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桥梁工程桩基础加固技术分析

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：倪维胜

[导读] 摘要：随着国家的发展，推动桥梁工程和公路建设规模不断扩大，人们在加速城市化进程，对道路建设的需求也越来越大，现有桥梁工程的稳定性，和耐久性已不能满足当前交通的需求，社会也给予高度重视，努力提高桥梁工程的稳定性和耐用性是迫切需要的。

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        摘要：随着国家的发展，推动桥梁工程和公路建设规模不断扩大，人们在加速城市化进程，对道路建设的需求也越来越大，现有桥梁工程的稳定性，和耐久性已不能满足当前交通的需求，社会也给予高度重视，努力提高桥梁工程的稳定性和耐用性是迫切需要的。桥梁工程中路桥桩基础的施工是一个比较复杂的系统工程，涉及多种技术类型。桥梁工程施工中任何环节的任何问题都会埋下巨大的安全隐患，对桥梁工程施工的质量效果产生很大影响。
        关键词：桥梁工程；桩基础；加固技术
        引言
        在桥梁工程中，桥梁承载结构的稳定性取决于桩基础的稳定性。桥梁工程在投入使用之后，受外界环境、外力作用、自身重量等因素的影响，会使其桩基出现混凝土脱落、钢筋外露、夹杂泥沙等问题，大幅度降低了桩基础的稳定性，并对整体的桥梁承载结构构成威胁。为此，必须在桥梁工程的后期对桩基进行加固处理，通过采用合理的桩基加固技术，提高桥梁桩基的承载能力，消除桥梁工程的质量隐患。
        1桩基加固存在的主要问题
        1.1桩基础下沉
        桩基础沉降是导致桩基不稳，造成桥梁断裂的主要原因之一。在桥梁工程施工过程中，施工人员没有及时对施工现场进行杂物清理，导致施工环境中的施工废料如砖石、水泥甚至大量积累的灰尘掺杂到桩基中，容易导致桥梁在后期建设或投入使用过程中出现明显的桩基下沉现象。桩基一旦下沉，就会使桥梁整体的力学结构发生程度不一的改变，进而导致桥体各部分受力不均衡，若没有及时对桩基下沉进行补救，桥梁超负荷承重的部分就会出现断裂，最终造成桥梁坍塌事故。投入使用的桥梁需要定期进行检修，预防各种桥梁损坏造成的损失。检修过程中，桥梁维修人员必须参照桥梁原来的施工建设图纸，对桥梁缺损部分进行修护。如果没有统一桥梁桩基的结构和型号，就会破坏原有桥梁设计的平衡，桥梁在结构失衡的情况下也将出现一定程度的桩基下沉现象，结构严重失衡时还可能导致桥梁断裂。
        1.2灌注桩的质量问题
        一部分桥梁建设是为了解决水陆交通阻碍问题，因此其桩基常年浸泡在水中，普通的混凝土施工技术无法达到桩基建设的要求。因此，桥梁工程在桩基施工过程中，一般都是采取灌注桩技术进行水泥灌注，以实现桥梁桩基的稳定性和安全性。但灌注桩技术对施工要求较高，由于部分水域的水较深，灌注的难度也随之增加，且很容易由于施工过程中的疏漏导致灌注桩结构松散，出现蜂窝气孔等降低桩基稳定性的质量问题。如果施工人员没有及时对施工问题进行排查，桩基不仅不易达到质量标准，还有可能在浇筑时出现导管堵塞、漏水等问题，降低施工效率。
        1.3缩颈
        缩颈是桥梁桩基施工过程中比较常见的问题，主要是指桥梁桩基混凝土施工环节的坍塌下陷现象。造成缩颈现象的主要原因有两个方面，一是在混凝土施工时操作不当，没有按照标准要求控制施工材料的使用和施工技术水平，使混凝土质量和坍落度不符合要求，施工效果达不到工程标准。二是在混凝土灌注操作时，拔管速度太快、拔管力度太强，导致混凝土错误填充到周围的空间，造成空隙填充不满，在拔管时由于水压强度不平衡，混凝土从模具中涌出，造成桩基缩颈。
        1.4环境问题
        除人为操作失误导致的施工失败外，桥梁桩基所处的环境对桩基的使用寿命也存在很大的影响。大部分处于水中的桩基都需要经受长时间的水流冲击，河底桩基周围的土壤在水流的影响下逐渐减少，桩基暴露在水中的面积不断增大，埋于地下的桩基高度就会降低到标准桥梁建设要求下，造成桩基不稳的风险。且灌注桩的桥梁桩基虽然比普通混凝土施工技术建设的桩基稳固，但混凝土长时间浸泡在自然水域中，在水流的作用下容易加速老化，性能不断降低，缩短了桩基的使用时间。

