论文城市桥梁桩基加固技术初探

1、.城市桥梁桩基加固技术初探 【摘要】随着市政设施的不断建设发展，城市桥梁老化及病害现象日益突出，对桥梁加固技术的投入也在不断加大，在一定程度上促进了城市桥梁加固技术的创新和进步，而桩基加固是城市桥梁维修加固中比较困难而又十分重要的一部分。本文对目前城市桥梁桩基加固各种方法的适用性及其优缺点进行了探讨。 【关键词】 城市桥梁、桩基加固 我国是一个桥梁大国，随着城镇化快速发展，最近二十年城市桥梁建设不断增加，到2013年年底，全国共有城市桥梁近6万座。城市桥梁是道路的咽喉，桥梁安全是关系交通事业健康发展和人民生命财产安全的重大问题，保障桥梁运营安全是广大桥梁工作者的重要任务。然而，受早期设计建造技

2、术标准和营运管养水平的限制及环境作用与自然老化的影响，很多桥梁投入运行后出现了种种病害。桩基础是桥梁的根基，也是桥梁病害的高发部位。 一、桩基加固的特殊性。 既有桩基加固与新建桥梁桩基有很大的差别。首先，在做桩基加固设计之前必须对原桥进行详细的检测，在认真分析研究实测数据的基础上确定加固方案。其次，受桩基检测技术的限制，在进行桩基加固设计时，既有桩基的结构形态、承载能力和耐久性等均不甚清晰，针对边界条件所做的假设往往偏差较大。再次，桩基加固必须考虑既有结构物的影响，既要能达到加固的效果，又要方便加固施工，加固过程中还不能造成既有结构物的进一步破坏。这些都是新建桥梁桩基时不必考虑的问题。 二、桩

3、基加固基本原则 桥梁桩基因发生病害而损伤或失效，经检测评定不能满足结构安全或正常使用要求时，必须进行加固。桥梁桩基病害对桩基的损伤主要体现在耐久性和承载力两方面。桩基加固也应围绕着提高桩基耐久性和承载力而进行。桥梁桩基加固应遵循以下原则：根据桥梁检测评定结论确定加固设计的内容及范围，可以对整座桥梁的桩基进行加固，也可以只对桥梁的一部分桩基进行加固;加固设计应考虑施工方法的可行性，设计时应采取有效措施，保证新老结构可靠、协同工作;桩基加固设计及施工尽量少损伤原结构，保留具有利用价值的构件，避免不必要的拆除与更换;加固施工应尽可能减少对桥上和桥下通行车辆及行人的干扰，采取必要的措施，避免对周围环境

4、的污染;加固施工过程中，应采取安全监测措施，确保人员及结构的安全。 三、桥梁桩基加固技术 桥梁桩基病害对结构危害极大，发现病害必须及时进行加固处置。目前用于桥梁桩基加固的方法比较多，每种方法都有其优缺点和适用条件。 1.高压旋喷法 该方法是将高压水射流技术与化学注浆法结合而发展起来的。其原理是：利用钻机钻孔，下放带喷头的灌浆管至桩侧岩土中的预定位置，然后利用动压力超过土体强度的高压水射流冲击、切割土体，将土粒从土体上剥落下来，最后一部分土粒被浆液带出地面，剩余土粒同浆液混合，凝结成均匀、密实的固结体，并与桩间岩土一起构成复合地基，从而提高地基承载力，减小变形，达到加固桩基的目的。该方法在房屋建

5、筑和桥梁工程的桩基加固中应用均较多，但应用实例几乎都在陆地上。 2.增补桩基加固法 增补桩基加固法是指在桥梁原有桩基周围增加部分新桩基，并扩大原有承台，将新、旧桩基连接起来共同承受上部荷载的桩基加固方法。主要是依靠增加桩的数量和埋置深度来提高桩基的承载力、稳定性，采用较大直径的打入桩时，还能因挤土效应而引起桩侧摩阻力的增加，从而提高桩基承载力。采用增补桩基加固法加固桩基础时，新增钻孔灌注桩时需搭设水上作业平台，新增打入桩时需开凿桥面以搭设打桩架，对桥上及桥下交通都会造成较大的影响。加固完成后，桥梁外观会有较大的改变，新桩会导致河床过水断面减小，往往加速河床冲刷，在通航河流上，该方法还会压缩通航

