橋梁工程樁基加固技術(shù)研究

 摘要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的持續(xù)繁榮帶來了公路建設(shè)業(yè)的迅猛發(fā)展，而橋梁設(shè)施是公路交通網(wǎng)中的關(guān)鍵組分，其質(zhì)量的優(yōu)劣在很大程度上決定著路橋設(shè)施運(yùn)行壽命及安全。如今多數(shù)路橋工程建設(shè)中均暴露著樁基構(gòu)筑過程中的缺陷問題，其中有不平衡下沉等情況，對(duì)此多采用的樁基加固工藝是微型樁固化過程。文章對(duì)橋梁工程施工中的樁基加固技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：橋梁工程施工；樁基加固技術(shù)；公路交通；路橋建設(shè)；不平衡下沉

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 中圖分類號(hào)：U443 文章編號(hào)：1009-2374（2016）09-0096-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.046

伴著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，同時(shí)也由于汽車制造技術(shù)水平的提升，持續(xù)增多的重型貨車及私營(yíng)運(yùn)輸車輛給公路交通設(shè)施帶來了前所未有的壓力，其重點(diǎn)表現(xiàn)在汽車載荷超重、外形尺寸超大，由此給公路及橋梁建設(shè)造成了更為嚴(yán)格及更高水平的性能要求。本著充分保障公路運(yùn)輸安全及滿足汽車駕駛舒適度的要求，特別需要將現(xiàn)有的路橋樁基實(shí)施固化過程。重點(diǎn)是那些運(yùn)營(yíng)時(shí)間很長(zhǎng)，并且嚴(yán)重地暴露出多種隱患及病害的老舊橋梁，要側(cè)重地給予整體的加固與檢修，從而能切實(shí)保障重載汽車在駛過橋梁時(shí)的安全性能。在此，筆者重點(diǎn)探討了橋梁工程建設(shè)中樁基加固的工藝過程，且將微型樁基礎(chǔ)固化工藝作為施工例證，闡釋了樁基固化的作業(yè)流程。

1橋梁工程施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷

1.1立樁基礎(chǔ)下沉

立樁基礎(chǔ)區(qū)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(dǎo)致立樁基礎(chǔ)下沉。在立樁基礎(chǔ)下沉過程還未造成頂部連續(xù)梁的斷裂時(shí)，此時(shí)，因?yàn)闃痘�的承壓能力不足以支撐上部梁體施加的重力負(fù)荷，故需要對(duì)樁基實(shí)施穩(wěn)固化處理過程，從而抑制樁基連續(xù)沉陷趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，還要上頂梁體使其完全復(fù)原到以前要求尺寸，完全消除因?yàn)闃痘�下沉引發(fā)出的施加于梁體本身的新生應(yīng)力，以免出現(xiàn)梁體開裂事故，且有效保障工程的安全耐用。再有一種現(xiàn)象即為樁基起初設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不符合工程要求，在相同連續(xù)橫梁下部選用了相異的樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，立樁基礎(chǔ)的失均衡下沉狀態(tài)極易導(dǎo)致施加于連續(xù)梁體的次生應(yīng)力出現(xiàn)，而且可能在工程設(shè)計(jì)時(shí)將本施工區(qū)域地質(zhì)巖體摩阻指數(shù)選取略大（選取規(guī)范中的最大數(shù)值），摩擦樁區(qū)段長(zhǎng)度略短。

1.2施工中灌注樁易出現(xiàn)的問題

在橋梁工程的施工作業(yè)中，采用灌注樁模式的樁基礎(chǔ)構(gòu)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(fā)生的工程質(zhì)量缺陷重點(diǎn)體現(xiàn)在水泥結(jié)構(gòu)松散、出現(xiàn)蜂窩、產(chǎn)生氣孔等不正常情況。在水泥灌注過程中立樁本體產(chǎn)生離析透氣現(xiàn)象，水泥本體內(nèi)部出現(xiàn)松散氣眼、沙窩等不利情況。另外，立樁基礎(chǔ)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(gòu)架下部，立樁端部不緊密堅(jiān)實(shí)，剛度差；澆筑水泥到立樁頂部時(shí)，承載力不夠，一些泥漿摻入或因?yàn)榱�樁頂部不�?jiān)實(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致立樁基礎(chǔ)構(gòu)建質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)施水泥澆筑環(huán)節(jié)中，產(chǎn)生導(dǎo)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(fā)生初級(jí)凝固，因而其流動(dòng)能力差，后續(xù)澆筑的水泥沖壞頂層而上長(zhǎng)。澆筑過程中出現(xiàn)小部分區(qū)域塌壁現(xiàn)象，由此導(dǎo)致在兩個(gè)水泥層間混有泥渣雜料，甚至使整個(gè)樁由于混有泥渣而出現(xiàn)斷樁情況。

