錨桿靜壓樁技術(shù)在橋梁加固設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

伍劍

摘要：橋梁加固設(shè)計(jì)復(fù)雜且繁瑣，施以錨桿靜壓樁技術(shù)，不僅能夠簡(jiǎn)化施工流程，縮短工期減少成本，同時(shí)能夠達(dá)到加固理想效果。但在實(shí)踐中應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)要求、施工環(huán)境、土質(zhì)條件等規(guī)范施工，確保施工質(zhì)量的同時(shí)完成加固目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：錨桿靜壓樁技術(shù) 橋梁加固 設(shè)計(jì)

隨著橋梁承載量需求的提升，橋梁修復(fù)工程規(guī)模逐漸增加。通常采用舊橋梁重建、維修加固等方式搶修，繼而增加橋梁經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。維修加固搶修方法經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、施工便利、效果明顯；對(duì)此，推廣錨桿靜壓樁技術(shù)有著現(xiàn)實(shí)意義。

一、錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)規(guī)則

（一）單樁豎向承載力

單樁豎向承載力可以根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，即利用樁身周長(zhǎng)、樁旁第n層土最大側(cè)阻力值、樁插入第n層土深度的乘積，加上最大端阻力值、樁端面積的乘積進(jìn)行計(jì)算。

（二）壓樁力

設(shè)計(jì)壓樁力可參照《錨桿靜壓樁技術(shù)規(guī)程》規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，即壓樁力系數(shù)（粘土115、黃土210）與單樁豎向承載力的乘積。

（三）設(shè)計(jì)規(guī)則

設(shè)計(jì)橋梁基礎(chǔ)加固靜壓樁時(shí)，首先應(yīng)掌握土基承載力、橋梁傷病狀況與基礎(chǔ)現(xiàn)狀。其次通過地質(zhì)鉆探，了解基巖、硬層厚度等情況，了解各層土質(zhì)力學(xué)形態(tài)，根據(jù)加固力學(xué)原理加固橋墩基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)錨桿靜壓樁時(shí)，面對(duì)較淺基巖可施以支承樁，面對(duì)較深基巖可施以摩擦樁。

（四）加固施工流程

錨桿靜壓樁主要由電動(dòng)葫蘆、反力架、千斤頂、錨桿、壓樁孔等機(jī)械設(shè)備組成。加固步驟涉及定位、錨桿孔樁位孔挖鑿、埋入錨桿孔位、錨桿與裝位孔維護(hù)、安裝壓樁反力架、裝位孔置入樁后校正、壓實(shí)、記錄壓樁壓力值與深度、安裝下一個(gè)樁并校正、焊接好樁位、驗(yàn)收深度與壓樁力、拆除壓樁反力架、切割樁頭、清理空位、封樁。

二、施工注意事項(xiàng)

壓樁應(yīng)連貫完成，盡量避免中途停止。插樁壓樁時(shí)，出現(xiàn)樁傾斜情況，可采取加固措施，加固后仍傾斜，需拔樁清理樁尖下障礙物后回填土插樁。操作停車“進(jìn)一進(jìn)”，能夠確保樁緩慢插入砂層，施工中明確做好壓樁記錄。通過靜壓樁技術(shù)，能夠避免沖擊力的影響，可減少樁周土體隆起、水平擠壓等程度，同時(shí)對(duì)原有工程樁影響小。

三、應(yīng)用實(shí)例

面對(duì)河岸上游舊橋加固工程的施工，結(jié)構(gòu)為混凝土簡(jiǎn)支助板梁設(shè)計(jì)。橋梁基礎(chǔ)經(jīng)過河水沖刷，產(chǎn)生了不同程度的破壞，基礎(chǔ)底面脫空河床，經(jīng)過技術(shù)專家現(xiàn)場(chǎng)勘察，分析徹底拆除重建、鉆孔灌注樁技術(shù)、錨桿靜壓樁技術(shù)三種處理橋梁基礎(chǔ)樁底部缺陷方法后，決定施以錨桿靜壓樁技術(shù)。雖然該種基礎(chǔ)加固技術(shù)，較比灌注樁單樁承受力差，但在施工質(zhì)量易掌控、施工快速、工期短、施工場(chǎng)地要求低、無污染環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)，也是其余兩種基礎(chǔ)缺陷處理方法所不能比擬的。即利用靜壓承臺(tái)連接基礎(chǔ)、橋梁原系梁，確保靜壓樁、原基礎(chǔ)共同受力，繼而提高樁基承載力。承臺(tái)厚度、直徑分別為1.3m、4.1m。在基樁周圍布置4根300mm²方樁，樁長(zhǎng)20m，在靜壓樁首節(jié)設(shè)計(jì)樁尖，節(jié)間以鋼帽連接，預(yù)制方樁并預(yù)埋鋼板鋼帽。

