橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計研究

楊 波

(山西長治公路勘察設(shè)計院，山西 長治 046000)

1 橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計注意事項

1.1 橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計的重要性

橋梁樁基礎(chǔ)是整個橋梁及其上部荷載的支撐結(jié)構(gòu)，其承載力和穩(wěn)定性關(guān)系到整個橋梁的質(zhì)量。在進行樁基礎(chǔ)設(shè)計中，首先要選擇樁基礎(chǔ)的類型。橋梁樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載力關(guān)系到整個橋梁的質(zhì)量和安全，必須進行全面綜合的考慮。對樁基礎(chǔ)的受力情況進行準確計算，選擇合適的樁基尺寸，滿足對承載力的要求。為了更好的滿足橋梁使用過程中對橋梁樁基礎(chǔ)的要求，采取科學合理的方法對樁基礎(chǔ)進行加固設(shè)計，并充分考慮各種外界因素的影響。

1.2 橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計需要注意的問題

在進行橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計之前，應結(jié)合橋梁工程特點和地質(zhì)情況，盡可能減少橋梁結(jié)構(gòu)病害，防止加固設(shè)計濫用，根據(jù)需要采取正確方法進行樁基礎(chǔ)加固設(shè)計。在進行橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計時，還應注意以下問題:1)確定橋梁樁基礎(chǔ)加固的形式。橋梁樁基礎(chǔ)的加固形式主要包括耐久性加固、剛度加固和強度加固三種，應根據(jù)需要進行選擇。在設(shè)計人員開展橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計前，應對橋梁工程資料進行全面分析，并結(jié)合施工現(xiàn)場工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況正確選擇加固形式。重點是對橋梁樁基礎(chǔ)的常見病害進行分析，有針對性的選取加固形式。對已經(jīng)破損部位的修復，應選擇耐久性加固。為了保證橋梁樁基礎(chǔ)使用功能的預防性加固方法，應選擇剛度加固。為了延長樁基礎(chǔ)的使用壽命，提高橋梁的強度和穩(wěn)定性，也應采用強度加固。2)必須考慮加固設(shè)計的科學性和可行性。在進行橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計時，必須結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，選擇科學可行的加固方法。而不是簡單的套用類似工程的加固方法，以防止造成工程浪費，導致施工成本增加，且不能起到加固作用。3)充分考慮工程成本，防止超出預算。橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計應遵循成本最小化的原則，在確保工程質(zhì)量的前提下，盡量選擇性價比高的材料和低成本的施工方法，節(jié)約工程成本。4)避免加固技術(shù)的濫用。雖然橋梁樁基礎(chǔ)加固可以提高基礎(chǔ)的強度、耐久性和剛度等性能，對橋梁結(jié)構(gòu)具有很多益處，但是也不能盲目濫用。橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計具有其科學性，應該根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的需要進行設(shè)置，不可生搬硬套，以免造成不必要的浪費。

2 橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計的方法

2.1 擴大橋梁樁基礎(chǔ)加固法

擴大橋梁基礎(chǔ)加固法是在橋梁發(fā)生破壞或侵蝕的情況下進行的加固，屬于耐久性加固。擴大橋梁基礎(chǔ)加固法在實際應用中十分常見，它可有效處治橋梁樁基礎(chǔ)的空洞或者蜂窩，提高橋梁的穩(wěn)固性。采用擴大橋梁基礎(chǔ)加固法進行修補加固時，首先應確定橋梁樁基礎(chǔ)的埋置高程，作為后期開展施工的基本依據(jù)。修補加固施工中所采用的混凝土必須嚴格要求，保證混凝土的質(zhì)量，方可達到預期的加固目標。

2.2 橋梁樁基礎(chǔ)自身修補加固法

橋梁樁基礎(chǔ)自身修補加固法也屬于耐久性加固的一種，是對已經(jīng)出現(xiàn)破損的橋梁樁基礎(chǔ)進行修補加固，恢復其原有的強度和使用性能。在進行修補加固前，首先對橋梁樁基礎(chǔ)進行現(xiàn)場調(diào)查，對橋梁樁基礎(chǔ)的破損情況進行分析調(diào)查，確定修補加固方案。對于破損嚴重的樁基礎(chǔ)，通常采用澆筑鋼筋混凝土對樁基礎(chǔ)進行封裝，這樣一方面可以對樁基礎(chǔ)的破損部位進行修補，還可以提高樁基礎(chǔ)的強度和使用性能，起到加固作用。

2.3 橋梁樁基自體加固法

該方法主要適用于樁徑較小的樁基礎(chǔ)加固，是在已有樁基礎(chǔ)上采用澆筑混凝土的方法進行加固。這種方法的施工工程量小、投資少，節(jié)約成本，可用于絕大部分小樁徑橋梁樁基礎(chǔ)的加固。

