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桥梁工程桩基础加固技术

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：张珺

[导读] 摘要：桥梁建设工程的发展推动我国城市化建设和交通运输行业快速发展。

        山东省公路桥梁建设有限公司山东济南 250021
        摘要：桥梁建设工程的发展推动我国城市化建设和交通运输行业快速发展。与此同时，城市化建设的加快和交通运输行业的发展对桥梁建设工程的要求也越来越高。桥梁建设工程是一项工期较长、技术复杂且风险性较高的道路建设工程，在不同的地区建设桥梁需要考虑的问题具有较大差异。桩基加固是每一座桥梁建设时都必须重视的环节，结合桥梁建设的其他条件，选择恰当的桩基加固技术，并适时调整各项技术的实际应用方案，可达到提高桥梁的承载强度，降低桥梁坍塌事故隐患的目的。
        关键词：桥梁工程；桩基础加固技术
        1桩基加固存在的主要问题
        1.1桩基础下沉
        在桥梁工程施工过程中，施工人员没有及时对施工现场进行杂物清理，导致施工环境中的施工废料如砖石、水泥甚至大量积累的灰尘掺杂到桩基中，容易导致桥梁在后期建设或投入使用过程中出现明显的桩基下沉现象。桩基一旦下沉，就会使桥梁整体的力学结构发生程度不一的改变，进而导致桥体各部分受力不均衡，若没有及时对桩基下沉进行补救，桥梁超负荷承重的部分就会出现断裂，最终造成桥梁坍塌事故。投入使用的桥梁需要定期进行检修，预防各种桥梁损坏造成的损失。检修过程中，桥梁维修人员必须参照桥梁原来的施工建设图纸，对桥梁缺损部分进行修护。如果没有统一桥梁桩基的结构和型号，就会破坏原有桥梁设计的平衡，桥梁在结构失衡的情况下也将出现一定程度的桩基下沉现象，结构严重失衡时还可能导致桥梁断裂。
        1.2灌注桩的质量问题
        一部分桥梁建设是为了解决水陆交通阻碍问题，因此其桩基常年浸泡在水中，普通的混凝土施工技术无法达到桩基建设的要求。因此，桥梁工程在桩基施工过程中，一般都是采取灌注桩技术进行水泥灌注，以实现桥梁桩基的稳定性和安全性。但灌注桩技术对施工要求较高，由于部分水域的水较深，灌注的难度也随之增加，且很容易由于施工过程中的疏漏导致灌注桩结构松散，出现蜂窝气孔等降低桩基稳定性的质量问题。如果施工人员没有及时对施工问题进行排查，桩基不仅不易达到质量标准，还有可能在浇筑时出现导管堵塞、漏水等问题，降低施工效率。
        1.3缩颈
        造成缩颈现象的主要原因有两个方面，一是在混凝土施工时操作不当，没有按照标准要求控制施工材料的使用和施工技术水平，使混凝土质量和坍落度不符合要求，施工效果达不到工程标准。二是在混凝土灌注操作时，拔管速度太快、拔管力度太强，导致混凝土错误填充到周围的空间，造成空隙填充不满，在拔管时由于水压强度不平衡，混凝土从模具中涌出，造成桩基缩颈。
        1.4环境问题
        除人为操作失误导致的施工失败外，桥梁桩基所处的环境对桩基的使用寿命也存在很大的影响。大部分处于水中的桩基都需要经受长时间的水流冲击，河底桩基周围的土壤在水流的影响下逐渐减少，桩基暴露在水中的面积不断增大，埋于地下的桩基高度就会降低到标准桥梁建设要求下，造成桩基不稳的风险。且灌注桩的桥梁桩基虽然比普通混凝土施工技术建设的桩基稳固，但混凝土长时间浸泡在自然水域中，在水流的作用下容易加速老化，性能不断降低，缩短了桩基的使用时间。
        2桥梁工程施工中的桩基加固技术应用
        2.1钻孔灌注桩加固技术
        在钻孔之前，应先在周围搭建钢管支架，选择振动强度较小的钻机，防止由于钻机大幅度振动造成的土壤缝隙增大，且振动较小的钻机打出来的孔洞更为均匀、尺寸更为精准。

