錨固樁技術(shù)在橋梁基礎(chǔ)工程施工中的應(yīng)用探討

寇明寶

（甘肅省白銀公路事業(yè)發(fā)展中心景泰公路段，甘肅白銀 730400）

1 引言

錨固樁技術(shù)在現(xiàn)代工程施工中的應(yīng)用十分廣泛，近些年該技術(shù)得到了不斷的完善與優(yōu)化，并在橋梁基礎(chǔ)工程施工中發(fā)揮積極的作用，確保了施工的高效、安全、經(jīng)濟(jì)。錨固樁技術(shù)的有效應(yīng)用能減小樁身嵌巖深度，降低施工難度，改善地基結(jié)構(gòu)，提高地基承載力。以下結(jié)合實際案例，探究錨固樁技術(shù)在橋梁基礎(chǔ)工程施工中的應(yīng)用要點(diǎn)。

2 錨固樁概述

錨固樁（抗滑樁）是指將單樁或者排樁深埋并錨固在滑動面以下，承受抗滑結(jié)構(gòu)物的荷載的樁結(jié)構(gòu)。錨固樁按照結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型，有排式單樁、承臺式抗滑樁和排架式抗滑樁等。另外，樁前滑動面以上有抗滑土體的錨固樁稱為全埋式樁，無抗滑土體的錨固樁稱為懸臂式樁。錨固樁位于滑動面以上的部分可承受荷載。在懸臂式樁處加設(shè)擋土板時，可形成樁板式擋土墻。錨固樁技術(shù)具有樁位靈活、抗滑能力強(qiáng)等優(yōu)勢，在橋梁基礎(chǔ)工程施工中得到了廣泛運(yùn)用。

3 工程概述

大嶺3#橋位于甘肅省白銀市景泰縣，屬于危舊橋改造工程。橋梁中心樁號為K154+961，跨徑為5 m，上部結(jié)構(gòu)形式為石拱橋，荷載等級為汽-15，掛-80。大嶺3#橋橋梁全長16.2 m，加固后滿足現(xiàn)行公路-Ⅰ級。橋梁所在位置屬于干旱區(qū)，全年光照充足。經(jīng)調(diào)查，大嶺3#橋存在拱橋兩側(cè)漿砌片石側(cè)墻開裂（見圖1）、石拱橋砂漿抹面開裂破損、石拱圈局部輕微滲水、泛堿的問題，對橋梁通行安全產(chǎn)生了極大的影響。因此，需及時對橋梁進(jìn)行加固維護(hù)。

4 錨固樁技術(shù)在橋梁基礎(chǔ)工程施工中的應(yīng)用要點(diǎn)

大嶺3#橋出現(xiàn)裂縫的主要原因是重載車輛的長期行駛。在汽車荷載下，橋面開始出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫與坑槽，空心板地板有大量橫向裂縫產(chǎn)生。這就要求及時做好病害處理，加固橋梁，提升橋梁的整體質(zhì)量。

圖1 拱橋漿砌片石側(cè)墻開裂

4.1 做好準(zhǔn)備工作

為確保錨固樁技術(shù)在橋梁基礎(chǔ)工程施工中的有效應(yīng)用，要做好施工前準(zhǔn)備工作，主要包括3 個重要環(huán)節(jié)與細(xì)節(jié)。

4.1.1 實地勘察

在正式施工前，設(shè)計人員要對大嶺3#橋進(jìn)行實地勘察，掌握大嶺3#橋所在區(qū)域的地形與水文情況。當(dāng)?shù)睾０螢? 275~3 321 m，是騰格里沙漠和祁連山余脈向黃土高原過渡地帶[1]。屬于干旱區(qū)，四季分明。另外，要對病害類型、產(chǎn)生原因以及危害程度等情況進(jìn)行調(diào)查，為錨固樁技術(shù)應(yīng)用方案的制訂與優(yōu)化提供支持。

4.1.2 核查地下埋設(shè)物與障礙物

在實地調(diào)查過程中，還需要對地下埋設(shè)物與障礙物進(jìn)行核查。對存在的具體位置、數(shù)量等一一核查，確定排除障礙物的具體方法。對錨固工程周圍的具體情況予以了解；對可能出現(xiàn)的各類問題進(jìn)行預(yù)測，然后提出處理對策，以確保工程施工的順利進(jìn)行[2]。

4.1.3 場地平整與設(shè)備

在施工前，需做好鉆孔作業(yè)場地的平整；對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，確保設(shè)備符合實際情況；并能將施工材料堆放在指定位置；做好電力供應(yīng)情況了解工作。在施工過程中，選擇旋轉(zhuǎn)沖擊鉆，金剛鉆鉆具規(guī)格為φ91 mm。擠壓式灰漿泵為注漿設(shè)備，工作壓力與排量分別為0~1.5 MPa 與30 L/min。

