橋梁樁基加固施工技術(shù)研究

熊建蘭、熊建珍

（宜春市公路事業(yè)發(fā)展中心高安分中心，江西 高安330800）

0 引言

橋梁樁基施工是一項(xiàng)相對復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，尤其是在加固環(huán)節(jié)，要考慮橋梁樁基的穩(wěn)定性需求，結(jié)合工程實(shí)際情況，選擇適宜的加固技術(shù)，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1 樁基加固要求

樁基加固施工可以提升樁基的承載性能，優(yōu)化持力層的結(jié)構(gòu)性能，比如聯(lián)合使用高壓水射流與化學(xué)注漿技術(shù)，漿液能與樁基周邊結(jié)構(gòu)形成固結(jié)體，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式，保證樁基的承載性能達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在樁基加固時，需按照工程的標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇加固技術(shù)，同時對材料配比、機(jī)械設(shè)備、人員組織進(jìn)行科學(xué)控制，才能給后續(xù)橋梁加固工程奠定基礎(chǔ)。

2 橋梁工程施工中的樁基加固技術(shù)應(yīng)用

2.1 微型樁加固技術(shù)

路橋工程樁基鉆孔施工環(huán)節(jié)，需要使用專業(yè)的地質(zhì)鉆機(jī)設(shè)備。鉆孔前，技術(shù)人員先對施工現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查分析，了解地質(zhì)條件，結(jié)合具體情況選擇合適的鉆孔施工方式。在基樁鉆孔環(huán)節(jié)，通常應(yīng)用干成孔與循環(huán)泥漿成孔的方式，這兩種方法有明顯的差異：干成孔方法的人力投入量較大，施工人員必須做好現(xiàn)場的雜質(zhì)清理工作，達(dá)到清潔度標(biāo)準(zhǔn)，清孔工作結(jié)束后，在孔內(nèi)灌注漿液與鋼材；采用循環(huán)泥漿成孔方法，施工人員需要按照工藝標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的流程進(jìn)行施工，保證鉆孔深度符合工程要求，保證孔內(nèi)沒有任何雜質(zhì)。

在橋梁樁基施工中，如果鉆孔空間比較小，可以采用單根鋼筋施工方式，如果孔徑較大，則應(yīng)用鋼筋籠施工方式。壓力灌漿施工前，需準(zhǔn)備好灌漿材料，之后灌入水泥漿、純水泥，注意施工質(zhì)量控制，保證樁基加固效果合格。灌漿施工中，可采用套管施工方式，控制好施工力度，灌漿壓力通?？刂圃?.3～0.5MPa。

2.2 壓入鋼管加固技術(shù)

對壓入鋼管加固技術(shù)而言，在樁基加固之前需要對注漿壓力、注漿水灰比等參數(shù)進(jìn)行確定。同時，還需要做好樁基的檢測工作，可以采用靜載試驗(yàn)方法與聲波透射檢測方法對樁基的強(qiáng)度進(jìn)行檢測，明確樁基質(zhì)量缺陷問題。掌握相關(guān)施工參數(shù)后，進(jìn)行壓漿鋼管布設(shè)，應(yīng)查看鋼管長度、鋼管對接口等參數(shù)是否滿足要求，若出現(xiàn)異常需及時調(diào)節(jié)。采用灌漿設(shè)備將配置好的混凝土漿液灌注到鋼管中，通過鋼管將材料灌注到樁基加固位置。

2.3 壓漿加固技術(shù)

正式施工前，需要加強(qiáng)對壓力、水灰比參數(shù)的檢查與控制，上述參數(shù)符合要求才能進(jìn)行樁基加固施工。做好樁基檢測是質(zhì)量控制的關(guān)鍵，一般選擇靜載試驗(yàn)、聲波透射等方式，得到相關(guān)技術(shù)參數(shù)，保證樁基強(qiáng)度合格。壓漿加固施工中，水灰比是重要的技術(shù)參數(shù)，通常控制在0.45～0.65 之間，通過分析土層飽和度、滲透率等參數(shù)，確定合適的水灰比。如果水灰比較小，可以加入減水劑。此外，還要控制好樁間距、孔隙率等參數(shù)，保證工程質(zhì)量符合要求。

