基于橋梁樁基礎的加固設計論述

張慶群

摘 要：交通運輸業發展的速度越來越快，道路橋梁相關的工程也越來越多，而工程的質量直接關系著道路橋梁使用的安全性。橋梁樁基礎是關系著橋梁結構安全的重點部分，橋梁樁基礎設計是關系著橋梁施工質量的重要環節。文章首先對橋梁樁基礎加固設計的必要性以及結構病害進行描述，其次對在加固設計中應該注意的問題以及對橋梁樁加固設計的方法進行探討，希望能對橋梁的發展有所幫助。

關鍵詞：樁橋梁樁；加固；設計

一、橋梁樁基礎加固設計的必要性以及其結構病害的主要體現

1.1橋梁樁基礎加固設計的必要性

因為橋梁樁基礎設計是整個橋梁的基礎，如果橋梁樁出問題，則整個橋梁的穩定性以及安全性都會降低，甚至會發生嚴重的安全事故。由于橋梁材料的特殊性，即所有的材料都是鋼筋混凝土，經常會出現橋梁樁的結構病害，而橋梁樁的結構病害一旦發生，就會影響橋梁的質量以及安全問題。在這里，我們要先了解一下常見的橋梁樁基礎病害。

1.2橋梁樁的結構病害

橋梁樁的結構病害主要體現在以下幾個方面：第一，混凝土碳化。因為混凝土是堿性的，在橋梁施工的時候，混凝土的堿性特性可以形成一層保護膜，這層保護膜可以有效保護混凝土，使其避免酸性介質的侵蝕作用。但是，當混凝土發生碳化之后，混凝土的自身堿性會退化，就不能在混凝土的表面形成一層保護膜，不能有效地避免酸性介質對混凝土的侵蝕作用，混凝土被酸性介質侵蝕之后，就會發生開裂的情況，從而影響整個橋梁的穩定性。第二，堿骨料吸收水分。因為堿骨料是堿性的材料，容易吸收空氣中的水分從而發生膨脹，引發混凝土的開裂，使得混凝土的結構受到影響。第三，混凝土滲水結冰膨脹。當混凝土被滲入水之后，很容易在低溫下結冰膨脹，混凝土結冰膨脹之后，會對混凝土的內部結構產生一定的影響，從而影響混凝土的穩定性，最后也會影響橋梁的質量以及穩定性。所以，一定要對混凝土的基礎結構進行加固，以保障橋梁的穩定性以及安全性。

二、橋梁工程施工中易出現的質量缺陷

1.1立樁基礎下沉

立樁基礎區域沉入的工程廢渣沒有完全清除干凈，沉渣層厚度過大，很可能導致立樁基礎下沉。在立樁基礎下沉過程還未造成頂部連續梁的斷裂時，此時，因為樁基的承壓能力不足以支撐上部梁體施加的重力負荷，故需要對樁基實施穩固化處理過程，從而抑制樁基連續沉陷趨勢。在此基礎上，還要上頂梁體使其完全復原到以前要求尺寸，完全消除因為樁基下沉引發出的施加于梁體本身的新生應力，以免出現梁體開裂事故，且有效保障工程的安全耐用。再有一種現象即為樁基起初設計結構不符合工程要求，在相同連續橫梁下部選用了相異的樁基礎結構，立樁基礎的失均衡下沉狀態極易導致施加于連續梁體的次生應力出現，而且可能在工程設計時將本施工區域地質巖體摩阻指數選取略大（選取規范中的最大數值），摩擦樁區段長度略短。

1.2施工中灌注樁易出現的問題

在橋梁工程的施工作業中，采用灌注樁模式的樁基礎構建方式系跨水橋施工過程中最為常用的施工模式，因而其最易發生的工程質量缺陷重點體現在水泥結構松散、出現蜂窩、產生氣孔等不正常情況。在水泥灌注過程中立樁本體產生離析透氣現象，水泥本體內部出現松散氣眼、沙窩等不利情況。另外，立樁基礎松軟，沉淀層尺寸過大，樁基清孔不完全，軟淤泥沉降物被掩埋在水泥構架下部，立樁端部不緊密堅實，剛度差；澆筑水泥到立樁頂部時，承載力不夠，一些泥漿摻入或因為立樁頂部不堅實，進而導致立樁基礎構建質量達不到設計標準。在實施水泥澆筑環節中，產生導管漏水、阻管、坍落氣孔等異常情況以及水泥澆筑緩慢，致使起始澆筑水泥已發生初級凝固，因而其流動能力差，后續澆筑的水泥沖壞頂層而上長。澆筑過程中出現小部分區域塌壁現象，由此導致在兩個水泥層間混有泥渣雜料，甚至使整個樁由于混有泥渣而出現斷樁情況。