4.2 施工工藝

4.2.1 材料控制

1）混凝土。選擇的水泥是強(qiáng)度等級為52.5 級的硅酸鹽水泥；粗骨料需使用錘擊方式破碎，要求碎石粒徑在20 mm以內(nèi)，以避免振搗不密實問題的出現(xiàn)；橋面、橋臺背墻、橋梁護(hù)欄使用的混凝土分別為C50 混凝土、C40 鋼纖維混凝土、C30混凝土。

2）錨固件與鋼材。錨固件為鋼螺桿，宜使用全螺紋螺桿，非焊接螺桿。選擇使用HPB300 和HRB400 鋼筋、Q235C 級鋼材。

3）植筋用錨固植筋膠。膠黏劑需專門配置，可選擇改性環(huán)氧樹脂膠黏劑、改性氨基甲酸酯膠黏劑等。種植錨固件的膠黏劑填料不允許現(xiàn)場摻入。要求膠體性能與黏結(jié)性能均符合要求。劈裂抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度需分別控制在8.5 MPa、50 MPa、60 MPa 以上；鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、約束拉拔條件下帶肋鋼筋與混凝土黏結(jié)強(qiáng)度、鋼-混凝土正拉黏結(jié)強(qiáng)度需分別控制在11 MPa、17 MPa、2.5 MPa 以上。

4）其他材料。在施工過程中還會使用瀝青混合料、粗集料、填料、聚合物砂漿等材料，要求這些材料均符合施工要求，各項性能均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.2 放線定位施工

工程質(zhì)量會受到放線定位的直接影響，在錨固樁施工前，需開挖邊坡進(jìn)行防護(hù)，邊坡開挖需從上到下依次進(jìn)行，遵循“邊挖邊支”的原則。定位放樣需使用全站儀進(jìn)行。樁位放樣需按照設(shè)計圖確定，并按順序編號，觀測點(diǎn)與后視點(diǎn)需在合適位置設(shè)置。標(biāo)記好測點(diǎn)處，在施工期間需謹(jǐn)慎，避免將其損壞。完成定位放樣工作后，及時通知監(jiān)理工程師復(fù)核，并做好記錄。

錨固樁頂平臺標(biāo)高為施工平臺，需預(yù)留20 cm 采用人工開挖，開挖期間要防止將原狀土破壞。在完成施工平臺之后，錨固樁的4 個焦點(diǎn)與樁中心位需按照圖紙標(biāo)準(zhǔn)定位，將樁位放樣誤差控制在10 mm 以內(nèi)。完成第一節(jié)護(hù)壁與鎖口后，需在鎖口處引樁軸線，每開挖一節(jié)都要用線錘掉中心的方式對樁身的垂直度進(jìn)行校驗。垂直度校驗間隔時間為澆筑完成3 節(jié)護(hù)壁，要求將垂直度偏差控制在5%以內(nèi)。

4.3 鑿孔

在施工期間，當(dāng)橋梁基層到達(dá)巖層后，需采取人工方式開始沖擊鉆作業(yè)。為確保鉆井工作的順利進(jìn)行，可使用沖擊旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。鉆孔深度要與鋼筋埋設(shè)深度相一致；孔徑依據(jù)鋼筋直徑進(jìn)行確定，一般情況下要大于鋼筋直徑4 mm。

4.4 制作與安裝錨桿

鋼軌連接需使用螺栓帽。小鋼筋籠的主筋使用直徑為22 mm 的鋼筋；箍筋使用直徑為16 mm 的鋼筋。采用雙面焊接的方式焊接鋼筋。施工人員根據(jù)實際情況選擇焊條，確保焊條質(zhì)量符合要求；還要控制好焊接質(zhì)量，要求焊縫不宜過寬，要控制在16 mm 以內(nèi)。安裝拉桿前，先使用鬃毛刷清理孔道，將孔底的灰塵等雜物使用高壓干燥空氣吹去，保持孔內(nèi)清潔干燥；安裝拉桿需在清孔結(jié)束后立即進(jìn)行。使用機(jī)械設(shè)備輔助安裝鋼軌與鋼筋籠。為保證安裝作業(yè)安全、高效進(jìn)行，需做好保護(hù)措施，避免在安裝期間相互產(chǎn)生碰撞。

4.5 錨固樁的灌漿施工

灌注植筋膠需從孔底開始，灌漿到孔深2/3 處停止，插入錨樁后，可以把膠充滿整個孔洞。膠液在凝固之前，不宜對錨樁隨意擾動，更不要讓明水出現(xiàn)在孔位附近。水泥漿需提前配制好，水灰比宜為0.45∶1~0.5∶1。按照使用要求，可在水泥漿中適當(dāng)加入減水劑，以提高水泥早期強(qiáng)度。在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)安裝注漿導(dǎo)管，與鋼筋籠一起下放入鉆孔內(nèi)。注漿前，如發(fā)現(xiàn)有孔洞堵塞，需及時清理，保證孔洞通暢。砂漿注入鉆孔內(nèi)需使用壓力泵，水泥漿溢出孔洞時，便可停止注漿。