2微型樁固化工藝

橋梁施工作業(yè)中常用的微型樁是屬于一類直徑較小的鉆空型立柱樁，其特點(diǎn)是能夠完全滿足于橋梁工程施工作業(yè)中的樁基加固過程。利用此類微型樁的樁基加固工藝是采用地質(zhì)類鉆探設(shè)備實(shí)施鉆孔作業(yè)。參照相異的工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)，適合運(yùn)用干式鉆孔或連續(xù)泥漿灌注護(hù)壁鉆孔兩種類型。如果運(yùn)用連續(xù)式泥漿灌注鉆孔模式，待其鉆到預(yù)訂深度值時(shí)，再利用沖水方式進(jìn)行鉆孔等清洗工作；如果運(yùn)用干式鉆孔工藝，那就必須重復(fù)提鉆實(shí)施清孔過程。進(jìn)行完清孔作業(yè)后，要馬上裝入設(shè)筋框架及灌漿引管。至于帶筋鋼籠應(yīng)當(dāng)參照擬定的不同用途而進(jìn)行制作。當(dāng)需用的孔眼直徑較大時(shí)，應(yīng)選取鋼筋籠模式；在需要較小孔徑的孔眼時(shí)，選用單條鋼筋。在進(jìn)行完上述作業(yè)程序后，實(shí)施壓力型灌漿過程。適宜先往孔內(nèi)放入直徑為13厘米的碎石塊，爾后往鉆孔內(nèi)澆筑均質(zhì)水泥灰漿或混凝土砂漿，亦適合采用不往孔內(nèi)投放碎石方式而單純地往孔中依托外界動(dòng)力壓入方式澆灌混凝土砂漿。

3橋梁建設(shè)中微型樁加固施工工藝的特征

第一，采取微型樁加固工藝能夠促使構(gòu)建成特定模式的、呈現(xiàn)網(wǎng)狀排列的微型樁模式，此類由數(shù)個(gè)微型樁構(gòu)建成的作業(yè)模式，能夠非常有效地增強(qiáng)橋梁樁基礎(chǔ)的負(fù)荷功能，而且所有單樁都能同時(shí)負(fù)載施加于其的各類應(yīng)力負(fù)載，且顯現(xiàn)出理想的固化作用。第二，橋梁施工中的微型樁樁基固化工藝能夠?qū)崿F(xiàn)恰當(dāng)?shù)臉毒吲挪甲鳂I(yè)，且工序過程比較簡(jiǎn)便、技術(shù)比較先進(jìn)，作業(yè)過程中所利用的操作器具短小精悍，故其作業(yè)過程成本投入較少，而且適用范圍廣，在多類地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的路橋樁基固化過程中均適合應(yīng)用。第三，橋梁施工中微型樁基固化工藝在具體工程運(yùn)用中所獲得的固化效果極為明顯，實(shí)施的樁基固化工序結(jié)束后，所構(gòu)建樁基結(jié)構(gòu)的負(fù)荷性能更加強(qiáng)勢(shì)和優(yōu)越。采用微型樁基固化工藝對(duì)橋梁項(xiàng)目建設(shè)工程的立樁基礎(chǔ)實(shí)施固化過程，能夠大幅度增強(qiáng)樁基的載荷性能，取得更為牢靠的固化質(zhì)量。

4鉆孔灌注樁加固原理及處理方法

4.1優(yōu)化持力層條件、增強(qiáng)樁的承載力

在鉆孔灌注樁的施工作業(yè)環(huán)節(jié)中，樁底負(fù)荷、樁體表皮、土層移動(dòng)均和樁基的負(fù)荷功能存在著極為密切的作用關(guān)系。而且要實(shí)現(xiàn)大幅度增強(qiáng)立樁的負(fù)荷功能，對(duì)其樁基的注漿過程即需要賦予超高的輸送壓能差，進(jìn)而促使得漿料可以在振搗器附近區(qū)域?qū)�樁邊土層�?shí)施泥土下壓開裂、開裂縫隙滲氮、裂縫填充澆筑、樁邊土層壓實(shí)、樁土固結(jié)的過程，以便將樁基附近的松散的礫石、土壤顆粒都通過該方法膠結(jié)成為一片高強(qiáng)度的泥土，從而在提高樁基附近承載層自身的力學(xué)性能和物理性能的同時(shí)，也有效地提升了灌注樁的承重能力，保證了樁基的加固質(zhì)量。

4.2增加樁側(cè)摩阻力

鉆孔灌注樁以及灌注樁底部這兩者之間所存在的差距，就是下樁側(cè)模阻力大小的首要因素；裝擋泥樁通過與樁體周圍的土層結(jié)合，有效地降低了摩擦系數(shù)，同時(shí)也降低了樁側(cè)的摩擦阻力。樁底的高壓注漿以及漿液都是沿著樁土與樁體界面，不斷進(jìn)行擴(kuò)散、填料，水泥綜合影響等因素來置換并且填補(bǔ)兩者之間的空白，使得樁側(cè)的摩阻力有了極大的提升；漿料水平滲入到樁側(cè)土之后，也能夠起到極好的直徑樁效應(yīng)，極為有效地提升了樁體地層的應(yīng)力效應(yīng)以及荷載的傳遞特性。