壓漿加固前，要在現(xiàn)場埋設(shè)施工壓漿管，壓漿管以螺紋方式連接，此環(huán)節(jié)需保證壓漿管的質(zhì)量合格、間距合理，可通過超聲檢查的方式進(jìn)行質(zhì)量檢測，保證壓漿管埋設(shè)位置、長度等參數(shù)達(dá)到規(guī)定要求。壓漿管加固時，可與鋼筋籠捆綁或者直接焊接到鋼板上。壓漿管加固后，需要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢驗(yàn)壓漿管的通暢性，保證后續(xù)壓漿處理順利開展。

2.4 鉆孔灌注樁技術(shù)

在成孔作業(yè)中，利用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的方式處理，工作人員在正式成孔前，對現(xiàn)場進(jìn)行探測和試驗(yàn)檢測，保證每一項(xiàng)工作都符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

鋼筋籠制作時，執(zhí)行設(shè)計(jì)方案的要求，保證材料的性能以及結(jié)構(gòu)長度符合要求。生產(chǎn)鋼筋籠，必須使用完整的鋼筋材料，執(zhí)行設(shè)計(jì)方案和工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。鋼筋籠運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，應(yīng)使用吊車進(jìn)行運(yùn)輸，不會損壞鋼筋籠結(jié)構(gòu)，保證性能合格。

混凝土結(jié)構(gòu)制作時，應(yīng)明確施工位置和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，判斷地質(zhì)條件，加強(qiáng)凝結(jié)時間的控制，保證符合地質(zhì)條件要求，計(jì)算凝結(jié)時間，控制混凝土配合比參數(shù)，保證符合工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.5 鋼索加固技術(shù)

該技術(shù)在施工中，使用鋼絞線與預(yù)應(yīng)力鋼絲束聯(lián)合施工，沿著基本線形開展，在梁肋以張拉的方式處理預(yù)應(yīng)力，確保施工環(huán)節(jié)梁底參數(shù)合格，鋼絞線位置尺寸精度滿足要求。下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力桿加固施工技術(shù)，一般包含折線式、直線式、混合式等方式，不同方式使用的工藝方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，保證工程的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3 案例分析

3.1 工程概況

該大型橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)為高架橋的形式，下部結(jié)構(gòu)應(yīng)用雙柱式墩為1500mm，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)形式為1600mm。在工程施工中，一個施工團(tuán)隊(duì)開展26～4 號樁基礎(chǔ)施工，技術(shù)人員把26～4 號樁位和26 號軸的其他3 個樁位設(shè)計(jì)為線性關(guān)系，以26 號軸其他3 個報驗(yàn)合格的樁位作為基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置，使用鋼尺進(jìn)行測量，確定樁基的位置，開展樁基結(jié)構(gòu)施工，最終導(dǎo)致26～4號樁基樁位橫橋向偏差73cm，順橋向沒有發(fā)生偏移，且立柱位置沒有改變，造成立柱中心沒有對正樁中心。樁基存在錯臺，給橋梁運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，極易發(fā)生安全事故，所以必須進(jìn)行加固處理。

3.2 樁基加固技術(shù)

3.2.1 施工準(zhǔn)備工作

③ 3×0.5與3×0.5+3×0.5之間有怎樣的關(guān)系？(學(xué)生回答后，提示: 用乘法分配律的形式可以將小數(shù)乘法轉(zhuǎn)化為整數(shù)乘法，整數(shù)乘以小數(shù)的意義不僅僅有一種表示方法)

該環(huán)節(jié)主要包括現(xiàn)場圍擋、方案確定、材料準(zhǔn)備、技術(shù)交底、選擇設(shè)備等。

3.2.2 樁基施工

樁基施工同時使用兩臺樁機(jī)連續(xù)性施工，為使原橋箱梁不發(fā)生損壞，分析橋下凈空尺寸，在樁機(jī)進(jìn)入現(xiàn)場前，在樁基規(guī)定范圍內(nèi)開始降方處理。制作鋼筋籠結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量合格。