水泥漿在鉆孔內(nèi)會穿過巖石間的破碎帶與裂隙帶，發(fā)生滲漏的可能性較高。在施工過程中，可針對滲漏的嚴(yán)重程度采取不同的處理措施。滲漏不嚴(yán)重，只是出現(xiàn)水泥漿液面回縮問題時，簡單修補(bǔ)即可；但滲漏較為嚴(yán)重時，需要用水泥漿進(jìn)行灌注?？蓪⑻畛湮锿度刖?，石塊與砂是比較常見的填充物。

4.6 更換伸縮縫

將原伸縮縫兩側(cè)的部分混凝土鑿除，拆除原伸縮縫，及時清除橋梁兩端伸縮縫內(nèi)的施工垃圾，清理期間應(yīng)避免對梁體造成損害。然后安裝伸縮縫，伸縮縫混凝土的澆筑需按照生產(chǎn)廠家施工要求及使用說明進(jìn)行，做好溫度與間隙方面的控制。

4.7 錨栓錨固承載力檢驗

錨栓錨固承載力檢驗在本項目中十分關(guān)鍵，能及時發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量是否符合要求。檢驗過程如下：

1）抽樣規(guī)則。在現(xiàn)場對錨固件的質(zhì)量進(jìn)行抽檢。錨固件同一檢驗批次要求能保持同品種、同規(guī)格，且部位基本相同。抽樣需從每一檢驗批的錨固件中選擇，在現(xiàn)場通過非破損檢驗，按照隨機(jī)抽樣方式進(jìn)行。膠黏劑的檢驗需在固化時間的當(dāng)天進(jìn)行，嚴(yán)禁檢驗時間超過7 d。

2）加載方式。根據(jù)實際情況選擇加載方式，連續(xù)加載與分級加載是較常使用的方法。在選擇加載方式后就開始非破損檢驗。荷載的施加要符合要求。連續(xù)加載時，要求速率保持均勻，在規(guī)定時間內(nèi)加載到檢驗荷載，完成加載。檢驗時間持續(xù)2 min，2 min 內(nèi)荷載不變。當(dāng)采取分級加載時，檢驗荷載需合理設(shè)定，一般為10 級，荷載施加分級進(jìn)行，每級需加時間持荷1 min，加載到檢驗荷載后需持荷2 min。若選擇高強(qiáng)錨栓為特殊倒錐型錨栓，要求其抗剪強(qiáng)度控制在20 kN 以上。

3）結(jié)果評定。在持荷過程中，要求試樣不能移動，確保錨固件不出現(xiàn)滑移情況，基材混凝土沒有出現(xiàn)裂縫情況，若加載裝置的荷載示值在2 min 內(nèi)無下降或下降幅度不超過5%檢驗荷載時，說明產(chǎn)品質(zhì)量合格、符合要求。對于同一批次的產(chǎn)品試樣經(jīng)過檢驗后都合格。則這批次全部合格；同一批次中不合格的試樣所占比例在5%以內(nèi)時，需重新抽取試驗3 根做破壞性檢驗，若檢驗合格也可認(rèn)定這批次的全部合格；不合格的試樣所占比例在5%以上時，則不允許再做檢驗，這批次全部不合格。

5 注意事項

1）在拼裝時螺栓的預(yù)緊力矩要控制在（340±70）N·m，拼裝誤差控制在±1%。

2）在完成鉆孔與清孔工作之后，鋼筋籠的下放可按照正常工序進(jìn)行。將4~6 根鋼筋籠焊接在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)，以避免對鋼管造成變形情況。在小孔孔底放入小鋼筋壟后，需采取壓力灌漿的方法，至水泥漿灌滿流出為止。

3）養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)。本項目采取橋梁全封閉施工，定點(diǎn)作業(yè)時間需控制在24 h 以內(nèi)。橋梁工作區(qū)內(nèi)嚴(yán)格限速（20 km/h）。在養(yǎng)護(hù)期間需嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行操作，養(yǎng)護(hù)人員需配備安全防護(hù)用具。

4）聚合物砂漿。在本項目中所使用的為I 級聚合物砂漿，在混凝土局部修補(bǔ)與板縫加固中廣泛使用。要求劈裂抗拉強(qiáng)度、垂流度分別控制在7 MPa 以上、2 mm 以內(nèi)；初凝與終凝時間分別控制在45 min 以上與24 h 以內(nèi)；抗壓強(qiáng)度在7 d與28 d 的需分別控制在40 MPa、55 MPa 以上。

6 結(jié)語

在橋梁基礎(chǔ)工程施工中，錨固樁技術(shù)的應(yīng)用是一項技術(shù)性較強(qiáng)的工作，要求做好施工全過程控制。施工技術(shù)人員要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙及施工要求，開展各項工作，確保各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，滿足施工需求。未來，錨固樁技術(shù)將會得到更廣泛應(yīng)用與推廣，要求能對施工準(zhǔn)備、材料、工藝等各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管控，同時，也需要不斷提升施工技術(shù)人員的綜合能力，確保錨固樁技術(shù)的有效應(yīng)用。