加固效果合格。灌浆施工中，可采用套管施工方式，控制好施工力度，灌浆压力通常控制在0.3～0.5MPa。

2.2 压入钢管加固技术

对压入钢管加固技术而言，在桩基加固之前需要对注浆压力、注浆水灰比等参数进行确定。同时，还需要做好桩基的检测工作，可以采用静载试验方法与声波透射检测方法对桩基的强度进行检测，明确桩基质量缺陷问题。掌握相关施工参数后，进行压浆钢管布设，应查看钢管长度、钢管对接口等参数是否满足要求，若出现异常需及时调节。采用灌浆设备将配置好的混凝土浆液灌注到钢管中，通过钢管将材料灌注到桩基加固位置。

2.3 压浆加固技术

正式施工前，需要加强对压力、水灰比参数的检查与控制，上述参数符合要求才能进行桩基加固施工。做好桩基检测是质量控制的关键，一般选择静载试验、声波透射等方式，得到相关技术参数，保证桩基强度合格。压浆加固施工中，水灰比是重要的技术参数，通常控制在0.45～0.65 之间，通过分析土层饱和度、渗透率等参数，确定合适的水灰比。如果水灰比较小，可以加入减水剂。此外，还要控制好桩间距、孔隙率等参数，保证工程质量符合要求。

压浆加固前，要在现场埋设施工压浆管，压浆管以螺纹方式连接，此环节需保证压浆管的质量合格、间距合理，可通过超声检查的方式进行质量检测，保证压浆管埋设位置、长度等参数达到规定要求。压浆管加固时，可与钢筋笼捆绑或者直接焊接到钢板上。压浆管加固后，需要进行压水试验，检验压浆管的通畅性，保证后续压浆处理顺利开展。

2.4 钻孔灌注桩技术

在成孔作业中，利用反循环回转钻机的方式处理，工作人员在正式成孔前，对现场进行探测和试验检测，保证每一项工作都符合技术标准要求。

钢筋笼制作时，执行设计方案的要求，保证材料的性能以及结构长度符合要求。生产钢筋笼，必须使用完整的钢筋材料，执行设计方案和工艺技术标准。钢筋笼运输到施工现场后，应使用吊车进行运输，不会损坏钢筋笼结构，保证性能合格。

混凝土结构制作时，应明确施工位置和技术标准，判断地质条件，加强凝结时间的控制，保证符合地质条件要求，计算凝结时间，控制混凝土配合比参数，保证符合工程质量标准要求。

2.5 钢索加固技术

该技术在施工中，使用钢绞线与预应力钢丝束联合施工，沿着基本线形开展，在梁肋以张拉的方式处理预应力，确保施工环节梁底参数合格，钢绞线位置尺寸精度满足要求。下撑式预应力杆加固施工技术，一般包含折线式、直线式、混合式等方式，不同方式使用的工艺方案和技术标准不同，应根据实际情况确定，保证工程的质量达标。

3 案例分析

3.1 工程概况

该大型桥梁项目设计为高架桥的形式，下部结构应用双柱式墩为1500mm，钻孔灌注桩基础形式为1600mm。在工程施工中，一个施工团队开展26～4 号桩基础施工，技术人员把26～4 号桩位和26 号轴的其他3 个桩位设计为线性关系，以26 号轴其他3 个报验合格的桩位作为基准点设置，使用钢尺进行测量，确定桩基的位置，开展桩基结构施工，最终导致26～4号桩基桩位横桥向偏差73cm，顺桥向没有发生偏移，且立柱位置没有改变，造成立柱中心没有对正桩中心。桩基存在错台，给桥梁运行带来严重影响，极易发生安全事故，所以必须进行加固处理。

3.2 桩基加固技术

3.2.1 施工准备工作

③ 3×0.5与3×0.5+3×0.5之间有怎样的关系？(学生回答后，提示: 用乘法分配律的形式可以将小数乘法转化为整数乘法，整数乘以小数的意义不仅仅有一种表示方法)

该环节主要包括现场围挡、方案确定、材料准备、技术交底、选择设备等。

3.2.2 桩基施工

桩基施工同时使用两台桩机连续性施工，为使原桥箱梁不发生损坏，分析桥下净空尺寸，在桩机进入现场前，在桩基规定范围内开始降方处理。制作钢筋笼结构，保证结构尺寸和质量合格。

3.2.3 交通导行

承台基坑开挖前，做好右幅交通通行量管控。

3.2.4 承台施工

基坑开挖施工环节使用机械设备进行，开挖每次降方0.5m，与原结构保持30cm 的距离，使用人工方式将多余部分挖除。承台开挖阶段，做好柱体沉降与位移的控制，分析控制墩顶与盖梁、系梁连接部位，记录技术参数。承台开挖后，开始植筋施工，对原承台混凝土与26～4 号墩柱实施凿毛作业，裸露出新鲜混凝土表面，冲刷干净。为防止植筋部位和原钢筋发生冲突，在凿毛处理后，使用钢筋保护层测定仪与记号笔标记。植筋环节，综合分析钻机振动给周边部位的影响，分为4 个区域施工，保证各项技术参数合格。