3.2.3 交通導(dǎo)行

承臺基坑開挖前，做好右幅交通通行量管控。

3.2.4 承臺施工

基坑開挖施工環(huán)節(jié)使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行，開挖每次降方0.5m，與原結(jié)構(gòu)保持30cm 的距離，使用人工方式將多余部分挖除。承臺開挖階段，做好柱體沉降與位移的控制，分析控制墩頂與蓋梁、系梁連接部位，記錄技術(shù)參數(shù)。承臺開挖后，開始植筋施工，對原承臺混凝土與26～4 號墩柱實(shí)施鑿毛作業(yè)，裸露出新鮮混凝土表面，沖刷干凈。為防止植筋部位和原鋼筋發(fā)生沖突，在鑿毛處理后，使用鋼筋保護(hù)層測定儀與記號筆標(biāo)記。植筋環(huán)節(jié)，綜合分析鉆機(jī)振動給周邊部位的影響，分為4 個區(qū)域施工，保證各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)合格。

3.2.5 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎施工開始前，對原混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)施鑿毛處理，裸露出新鮮混凝土結(jié)構(gòu)，同時沖洗干凈。保證鋼筋焊接連接的性能合格，結(jié)構(gòu)整體性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2.6 模板支設(shè)與混凝土澆筑

選擇使用膠合板制作模板，在支設(shè)前在表面涂抹一層脫模劑，保證表面清潔度合格?；炷潦褂帽密囕斔?，采用分層澆筑施工的方式，單層為30cm。

3.2.7 養(yǎng)護(hù)及拆模

澆筑施工完成后，表面覆蓋一層塑料薄膜，然后覆蓋兩層棉被，防止在表面溫度較低的環(huán)境中發(fā)生凍害，在強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa 后，執(zhí)行拆模順序和工藝，避免損壞混凝土結(jié)構(gòu)。

3.2.8 回填

基坑回填應(yīng)用8% 的水泥土施工，每一層回填厚度為30cm，使用木夯夯實(shí)，壓實(shí)度應(yīng)超過90%?，F(xiàn)場加固施工結(jié)束后，檢測完成的加固結(jié)構(gòu)，確認(rèn)樁基質(zhì)量完全符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，表示該橋梁隱患完全排除，符合交通運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

4 橋梁樁基質(zhì)量問題分析

4.1 樁基礎(chǔ)下沉

現(xiàn)場施工人員進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)對地質(zhì)巖層展開全面的分析，確定現(xiàn)場是否存在空洞或采空區(qū)，還要預(yù)測地陷造成的結(jié)構(gòu)物下沉。此外，橋梁施工中，做好細(xì)節(jié)控制極為重要，工作人員應(yīng)明確施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，比如鉆機(jī)成孔環(huán)節(jié)，工作人員必須詳細(xì)檢查、確認(rèn)是否存在泥漿滲漏的情況，清孔時做好泥漿比重的控制。只有將每個環(huán)節(jié)控制到位，做好數(shù)據(jù)測量與分析，保證樁基下沉處于合理的范圍內(nèi)，才能保證樁基的性能合格，提高樁基礎(chǔ)的加固水平和效果，滿足橋梁的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 灌注樁質(zhì)量問題

橋梁下部有較多水源時，利用灌注樁的施工方式提升橋梁運(yùn)行安全性效果是非常好的。樁基礎(chǔ)加固施工階段，灌注水泥施工中，灌注施工效果極為重要，將施工模板拆除時，必須保證結(jié)構(gòu)凝結(jié)效果合格，如果沒有完成凝結(jié)，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和質(zhì)量不合格。灌注施工階段，容易產(chǎn)生氣泡，導(dǎo)致灌注樁的質(zhì)量下降，對總體橋梁產(chǎn)生影響，所以必須規(guī)避這一問題。