4.3壓漿參數(shù)的選取

灌漿參數(shù)中主要包括水灰比、注漿壓力、注漿壓力終止等。在進(jìn)行樁基施工的過程中，必須要結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行參數(shù)的預(yù)設(shè)，之后再根據(jù)該預(yù)設(shè)參數(shù)設(shè)置，進(jìn)行樁測(cè)試工作，樁測(cè)試全部完成之后，其數(shù)據(jù)都必要達(dá)到建造之初所設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，并進(jìn)行靜載試驗(yàn)，最后測(cè)試各項(xiàng)參數(shù)。嚴(yán)格按照規(guī)范要求，進(jìn)行水泥凈漿配合比設(shè)計(jì)，確定理論配合比，并進(jìn)行相關(guān)的檢驗(yàn)。泌水率最大不得超過3%，拌合后3h的泌水率宜控制在2%，24h后泌水應(yīng)全部被漿吸收。水泥漿液從拌制到使用的最長(zhǎng)時(shí)間，應(yīng)通過試驗(yàn)來確定，一般不得超過2～3h。

5運(yùn)用微型樁固化工藝加固橋梁樁基結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)關(guān)注的問題

在橋梁工程建設(shè)過程中，運(yùn)用微型樁固化基礎(chǔ)工藝實(shí)施樁基固化作業(yè)時(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)在以前較長(zhǎng)時(shí)間服役過程中已出現(xiàn)了很多質(zhì)量缺陷，因而在針對(duì)其實(shí)施固化工序過程時(shí)，應(yīng)著重考量的關(guān)鍵事項(xiàng)必然是：怎樣運(yùn)用橋體樁基固化工藝來改善橋梁設(shè)施的總體品質(zhì)及車輛運(yùn)行承載功能。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)運(yùn)用微型樁固化工藝對(duì)路橋項(xiàng)目建設(shè)過程中的橋梁樁基實(shí)施固化作業(yè)時(shí)，即應(yīng)充分關(guān)注如下四個(gè)關(guān)鍵事項(xiàng)：第一，在開始實(shí)施整體樁基固化工序作業(yè)之前，有關(guān)工程質(zhì)量監(jiān)督管理者應(yīng)當(dāng)仔細(xì)審查本工程項(xiàng)目的施工圖紙，且完整交付給施工單位其所擬定的施工工藝方案，實(shí)施技術(shù)交底工作。第二，應(yīng)切實(shí)保障在實(shí)施樁基固化工序過程中所用各種工程材料的質(zhì)量和性能指標(biāo)完全達(dá)到規(guī)定要求。第三，必須嚴(yán)格控制施工作業(yè)質(zhì)量，把好工程材料的購(gòu)入和驗(yàn)收關(guān)，對(duì)實(shí)施固化工藝作業(yè)過程中應(yīng)展開對(duì)整個(gè)施工流程的監(jiān)控，真正使施工作業(yè)過程達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求。第四，應(yīng)切實(shí)做好橋梁土建工程施工作業(yè)質(zhì)量的監(jiān)控工作，掌控好水泥配制的各種組分所占比例，確保澆注水泥施工過程的人機(jī)操作和維護(hù)工序能夠安全進(jìn)行且質(zhì)量達(dá)標(biāo)，保證工程建設(shè)材料的性能指標(biāo)和內(nèi)在質(zhì)量，從而圓滿實(shí)現(xiàn)整個(gè)路橋項(xiàng)目建設(shè)按施工質(zhì)量要求順利施工。

6結(jié)語

總之，橋梁工程樁基固化工藝是一種利用廣泛、效果優(yōu)良、操作簡(jiǎn)便的公路橋梁樁基加固工藝，其固化工序?qū)嵤┑男Ч�好壞是決定樁基固化質(zhì)量及路橋運(yùn)營(yíng)性能的瓶頸性因素。在公路橋梁項(xiàng)目的施工作業(yè)進(jìn)程中，出于全面保障橋梁項(xiàng)目建設(shè)過程中達(dá)到樁基穩(wěn)固的目的，確保工程設(shè)施的安全性，務(wù)必在整體分析各種相關(guān)質(zhì)量因素的基礎(chǔ)上，慎重選擇科學(xué)、恰當(dāng)?shù)臉痘�固化工藝方案，以便�?shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的樁基質(zhì)量，而且須大幅度增強(qiáng)橋梁的荷載功能，最后實(shí)現(xiàn)完善橋梁運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的目的。

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