3.2.5 钢筋绑扎

钢筋绑扎施工开始前，对原混凝土结构实施凿毛处理，裸露出新鲜混凝土结构，同时冲洗干净。保证钢筋焊接连接的性能合格，结构整体性达到标准要求。

3.2.6 模板支设与混凝土浇筑

选择使用胶合板制作模板，在支设前在表面涂抹一层脱模剂，保证表面清洁度合格。混凝土使用泵车输送，采用分层浇筑施工的方式，单层为30cm。

3.2.7 养护及拆模

浇筑施工完成后，表面覆盖一层塑料薄膜，然后覆盖两层棉被，防止在表面温度较低的环境中发生冻害，在强度达到2.5MPa 后，执行拆模顺序和工艺，避免损坏混凝土结构。

3.2.8 回填

基坑回填应用8% 的水泥土施工，每一层回填厚度为30cm，使用木夯夯实，压实度应超过90%。现场加固施工结束后，检测完成的加固结构，确认桩基质量完全符合技术标准要求，表示该桥梁隐患完全排除，符合交通运行标准。

4 桥梁桩基质量问题分析

4.1 桩基础下沉

现场施工人员进行桩基础施工前，应对地质岩层展开全面的分析，确定现场是否存在空洞或采空区，还要预测地陷造成的结构物下沉。此外，桥梁施工中，做好细节控制极为重要，工作人员应明确施工技术标准，比如钻机成孔环节，工作人员必须详细检查、确认是否存在泥浆渗漏的情况，清孔时做好泥浆比重的控制。只有将每个环节控制到位，做好数据测量与分析，保证桩基下沉处于合理的范围内，才能保证桩基的性能合格，提高桩基础的加固水平和效果，满足桥梁的运行标准。

4.2 灌注桩质量问题

桥梁下部有较多水源时，利用灌注桩的施工方式提升桥梁运行安全性效果是非常好的。桩基础加固施工阶段，灌注水泥施工中，灌注施工效果极为重要，将施工模板拆除时，必须保证结构凝结效果合格，如果没有完成凝结，会导致结构强度和质量不合格。灌注施工阶段，容易产生气泡，导致灌注桩的质量下降，对总体桥梁产生影响，所以必须规避这一问题。

4.3 压浆施工存在问题

要想全面提升压浆施工质量，掌握施工工艺和技术标准极为重要，并严格执行技术标准和规范。个别人员在压浆施工中，没有执行方案和流程，浆液配合比不合格，造成现场施工效果较差。压浆施工工序设置不当，技术参数不合格，会对压浆作业的质量产生不利影响，阻碍桩基加固施工效果，甚至威胁桥梁运行安全。

4.4 灌注桩结构问题

桥梁施工多在临水区域，灌注桩的施工方式较为常见，但是容易发生结构松散、气孔、蜂窝等问题。灌注桩结构内部结构的松散与沙窝的情况和灌注施工有直接关系。如果桩基清孔设计不合理，或灌注阶段发生塌壁，极易产生淤泥等杂质，对桩基质量产生不良影响。

5 提高桩基加固质量的措施

5.1 优化持力层条件、增强桩的承载力

桥梁工程施工中，土质松软度给工程造成较大的影响，土质松软的情况下，桩基加固施工会更加顺畅。在钻孔灌注桩的施工环节，桩体结构负载、表皮和土层的移动都会产生负载性能的变化。为保证立柱负载符合要求，注浆阶段应做好输送压能差的控制，形成强度性能合格的桩基结构，保证桩基周边部位物理性能合格，提高结构牢固性和稳定性，保证桩基的总体质量达标。

5.2 提升桩基侧面摩擦力

施工环节中，因为原有的下桩侧模阻力大小不一致，钻孔灌注桩和灌注桩的底部通常存在一定的差异性，如果桩身和周边的泥土结合，那么在混合料的作用下，能够提升挡泥桩的稳定性，同时还能减少桩侧面的摩擦阻力。因此，在以上过程中，若采用高压注浆的方式进行施工，就需要保证浆液在下流时能够快速通过桩体，达到桩面接触的位置，使材料与地基有效结合，减少桩基侧面产生的摩擦力。此外，在加固施工的过程中，保证工序质量满足施工要求的同时，还需要对质量进行分析，需要考虑整体承载力，在掌握相关施工参数要求的基础上，对摩擦参数进行确定，同时还应优化材料配比，规范技术操作工艺，做好施工现场指导。如此才能在提升桩基侧面的摩擦力的同时，强化桩基的加固效果。

5.3 压浆参数确定

压浆参数的确定对工程的质量和性能产生直接的影响。桩基施工作业中，要结合以往经验确定压浆参数，对预设参数进行桩体性能测试，保证压浆参数达到设计标准的要求。此外，开展静载试验，得到压浆参数。压浆参数必须根据规范化标准做好灌浆参数控制，如注浆压力、水灰比等，执行设计要求确定的配合比参数，加强试验检测工作，切实提升工程的质量水平。