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在钻孔过程中，应时刻观察钻机与表面的相对角度，适时调整钻机位置，保持机身与孔洞轴线的垂直。钻孔时一定要按照钻杆上的刻度准确钻孔，将每一个孔洞的深度误差控制在0.5cm以内，且不可随意对孔洞深度进行更改。灌注施工前，还应再次对孔洞的数量和深度进行检查，保证孔洞规格达到灌注桩要求。钻孔灌注桩加固技术还需要对孔洞进行保护，防止孔洞二次堵塞。一般选择增加护壁的方法保护钻好的孔洞，护壁的固定和掩埋环节同时进行，因此在设计灌注桩桩基施工方案时，需要提前计算好护壁的宽度和深度，施工时尽量发挥护壁的保护作用，可以采取施工前实验、实地考察等方法减小护壁尺寸误差。
        2.2压浆加固技术
        压浆加固施工前需要确定各项压浆参数，如压浆时的水灰比、注浆压力等。参数数值的选取依照加固标准和施工条件等因素，将参数确定在一个较为合理的数值范围内。如水灰比的确定，需要参考施工环境中的土壤渗透性、饱和性等实际环境条件，一般需要将水灰比控制在0.45～0.65之间，如果过高或过低，都需要对压浆进行调整，直到达到标准数值为止。确定参数后要进行施工前试桩，即按照参数进行实验来测试各项参数的合理性和实用性，保证压浆加固后的桩基达到加固要求。试桩结束后，按照调整好的参数进行压浆加固施工，施工前应布置压浆管，压浆管的长度可以通过超声波探测进行确定，并通过超声波检查确保压浆管的长度达到施工标准。注浆管在注浆过程中容易出现位置偏移的现象，所以在注浆前需要对注浆管进行固定操作，保证注浆作业平稳进行。常见的固定方式包括钢筋笼捆绑和钢板焊接两种，在钢筋笼中配置好注浆管和主杆，均匀分布注浆点。固定好注浆管后进行成桩施工，然后在合适的水压下通过压浆泵将水泵入管中，清洗注浆管中积累的泥浆物，疏通整个管道。一次压浆加固完成后，还需要对加固成果进行考察，一些加固成效不明显、不达标的地方还需要进行补桩。由于桩基的力学结构不能进行改变，补桩前还应该重新规划补桩施工方案，维持原有的桩基受力强度和受力点不变。
        2.3微型桩加固技术
        相较于其他桩基加固技术，微型桩加固技术的使用更加便捷，操作起来更加灵活，能够凭借更小的空间达到更好的承重效果，因此，微型桩加固技术在桩基加固施工中得到了广泛应用。微型桩加固技术的操作较为简便，主要是通过孔径较小的钻孔设备对加固的桩基进行灌注施工。由于孔径相对较小，钻孔密度可以适当增大，使灌注效果更好，加固的桩基稳定性也相对更好。在使用微型桩加固技术时，同样需要通过前期施工环境考察来确定合理的施工方案，注意严格控制钻孔的尺寸和钻孔深度，按照需要在加固部位均匀钻孔。钻孔过程中要及时将周围的废料和灰尘清理干净，防止桩基在加固过程中掺入杂物。确认清洗作业全部完成后，进行材料填充和灌浆施工，填充材料一般依据空间大小选择合适的钢筋或钢筋笼，然后按照前期方案确定的比例填充混凝土，直到压浆作业完成。
        2.4植筋锚固技术
        植筋锚固技术是通过特定的植筋锚固胶进行固定，以提高植筋的稳定性和耐用性。通常选择耐用性、持久性和黏合强度较高的植筋胶，这类锚固植筋胶在使用之前需要工人仔细检查产品质量，采取水中浸泡的方法将胶中的气泡挤压出去。锚固植筋的操作顺序主要分为填充植筋胶和植入钢筋两个步骤。首先将无气泡的植筋胶填充在植筋孔中，直到植筋胶有少量从孔表面溢出为宜，然后缓慢旋转钢筋植入孔中，让钢筋在旋转的过程中充分接触植筋胶，提高植入钢筋的稳固性，还可以适当使用锤子敲击钢筋，加快钢筋的植入速度，在植筋的同时需要及时将植筋过程中溢出的植筋胶清理干净。锚固植筋的操作步骤虽然简单，但需要保证植筋胶充分填充孔中的所有空隙，才能保证锚固植筋的稳定性。
        3结语
        通过分析桩基加固过程中存在的主要问题，探究问题产生的原因和解决措施，并分析桥梁工程施工中的桩基加固技术，能够积累并总结有效的桥梁桩基加固方法和经验。在实际的桥梁桩基加固工程中，结合多方条件对钻孔灌注桩、压浆加固等桩基加固技术进行选择，或者配合多种加固技术组合使用，能够有效地提高桥梁桩基的稳固性，推动桥梁工程的建设发展。
        参考文献：
        [1]罗水勇.桥梁建设中的桩基加固施工技术[J].交通世界，2019（22）：84-85.