2.4 增加樁基加固法

對由于設(shè)計或其他原因引起的橋梁樁基承載力不足的情況，可選用增加樁基加固法進行加固。通過增加樁基礎(chǔ)的數(shù)量，可有效提高橋梁樁基側(cè)整體承載力，保證橋梁的穩(wěn)固性和安全性。增加樁基加固法是在原有樁基周圍重新澆筑新樁，可以分散橋梁樁基的上部荷載，提高穩(wěn)固性和安全性。這種方法主要用于陸地加固，會對周邊交通產(chǎn)生一定的影響。但其加固效果顯著，工程投資少，工程量小，在橋梁樁基礎(chǔ)加固中應用廣泛。

2.5 微型樁加固法

微型樁加固法是通過增加適當數(shù)量的樁徑較小的混凝土樁來提高橋梁的承載力，在橋梁樁基加固中應用較多。這種加固方法必須對增設(shè)微型樁的方位進行嚴格設(shè)計，確保其可以起到加固作用。設(shè)計與施工前應結(jié)合原有設(shè)計圖紙，對微型樁進行定位，并將其位置偏差控制在允許范圍內(nèi)。施工中必須注意防水，以防止混凝土吸水膨脹。微型樁施工應逐個進行，不得大面積施工，以降低對原有樁基礎(chǔ)的影響。微型樁加固法可有效提高橋梁樁基的承載力，且其開挖孔徑小，對原有樁基的擾動小，加固效果好。

3 橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計的相關(guān)問題

3.1 樁基豎向力

橋梁樁基礎(chǔ)在使用過程中，會受到橋梁自重和外界荷載所產(chǎn)生的豎向力的作用。當橋梁樁基的承載力不足時，樁基底部的土體松動，豎向力會使其產(chǎn)生一定的偏移。同時，樁基與周邊土體的剪切力也會隨著偏移的增大而增大。當樁基礎(chǔ)出現(xiàn)的偏移超出一定范圍時，就會產(chǎn)生一定的沉降。如果不及時采取有效措施進行加固時，就會影響整個橋梁的穩(wěn)定性。在樁基設(shè)計中，應對橋梁自重和上部荷載做準確的分析，并對樁基施工現(xiàn)場的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況進行全面調(diào)查，保證將樁基放在穩(wěn)固的持力層上。同時，應盡可能采用摩擦樁，因為摩擦樁對樁基持力層的要求較端承樁要低。另外，如出現(xiàn)橋梁樁基發(fā)生沉降的情況，應正確選擇加固方法進行修復。

3.2 橋梁樁基的承載力不足

在對橋梁樁基進行設(shè)計時，應結(jié)合橋梁自身荷載和外界荷載進行承載力計算，特別是要充分考慮交通荷載的增長和交通量組成的變化對橋梁承載力的要求。因此，在設(shè)計中應對橋梁的實際流量進行準確觀測，并通過分析其年增長率，根據(jù)設(shè)計使用年限對樁基承載力進行計算，以防止樁基在運營使用過程中沉降或者是偏移。另外，橋梁樁基承載力的設(shè)計還應充分考慮施工現(xiàn)場的土質(zhì)特點及土層厚度，進行準確計算，確定樁基的設(shè)計參數(shù)。避免在設(shè)計中土層出現(xiàn)夾心層，否則在荷載作用下，易造成夾心層破損，造成較大的沉降。

3.3 樁基配筋的布置問題

橋梁樁基礎(chǔ)的配件是保證樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的關(guān)鍵，也是影響混凝土澆筑的主要因素。在設(shè)計中，樁基豎向鋼筋的布置應從樁基頂部到最大彎矩部位，并留出足夠的錨固長度。采用這種布筋方式，可以有效提高軟土地區(qū)的樁基穩(wěn)定性。但這種方式會增加鋼筋的消耗，容易造成成本增加，原材料浪費。因此，應該根據(jù)實際情況，合理選擇橋梁樁基礎(chǔ)的配筋布置方式，在保證樁基穩(wěn)定的情況下盡量節(jié)約工程成本。

4 結(jié)語

橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計是橋梁設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到整個橋梁的穩(wěn)定性和安全性。在加固設(shè)計中，應充分考慮各類因素的影響，合理選擇加固設(shè)計方法，在施工中切實起到加固作用。在樁基礎(chǔ)加固設(shè)計中，應盡可能采用先進的設(shè)計方法，提高加固設(shè)計質(zhì)量，提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

[1] 徐勝利.橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計相關(guān)問題探究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2017，24(12):181-182.

[2] 馮 壹，尚吉利.橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計的相關(guān)問題分析[J].黑龍江科技信息，2017，21(15)：253.

[3] 胡蘭蘭.橋梁樁基礎(chǔ)的加固設(shè)計研究[J].交通世界(運輸·車輛)，2015，11(8)：36-37.

[4] 李 瑞，馬亞軍.橋梁樁基礎(chǔ)的加固設(shè)計[J].黑龍江交通科技，2013，36(3):105-106.

[5] 劉偉偉.橋梁樁基礎(chǔ)的加固設(shè)計探究[J].建筑知識，2017，37(16)：142-143.