6、孔净跨。目前，该方法主要用于处理墩台沉陷、桩基冲刷外露、桩基倾斜等病害，或用在桥梁改造拓宽时的基础加固。 3.外包钢筋砼法 外包钢筋砼法即在桩基的外露部分及浅埋部分的外侧包裹一层钢筋混凝土。该方法施工时需采用钢围堰形成干施工环境后进行加固作业，或利用蛙人潜水作业完成加固工作。加固时常需凿除桩身表层劣化的混凝土，冲洗干净后在外侧安装钢筋骨架并立模浇筑混凝土完成加固。对桥梁水下桩基的大部分病害能取得较好的处理效果，能有效提高桩基耐久性，但对基础承载力的提高十分有限。应用该方法时常设置尺寸较大的拼装式双壁钢围堰，材料用量大，桥下安装困难。在承载力足够，但耐久性不足的桥梁桩基加固中应用较多。 4.钢套

7、筒法 钢套筒法是用特制的经防腐处理的钢套筒包裹桥梁旧桩，并采用水下不离析混凝土或砂浆填充桩与钢套筒间的空隙，以填塞封闭桩基上的裂缝和空洞。钢套筒自身出厂前进行了精细的防腐处理，在恶劣环境中可长期维持强度与耐久性，能有效地将受外界环境影响较大的桩身保护起来，阻止桩基混凝土的劣化和钢筋锈蚀，从而提高桩基耐久性。对主要承受轴向压力的桩基，钢套筒相当于钢管混凝土的钢管，能约束桩身混凝土的横向变形，通过提高桩身抗压强度，能有效降低桩因桩身材料破坏而失效的几率。钢套筒法加固桥梁水下桩基，不会改变桥梁外观，可带水作业，加固工艺较简单，施工速度快，费用较低，对桥上和桥下交通影响均较小，施工风险低。 5.扩大基

8、础法 扩大基础法是对于规模较小的桩基，将桩顶系梁或者承台尺寸扩大，形成扩大基础，与原有桩基共同承受上部荷载的加固方法。其原理是：通过增设扩大基础，增加地基承载面积，使地基应力降低到其承载极限之下。该方法不影响桥面交通，但需要有较大面积的无水环境，需对桩位周围不均匀的地基做相应的处理，在水位较深或河床坡度较大的地方不不适用。 6.外包钢法 外包钢法即利用钢围堰等形成无水环境，再对桩身表面进行一定的处理，然后用环氧类粘接剂在桩身外侧包裹钢板、钢骨架、钢丝等以达到加固桩基的目的。 7.混凝土缺陷修复法 该方法是采用钢围堰等在桩基周围形成无水的环境，用混凝土、高强砂浆或环氧树脂等包裹桩身，修复缺陷。

9、8.夹克法 夹克法即FX-70水下玻纤套筒加固法，发源于美国，近几年才在我国桥梁桩基加固领域开始应用。夹克法施工时，先对桩身表面进行清洗、凿毛，对钢筋做除锈处理，并将桩身修复至原桩径，然后将FX-70玻纤套筒分开，围绕包裹在桩身上，再由潜水员调整固定套筒至合适的位置，并用可压缩密封条封闭套筒底部，最后用专用的环氧灌浆料或砂浆填充桩与套筒间的空隙。夹克法所用的FX-70玻纤套筒防腐性和耐久性强，可适用于各种自然环境中的桩基加固，加固效果好，一次性加固后可避免维修，比较经济。套筒耐水性好、重量轻，可以在水下进行拼接施工，专用的FX-70-6MP型灌浆料对水不敏感，水下施工时仍有很高的强度和粘结力。 四、结语 根据加固工艺的不同，城市桥梁桩基加固的方法较多，对病害桩基做适当的维修加固以恢复其承载能力和耐久性，具有重大的经济效益和现实意义。桩基加固既要达到加固效果，又不能损伤原有结构，还要克服已有环境的影响，对加固技术要求较高，现有的加固技术工艺均较复杂、成