錨桿靜壓樁裝置設(shè)計(jì)電動(dòng)葫蘆、反力架、千斤頂、錨桿、基礎(chǔ)、壓樁孔村等。工藝流程如上。施工步驟：首先根據(jù)鉆探報(bào)告，了解壓樁阻力、現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)力學(xué)形態(tài)等狀況。做好施工前建材與機(jī)械等準(zhǔn)備工作，清理施工現(xiàn)場(chǎng)確保施工順利進(jìn)行。按照設(shè)計(jì)要求預(yù)制各節(jié)錨桿樁，錨桿孔準(zhǔn)確定位。整理加固施工的土層，鋼筋混凝土平臺(tái)規(guī)范澆筑，預(yù)留樁體孔位，預(yù)埋各壓樁固定件。在梁柱內(nèi)安裝壓力表，明確記錄壓樁施工壓力值。靜壓樁施工后完成承臺(tái)澆筑、基礎(chǔ)錨固、連接承臺(tái)等操作。施工要點(diǎn)如下所示；

（一）連接新增承臺(tái)與舊橋墩

可通過植筋方法完成新增承臺(tái)、舊橋墩間的連接。通常植筋包括以下類型，即準(zhǔn)直徑28承臺(tái)底筋，穿入舊橋梁墩；植深度10D準(zhǔn)直徑16抗剪鋼筋；植深度30D準(zhǔn)直徑25承臺(tái)面筋三種方法。植筋操作中應(yīng)嚴(yán)格按照工序標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。鑒于舊橋墩、由于新增承臺(tái)接觸面大，尤其的準(zhǔn)直徑28承臺(tái)底筋植筋施工方法。對(duì)此，在施工中，應(yīng)當(dāng)施以分批、間隔植筋操作，規(guī)避墩身截面削弱。將穿入舊橋梁墩的底筋，分成4批作業(yè)，每次間隔指定時(shí)間植入3根筋，墩身強(qiáng)度恢復(fù)后，再展開下批次植筋操作，避免破壞橋墩結(jié)構(gòu)。

（二）不符合承載設(shè)計(jì)要求

面對(duì)沖刷嚴(yán)重的舊橋河床，基礎(chǔ)周圍河床含有石塊、泥沙等情況，增加承臺(tái)模板支撐實(shí)現(xiàn)橋梁加固時(shí)，河床并不符合承載設(shè)計(jì)要求。對(duì)此，需更改壓樁、混凝土承臺(tái)澆筑等后續(xù)施工流程，首先將根據(jù)承臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸，合理在澆搗混凝土連續(xù)墻，并預(yù)留澆搗間距。利用連續(xù)墻模板加大承臺(tái)支撐，規(guī)避河床不符合承臺(tái)支撐要求的問題，程序簡(jiǎn)化、工期短且經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，加固效果顯著。

（三）土壤性質(zhì)

面對(duì)圓砂、砂質(zhì)黏性土等土壤性質(zhì)的舊橋基礎(chǔ)加固，需確保靜壓樁壓入深度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可將以往的方樁體積減少，如將以往300mm²的方樁，改為250mm²的方樁，明確單樁豎向承載力、終壓值后，清除基礎(chǔ)周圍的硬石，降低錨桿靜壓樁技術(shù)施工難度與壓樁阻力。同時(shí)可將在樁尖安裝錐形壓樁頭，遇到停工事件需及時(shí)處理，處理后及時(shí)開工。檢查壓樁施工中樁尖、夾砂層接觸情況，監(jiān)測(cè)樁阻力變化情況。對(duì)阻力較大情況，可適當(dāng)增加壓樁力，確保樁體順利穿越砂層完成加固施工。

四、總結(jié)

錨桿靜壓柱技術(shù)不僅能夠避免橋梁基礎(chǔ)沉降，同時(shí)技術(shù)傳荷、受力、插入土層深度、樁柱受力值等狀況能夠明確掌握，確保了施工質(zhì)量。同時(shí)施工中的影響小、便利、消耗能源少且綠色環(huán)保，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。