4.3 壓漿施工存在問題

要想全面提升壓漿施工質(zhì)量，掌握施工工藝和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)極為重要，并嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。個別人員在壓漿施工中，沒有執(zhí)行方案和流程，漿液配合比不合格，造成現(xiàn)場施工效果較差。壓漿施工工序設(shè)置不當(dāng)，技術(shù)參數(shù)不合格，會對壓漿作業(yè)的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，阻礙樁基加固施工效果，甚至威脅橋梁運(yùn)行安全。

4.4 灌注樁結(jié)構(gòu)問題

橋梁施工多在臨水區(qū)域，灌注樁的施工方式較為常見，但是容易發(fā)生結(jié)構(gòu)松散、氣孔、蜂窩等問題。灌注樁結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的松散與沙窩的情況和灌注施工有直接關(guān)系。如果樁基清孔設(shè)計(jì)不合理，或灌注階段發(fā)生塌壁，極易產(chǎn)生淤泥等雜質(zhì)，對樁基質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

5 提高樁基加固質(zhì)量的措施

5.1 優(yōu)化持力層條件、增強(qiáng)樁的承載力

橋梁工程施工中，土質(zhì)松軟度給工程造成較大的影響，土質(zhì)松軟的情況下，樁基加固施工會更加順暢。在鉆孔灌注樁的施工環(huán)節(jié)，樁體結(jié)構(gòu)負(fù)載、表皮和土層的移動都會產(chǎn)生負(fù)載性能的變化。為保證立柱負(fù)載符合要求，注漿階段應(yīng)做好輸送壓能差的控制，形成強(qiáng)度性能合格的樁基結(jié)構(gòu)，保證樁基周邊部位物理性能合格，提高結(jié)構(gòu)牢固性和穩(wěn)定性，保證樁基的總體質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

5.2 提升樁基側(cè)面摩擦力

施工環(huán)節(jié)中，因?yàn)樵械南聵秱?cè)模阻力大小不一致，鉆孔灌注樁和灌注樁的底部通常存在一定的差異性，如果樁身和周邊的泥土結(jié)合，那么在混合料的作用下，能夠提升擋泥樁的穩(wěn)定性，同時還能減少樁側(cè)面的摩擦阻力。因此，在以上過程中，若采用高壓注漿的方式進(jìn)行施工，就需要保證漿液在下流時能夠快速通過樁體，達(dá)到樁面接觸的位置，使材料與地基有效結(jié)合，減少樁基側(cè)面產(chǎn)生的摩擦力。此外，在加固施工的過程中，保證工序質(zhì)量滿足施工要求的同時，還需要對質(zhì)量進(jìn)行分析，需要考慮整體承載力，在掌握相關(guān)施工參數(shù)要求的基礎(chǔ)上，對摩擦參數(shù)進(jìn)行確定，同時還應(yīng)優(yōu)化材料配比，規(guī)范技術(shù)操作工藝，做好施工現(xiàn)場指導(dǎo)。如此才能在提升樁基側(cè)面的摩擦力的同時，強(qiáng)化樁基的加固效果。

5.3 壓漿參數(shù)確定

壓漿參數(shù)的確定對工程的質(zhì)量和性能產(chǎn)生直接的影響。樁基施工作業(yè)中，要結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)確定壓漿參數(shù)，對預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行樁體性能測試，保證壓漿參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。此外，開展靜載試驗(yàn)，得到壓漿參數(shù)。壓漿參數(shù)必須根據(jù)規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)做好灌漿參數(shù)控制，如注漿壓力、水灰比等，執(zhí)行設(shè)計(jì)要求確定的配合比參數(shù)，加強(qiáng)試驗(yàn)檢測工作，切實(shí)提升工程的質(zhì)量水平。

6 結(jié)語

橋梁樁基加固施工作用極為重要，是提升橋梁總體性能的關(guān)鍵。施工人員必須對樁基加固施工有足夠了解，考慮現(xiàn)場情況，采取合理有效的加固施工措施，保證樁基加固效果合格，完成橋梁樁基加固施工，提高樁基穩(wěn)定性與可靠性，滿足承載性能的標(biāo)準(zhǔn)，降低運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升，為交通運(yùn)行起到積極的作用。