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        2桥梁工程施工中的桩基加固技术应用
        2.1钻孔灌注桩技术
        保护孔口是灌注桩技术在施工应用过程中必须要做好的工作，而被应用来保护孔口最好的方法就是增加孔口的护壁，在桥梁工程的实际施工过程中对于护壁的厚度和直径都有着很大的差异，存在着不同的要求，另外也严格要求了护筒掩埋在地下面的深度。为了有效保障护筒的稳定性和质量效果，在掩埋的同时可以使用揽绳来对护筒进行固定。在开展成孔工作时必须要使用反循环回转钻机，工作人员必须在正式开展成孔工作之前对当地的条件有一个清楚的了解和认识来做好探测和实验，让工作的开展可以更好地适应当地的施工环境和条件。钢筋笼在制作过程中有着严格的规定和技术要求，在准备阶段必须将需要用来制作的材料准备充实，另外钢筋笼的制作必须拥有一条完整的钢筋，另外在制作之前还需要工作人员制定一个详细的施工图纸，在施工阶段要严格按照施工图纸来进行施工，当制作完成之后需要用吊车把钢筋笼放在事先选择好的位置，最好可以一气呵成来避免出现返工的问题。在混凝土的制作过程中要保证跟施工的地位位置保持一致，然后技术人员要在制作之前对当地的地质条件进行探测和分析，对混凝土的凝结时间进行计算，对混凝土的原料配比进行严格的检查，可以让制作出来的混凝土达到预期粘聚性的标准。
        2.2微型加固桩基技术
        目前建筑行业很多工程建设设计管理部门都会选择使用微型加固技术来有效提升桥梁工程的使用寿命，这种微型加固桩基技术的应用原理就是使用一种直径比较小的的钻孔来进行灌注，在微型加固灌注桩的施工过程中最为关键的环节就是对使用的钻头进行甄选，另外施工过程要严格按照相关的施工规定进行，对钻头钻孔的形势和位置进行确定，当钻头达到了施工要求的深度的时候需要对钻孔的位置有一个清晰的了解，将其中的泥土清理出来，并且成孔的位置要进行反复的清洗直到清洗干净，主要是为了最终达到取土清孔的效果，达到这种程度的时候要适时将钢筋和填充混合物植入到其中。这时候也可能会使用到钢筋笼，但是只在孔径比较大的情况下才会使用。
        2.3压浆加固技术
        压浆加固施工前需要确定各项压浆参数，如压浆时的水灰比、注浆压力等。参数数值的选取依照加固标准和施工条件等因素，将参数确定在一个较为合理的数值范围内。如水灰比的确定，需要参考施工环境中的土壤渗透性、饱和性等实际环境条件，一般需要将水灰比控制在0.45～0.65之间，如果过高或过低，都需要对压浆进行调整，直到达到标准数值为止。确定参数后要进行施工前试桩，即按照参数进行实验来测试各项参数的合理性和实用性，保证压浆加固后的桩基达到加固要求。试桩结束后，按照调整好的参数进行压浆加固施工，施工前应布置压浆管，压浆管的长度可以通过超声波探测进行确定，并通过超声波检查确保压浆管的长度达到施工标准。注浆管在注浆过程中容易出现位置偏移的现象，所以在注浆前需要对注浆管进行固定操作，保证注浆作业平稳进行。常见的固定方式包括钢筋笼捆绑和钢板焊接两种，在钢筋笼中配置好注浆管和主杆，均匀分布注浆点。固定好注浆管后进行成桩施工，然后在合适的水压下通过压浆泵将水泵入管中，清洗注浆管中积累的泥浆物，疏通整个管道。一次压浆加固完成后，还需要对加固成果进行考察，一些加固成效不明显、不达标的地方还需要进行补桩。由于桩基的力学结构不能进行改变，补桩前还应该重新规划补桩施工方案，维持原有的桩基受力强度和受力点不变。
        结语
        通过分析桩基加固过程中存在的主要问题，探究问题产生的原因和解决措施，并分析桥梁工程施工中的桩基加固技术，能够积累并总结有效的桥梁桩基加固方法和经验。在实际的桥梁桩基加固工程中，结合多方条件对钻孔灌注桩、压浆加固等桩基加固技术进行选择，或者配合多种加固技术组合使用，能够有效地提高桥梁桩基的稳固性，推动桥梁工程的建设发展。
        参考文献：
        [1]罗水勇.桥梁建设中的桩基加固施工技术[J].交通世界，2019（22）：84-85.
        [2]方绍兵.桥梁工程项目中的桩基加固施工技术[J].交通世界，2019（17）：103-104.
        [3]唐昌敏.桥梁工程施工中的桩基加固技术研究[J].中国标准化，2019（6）：56-57.