斜坡橋梁樁的基礎加固優化技術研究

晏 應

（上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司南京分公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

山區公路建設是公路建設施工的難題，因為地形條件復雜，公路建設的穩定性難度高，公路建設回填工程大、投資費用高，所以在建設中通常采用高墩橋梁樁基礎作為山區公路建設的手段，從而降低工程施工難度和施工成本，斜坡橋梁樁的基礎加固是確保公路工程施工質量的關鍵，所以在對山區公路建設中需要對斜坡橋梁樁的基礎加固進行優化，確保工程順利完成。斜坡橋梁樁的基礎的設計需要針對地形地貌與橋梁的結構建立平衡關系，從設計上解決橋梁的高度高、跨度大、載荷重、抗震強度等問題。斜坡橋梁樁的基礎加固優化技術的研究從技術、應用、經濟等方面滿足工程施工的要求。采用錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎控制公路水平位移和公路沉降量等，是斜坡橋梁樁的基礎加固優化技術的關鍵環節，本通過利用三維有限元數值模擬分析對斜坡橋梁樁的基礎加固優化技術進行研究，舉例分析控制斜坡橋梁樁的基礎變形的優化方案，希望對讀者有所幫助。

1 工程概況

某山區公路施工工程路段中橋梁基礎多為斜坡，橋全長為1 518.5m，橋面凈寬為雙幅11.75m×2×0.5m，單孔跨徑L=25m。采用灌注樁基礎，雙柱式墩，T梁準連續上部構造。并且有7km公路橋隧相接，施工環境為海拔2 100m高山地區，溫差變化大、風力大、震裂程度高、地質災害發生頻率多，斜坡角度平均為45°，土質為硅質巖、粉砂巖、灰巖，施工難度大。在進行橋梁架設施工中，有局部的橋孔墩柱橋梁樁基礎發生下沉，經過實驗分析橋梁磨擦樁承載力不足，所以采用斜坡橋梁樁的基礎加固技術中錨桿（索）對其進行加固，從而滿足橋梁的承載力。

2 斜坡橋梁樁基樁加固的方案比較與選擇

2.1 基樁設計

基樁的整體設計按照摩擦樁設計，樁長在34～41m，采用雙柱式墩基樁設計，基樁直徑1.5m，穿入沙質巖土層以及淤泥內，設計要求雙柱式基樁單樁的豎向荷載在4 200kN。

2.2 對橋梁基樁進行靜載試驗分析

在橋梁架設施工過程中，出現橋墩墩基下沉現象，在這之前，橋梁的鉆孔樁已經全部施工完成，但是大部分橋梁樁的墩柱和橋梁的蓋梁工程還沒有進行施工，所以需要及時的對橋梁樁進行加固處理。首先需要對其進行橋梁基礎的承載力實驗分析，對下沉最嚴重的橋墩基礎進行靜載試驗分析，此樁樁長38m，地質為殘積砂質粘性土層，具有6m的淤泥夾層。進行靜載試驗，分級進行加載測定沉降值。測試結果該樁的抗壓極限承載力遠遠小于設計要求。

2.3 處理方案確定

橋墩的墩柱基樁長期經水浸泡，會出現墩柱基礎下沉的現象，需要對其進行橋樁墩柱基礎加固，采用的方案有以下兩種：

a）在基樁的周圍壓漿砂紙粘性土，用來達到補強基樁，使其更加穩固；

b）除了在基樁四周填壓漿砂紙粘性土，還要邦樁，增加基樁的承載力，使其能夠達到設計圖紙上的承載力要求。

3 錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎處理方法

3.1 錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎設計

斜坡橋梁樁原基樁、系梁和方樁圓形承臺組合成為一個整體，方樁同原基樁結合受力，從而增加了承載能力，達到了設計所需的承載力。共同受力，增加基樁承載力，達到滿足設計極限承載力要求。

3.2 斜坡橋梁樁基礎靜壓樁承臺澆筑施工

把新舊砼結合成統一的整體是承臺澆筑這項施工技術的主要要求，為了能夠達到靜壓樁和灌注樁共同承受力的作用，以下是施工順序，要根據具體設計要求進行施工：

a）把基樁、承臺、系梁砼的保護層去掉，讓主筋露出；

b）圓形承臺底面要設置砂墊層，砂墊層厚度應不小于20cm，之后要澆筑10#素砼，厚度應10cm，這些都作為承臺砼的底模；

c）在樁身和原系梁上的鉆孔植筋深度至少要30cm，根據設計要求進行承臺配筋，之后要利用化學粘合劑對植筋進行固定和粘合，粘合達到一定時間之后，做抗拔實驗，如果喜得利粘合劑在一個小時的固化時間內的抗拔力可以達到5T，那么才能夠進行接下來的植筋設計施工；

d）按照常規施工，進行模板安裝，鋼筋骨架要制成型，而且每個承臺要留兩個備用孔，用來補樁，另外還有四個用作常規施工。

4 錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎預制及壓樁施工

4.1 錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎預制

錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎預制采用對分段的方法，設置方樁每節長度為2m，保證預埋接頭鋼板正確，使得接樁順利。

4.2 錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎施工

當靜壓樁的砼滿足強度需求后進行吊運，錨桿（索）靜壓樁施工要求如下：

a）必備的壓樁機具有：反力架、千斤頂、起重機、焊接機；

b）在進行壓樁施工前需要先進行壓樁試驗，壓樁試驗的內容有確定應采用壓樁的長度、壓樁的壓力值、持壓時間等，試驗完成后進行參數的整理，再進行壓樁工作，嚴格控制施壓的各項參數值，確保施工安全；

c）橋梁的每根基樁都對稱施壓4根力樁，在施壓過程中要一氣呵成，避免中途停頓，給施壓效果帶來影響，施壓樁的力度小于設計噸位，當壓樁滿足承載力度后進行穩定施壓，保持30min以上，防止出現廢樁，另外，對力樁進行施壓過程中壓力控制主要以壓樁力為主，力樁的長度控制其次；

d）在橋梁樁基礎進行壓樁處理，并滿足承載要求后進行穩壓處理，使橋梁樁基礎更加穩固，對橋梁樁樁頂進行封頭，將橋梁樁的樁頂壓入承臺的預留孔內，嵌入承臺的部分要超過30cm，并在橋梁樁的樁頂設置一道Φ14鋼筋網，最后用30#的膨脹早強砼對橋梁樁的樁頂預留孔進行澆筑，澆筑時確保施工質量。

5 錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎加固補強效果

經過對橋梁鉆孔的記錄進行調查，橋梁共有32根需要對其進行加固處理的摩擦樁，全部采用錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎對其加固補強，對每個橋梁樁基礎壓上4根方樁，一共32根橋梁樁工施壓32×4=128根方樁，每根方樁長度56m能夠增加斜坡橋梁樁的承載力為3 600kN。

對斜坡橋梁樁的基礎進行加固補強后，在對橋梁上面的部分進行施工，在施工過程中再未發生橋梁基礎下沉的問題，在橋梁整體完工后進行通車，經過一年的使用為發現橋墩基礎變形或者下沉的跡象，從而證明采用錨桿（索）加固對斜坡橋梁樁的基礎加固達到了補強的作用。

6 結語

斜坡橋梁樁的基礎加固采用錨桿（索）加固斜坡橋梁樁的基礎，并通過三維有限元數值模擬分析對斜坡橋梁樁的基礎加固優化技術進行研究取得了明顯的效果，在實際應用中得以廣泛的推廣應用。

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