錨桿靜壓樁技術在橋梁加固設計中的應用研究

伍劍

摘要：橋梁加固設計復雜且繁瑣，施以錨桿靜壓樁技術，不僅能夠簡化施工流程，縮短工期減少成本，同時能夠達到加固理想效果。但在實踐中應結合設計要求、施工環境、土質條件等規范施工，確保施工質量的同時完成加固目標。

關鍵詞：錨桿靜壓樁技術 橋梁加固 設計

隨著橋梁承載量需求的提升，橋梁修復工程規模逐漸增加。通常采用舊橋梁重建、維修加固等方式搶修，繼而增加橋梁經濟與社會效益。維修加固搶修方法經濟性強、施工便利、效果明顯；對此，推廣錨桿靜壓樁技術有著現實意義。

一、錨桿靜壓樁設計規則

（一）單樁豎向承載力

單樁豎向承載力可以根據《建筑樁基技術規范》規定進行計算，即利用樁身周長、樁旁第n層土最大側阻力值、樁插入第n層土深度的乘積，加上最大端阻力值、樁端面積的乘積進行計算。

（二）壓樁力

設計壓樁力可參照《錨桿靜壓樁技術規程》規定進行計算，即壓樁力系數（粘土115、黃土210）與單樁豎向承載力的乘積。

（三）設計規則

設計橋梁基礎加固靜壓樁時，首先應掌握土基承載力、橋梁傷病狀況與基礎現狀。其次通過地質鉆探，了解基巖、硬層厚度等情況，了解各層土質力學形態，根據加固力學原理加固橋墩基礎。設計錨桿靜壓樁時，面對較淺基巖可施以支承樁，面對較深基巖可施以摩擦樁。

（四）加固施工流程

錨桿靜壓樁主要由電動葫蘆、反力架、千斤頂、錨桿、壓樁孔等機械設備組成。加固步驟涉及定位、錨桿孔樁位孔挖鑿、埋入錨桿孔位、錨桿與裝位孔維護、安裝壓樁反力架、裝位孔置入樁后校正、壓實、記錄壓樁壓力值與深度、安裝下一個樁并校正、焊接好樁位、驗收深度與壓樁力、拆除壓樁反力架、切割樁頭、清理空位、封樁。

二、施工注意事項

壓樁應連貫完成，盡量避免中途停止。插樁壓樁時，出現樁傾斜情況，可采取加固措施，加固后仍傾斜，需拔樁清理樁尖下障礙物后回填土插樁。操作停車“進一進”，能夠確保樁緩慢插入砂層，施工中明確做好壓樁記錄。通過靜壓樁技術，能夠避免沖擊力的影響，可減少樁周土體隆起、水平擠壓等程度，同時對原有工程樁影響小。

三、應用實例

面對河岸上游舊橋加固工程的施工，結構為混凝土簡支助板梁設計。橋梁基礎經過河水沖刷，產生了不同程度的破壞，基礎底面脫空河床，經過技術專家現場勘察，分析徹底拆除重建、鉆孔灌注樁技術、錨桿靜壓樁技術三種處理橋梁基礎樁底部缺陷方法后，決定施以錨桿靜壓樁技術。雖然該種基礎加固技術，較比灌注樁單樁承受力差，但在施工質量易掌控、施工快速、工期短、施工場地要求低、無污染環保等方面的優勢，也是其余兩種基礎缺陷處理方法所不能比擬的。即利用靜壓承臺連接基礎、橋梁原系梁，確保靜壓樁、原基礎共同受力，繼而提高樁基承載力。承臺厚度、直徑分別為1.3m、4.1m。在基樁周圍布置4根300mm²方樁，樁長20m，在靜壓樁首節設計樁尖，節間以鋼帽連接，預制方樁并預埋鋼板鋼帽。

錨桿靜壓樁裝置設計電動葫蘆、反力架、千斤頂、錨桿、基礎、壓樁孔村等。工藝流程如上。施工步驟：首先根據鉆探報告，了解壓樁阻力、現場土質力學形態等狀況。做好施工前建材與機械等準備工作，清理施工現場確保施工順利進行。按照設計要求預制各節錨桿樁，錨桿孔準確定位。整理加固施工的土層，鋼筋混凝土平臺規范澆筑，預留樁體孔位，預埋各壓樁固定件。在梁柱內安裝壓力表，明確記錄壓樁施工壓力值。靜壓樁施工后完成承臺澆筑、基礎錨固、連接承臺等操作。施工要點如下所示；

（一）連接新增承臺與舊橋墩

可通過植筋方法完成新增承臺、舊橋墩間的連接。通常植筋包括以下類型，即準直徑28承臺底筋，穿入舊橋梁墩；植深度10D準直徑16抗剪鋼筋；植深度30D準直徑25承臺面筋三種方法。植筋操作中應嚴格按照工序標準、設計要求進行施工。鑒于舊橋墩、由于新增承臺接觸面大，尤其的準直徑28承臺底筋植筋施工方法。對此，在施工中，應當施以分批、間隔植筋操作，規避墩身截面削弱。將穿入舊橋梁墩的底筋，分成4批作業，每次間隔指定時間植入3根筋，墩身強度恢復后，再展開下批次植筋操作，避免破壞橋墩結構。

（二）不符合承載設計要求

面對沖刷嚴重的舊橋河床，基礎周圍河床含有石塊、泥沙等情況，增加承臺模板支撐實現橋梁加固時，河床并不符合承載設計要求。對此，需更改壓樁、混凝土承臺澆筑等后續施工流程，首先將根據承臺設計尺寸，合理在澆搗混凝土連續墻，并預留澆搗間距。利用連續墻模板加大承臺支撐，規避河床不符合承臺支撐要求的問題，程序簡化、工期短且經濟性強，加固效果顯著。

（三）土壤性質

面對圓砂、砂質黏性土等土壤性質的舊橋基礎加固，需確保靜壓樁壓入深度滿足設計標準，可將以往的方樁體積減少，如將以往300mm²的方樁，改為250mm²的方樁，明確單樁豎向承載力、終壓值后，清除基礎周圍的硬石，降低錨桿靜壓樁技術施工難度與壓樁阻力。同時可將在樁尖安裝錐形壓樁頭，遇到停工事件需及時處理，處理后及時開工。檢查壓樁施工中樁尖、夾砂層接觸情況，監測樁阻力變化情況。對阻力較大情況，可適當增加壓樁力，確保樁體順利穿越砂層完成加固施工。

四、總結

錨桿靜壓柱技術不僅能夠避免橋梁基礎沉降，同時技術傳荷、受力、插入土層深度、樁柱受力值等狀況能夠明確掌握，確保了施工質量。同時施工中的影響小、便利、消耗能源少且綠色環保，具有較高的應用價值。