三、橋梁樁基礎的加固設計需要注意的問題

為了加強橋梁樁的安全性以及穩定性，對橋梁樁基礎進行加固設計是必不可少的。在對橋梁樁基礎進行加固的時候，需要注意以下幾個問題。

2.1對橋梁的病害進行分析

對橋梁樁基礎結構進行加固的時候，一定要注意對橋梁樁的病害進行詳細分析，因為橋梁樁的加固總共可以分為三種：強度加固、剛度加固、耐久性加固。這三種加固所針對的橋梁樁病變是不同的，所以一定要在對已知的橋梁樁病害詳細了解的基礎上對橋梁樁進行加固。上述的三種病變是不一樣的，橋梁樁強度的加固主要是在保障橋梁結構整體的安全性能上發揮作用；剛度加固則可以有效保障橋梁的正常工作；耐久性加固可以說是一種修復性的操作了，它主要是針對橋梁需要被修復的地方，防止病害繼續蔓延。

2.2避免加固技術的濫用

雖然我們主要討論的是橋梁樁加固對橋梁的益處，但是，這并不意味著需要對所有的橋梁樁進行加固或者說任意橋梁樁的加固對橋梁都是有好處的，我們在進行橋梁樁加固的時候，首先要注意的就是橋梁樁加固技術的濫用。因為橋梁樁加固技術的使用是有其自身科學性存在的，要通過對橋梁具體情況的分析以及對橋梁樁加固方法進行深入了解之后，才可以確定是否需要進行橋梁樁的加固或者使用什么樣的方法進行加固，絕對不可以濫用或者生搬硬套，這樣都會給橋梁的安全性帶來隱患。

四、橋梁樁基礎加固的方法分析

4.1增補樁基加固設計

橋梁樁基礎加固中最常用的方法之一就是增補樁基加固設計方法，這種加固方法針對的主要是橋梁樁的承載能力不足，而增補樁基加固設計可以有效地將橋面所給與的壓力擴散，從而有效提高橋梁樁基礎的承載力。增補樁基加固設計方法的具體方式就是在原有樁的周圍灌注新樁，使基礎樁與樁頂的接觸更加密切，從而提高橋梁樁基礎的穩定性與承載能力。這種加固方法對橋梁樁的加固有著良好的效果。另外這種加固方法是陸地加固，不需要水下作業，所以在不影響路面交通的時候，可以優先考慮使用這種方法對橋梁樁的基礎進行加固。

4.2微型樁加固設計的方法分析

微型樁加固設計的方法分析在橋梁樁基礎設計中也是比較常見的方法，這種方法主要是利用混凝土來實現對橋梁樁的基礎進行加固，主要方法就是通過一些半徑較小的混凝土樁對原來的基礎樁進行加固，這種加固的方法對方位有著嚴格的要求。所以，在進行加固之前一定要根據圖紙上面的要求進行定位，確保不出現一絲一毫的偏差才可以，然后將混凝土鋼管與原有樁的側面進行澆筑。使用這種方法需要注意的就是防水，因為混凝土是堿性材料，非常容易吸水膨脹；在使用這種方法對基礎樁進行加固的時候，要注意不能大面積的進行，要逐個進行才可以，避免對原有的基礎樁造成過大的影響。使用這種方法進行加固的益處就是：這種加固方法的承載力是比較強的，并且施工時占用的面積也不會太大，對原有的基礎樁擾動不大，所以這種方法也是比較常見的。

4.3橋梁樁身補強加固設計的方法

橋梁樁身補強加固設計的主要方法就是對混凝土進行澆筑，并且在澆筑的時候適當增加樁頭的鋼筋，這種方法在橋梁的基礎加固中較為常用，是值得推廣的一種方法。這種加固方法通過對樁身的增強來增加樁身自身的強度。在使用這種方法對橋梁樁基礎進行加固的時首先就是確定需要進行補強的范圍，在確定了范圍之后，再對需要補強的橋梁樁破損范圍進行測算，然后將補強需要用到的鋼筋與樁身內部自身鋼筋焊接在一起，當然焊接的時候，要求專業焊接人員使用專業的焊接方法來進行。相比較而言，這種進行加固的方法比較好，經常用來修復受到破壞的橋梁樁基礎。

4.4擴大基礎加固設計的方法

擴大基礎加固設計的方法也是一種比較常用的方法，這種方法主要是通過擴大基礎面積，使得擴大的基礎面積和原有的樁基形成一個整體，從而增強橋梁樁基的穩定性。這種加固方法通常被用到橋梁樁基礎上出現空洞或者蜂窩的情況。

在使用這種方法對橋梁樁基進行加固的時候，首先要做的就是對橋梁基礎的埋置高程進行確定，然后根據相關規定對埋置深度進行了解，并應用在具體的工程實踐中。另外，在使用擴大基礎加固設計方法的時候，我們使用的基礎材料一般是混凝土，因為在具體的工程實踐中，通常對混凝土有較高要求，所以，使用混凝土的時候一定要注意混凝土的規格等基本因素。

5結語

總之，橋梁工程樁基固化工藝是一種利用廣泛、效果優良、操作簡便的公路橋梁樁基加固工藝，其固化工序實施的效果好壞是決定樁基固化質量及路橋運營性能的瓶頸性因素。在公路橋梁項目的施工作業進程中，出于全面保障橋梁項目建設過程中達到樁基穩固的目的，確保工程設施的安全性，務必在整體分析各種相關質量因素的基礎上，慎重選擇科學、恰當的樁基固化工藝方案，以便實現優質的樁基質量，而且須大幅度增強橋梁的荷載功能，最后實現完善橋梁運營質量的目的。

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