揭洲萍

（萍鄉(xiāng)市公路管理局蘆溪分局，江西 萍鄉(xiāng) 337200）

20世紀(jì)90年代初，我國(guó)公路交通事業(yè)發(fā)展迅速，興建起大量公路橋梁工程，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但隨著使用年限的延長(zhǎng)，車流量和荷載量的不斷增加，以及風(fēng)吹日曬和水流侵蝕，許多20世紀(jì)90年代前后修建的橋梁穩(wěn)定性和承載力明顯下降，如不及時(shí)加固則很容易導(dǎo)致安全事故。微型樁作為一種簡(jiǎn)便易行且科學(xué)有效的樁基加固技術(shù)，在舊橋加固工程中有著廣泛的應(yīng)用前景。強(qiáng)化對(duì)該技術(shù)的研究和實(shí)踐，對(duì)于提升舊橋加固施工成效和延長(zhǎng)橋梁工程使用壽命有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

某橋梁工程修建于20世紀(jì)90年代，橋?qū)?3m，橋長(zhǎng)148m，上部為9×16m的等跨鋼筋混凝土T形梁，下部為3柱式墩臺(tái)，為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該橋建成至今已投入使用近20年，長(zhǎng)期以來，上下游河床人工取砂，加之河水沖刷，造成該橋梁所在區(qū)域河床嚴(yán)重下降，平均下降高度達(dá)4m。河床下降與河水沖刷對(duì)樁基混凝土造成不利影響，導(dǎo)致樁基外露，并因河水長(zhǎng)期沖刷產(chǎn)生表面剝落，部分鋼筋外露并銹蝕。經(jīng)相關(guān)部門測(cè)定，橋梁上部構(gòu)造穩(wěn)定性和承載力尚可，但河水長(zhǎng)期沖刷必然會(huì)對(duì)樁基混凝土及鋼筋造成不斷侵蝕，加重鋼筋銹蝕程度，長(zhǎng)此以往將對(duì)橋梁穩(wěn)定性和安全性造成較大的威脅，因而需及時(shí)對(duì)橋墩采取加固措施。

2 樁基加固方案比選

通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面勘察，了解到該橋梁目前最突出的病害是樁基混凝土剝落和鋼筋銹蝕，導(dǎo)致橋梁上部結(jié)構(gòu)承載力下降，因而本次施工的主要目的是對(duì)橋梁樁基進(jìn)行加固，以提升其強(qiáng)度和承載力，并有效抵御水流侵蝕，確保橋梁樁基能夠長(zhǎng)期保持良好的完整性和承載力，維持該橋梁整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性，保障其使用性能，延長(zhǎng)使用壽命。

該橋梁是其所屬省道工程中的重要組成部分，車流量較大，且附近無繞行線路，加固施工中若中斷交通將對(duì)過往群眾帶來很大的不便，因而施工方案的選擇應(yīng)以不中斷交通為前提條件。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，認(rèn)為淺基礎(chǔ)加固技術(shù)雖能在短期內(nèi)保障樁基強(qiáng)度，卻難以保證樁基在河床繼續(xù)下降和河水沖刷的條件下能長(zhǎng)期保持良好的強(qiáng)度，因而將其排除。此外，該橋下凈空僅6m，不便于普通鉆孔灌注樁及打入樁的施工，因而本工程選用微型樁技術(shù)對(duì)橋梁樁基進(jìn)行加固處理。

3 微型樁加固方案

針對(duì)本工程情況，擬對(duì)1～6#樁進(jìn)行加固，每個(gè)樁采用4根微型樁，樁徑均小于300mm。該橋梁原樁基為3樁式單排鉆孔灌注樁，直徑1.2m，平均長(zhǎng)度14m，各個(gè)橋墩均設(shè)置橫系梁。在此基礎(chǔ)上對(duì)微型樁加固方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體如下。

3.1 原墩柱受力情況

將T形梁恒載、二期恒載、控制設(shè)計(jì)活載反力、梁蓋恒載、系梁恒載相加，除以樁的數(shù)量，再與單根立柱的恒載相加，即得每根樁的平均豎向受力。

查閱施工資料得到以上數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算，得每根樁的平均豎向受力為252.1t，另考慮偏載問題，認(rèn)為單樁最大豎向荷載Pmax=352.9t。

3.2 現(xiàn)橋墩單樁豎向容許承載力情況

《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63—2007）中規(guī)定摩擦樁計(jì)算公式為：

式中，U為樁周長(zhǎng)度；L為樁的有效入土長(zhǎng)度；TP為樁側(cè)土平均極限摩擦阻力。

本工程中，6#樁受沖刷侵蝕最為嚴(yán)重，按該樁的情況進(jìn)行考慮，原樁長(zhǎng)14.4m，樁基入土長(zhǎng)度7.4m，將以上數(shù)據(jù)代入式（1），并參照規(guī)范中對(duì)U、QR和Tp的規(guī)定值，計(jì)算得單樁豎向容許承載力為178t。

3.3 微型樁設(shè)計(jì)

按最不利條件進(jìn)行考慮，由于原橋墩的每根樁分別設(shè)置4根微型樁，那么平均每根微型樁的外荷載（即單樁最大豎向荷載）減去現(xiàn)橋墩單樁豎向容許承載力再除以微型樁數(shù)4。即

將上述計(jì)算結(jié)果代入式（2），得每根微型樁的平均外荷載P′=43.72t。另考慮有效入土深度、注漿方式（壓力注漿）以及河床地質(zhì)條件等因素，認(rèn)為采用Φ20的鋼管作為微型樁勁骨架較為適宜。

3.4 承臺(tái)與傳力錨設(shè)計(jì)

原承臺(tái)厚度為1.4m，平面尺寸為2.6m×3.0m，頂面與河床基本持平，微型樁深入承臺(tái)200mm，其鋼管骨架深入承臺(tái)500mm。為了保證微型樁對(duì)原樁基加固的有效性，使其與原樁基緊密結(jié)合，共同承擔(dān)來自上部結(jié)構(gòu)的荷載，應(yīng)在與承臺(tái)連接處的原樁基四周植入鋼筋，并將其與承臺(tái)頂、底的鋼筋進(jìn)行焊接。

將承臺(tái)與原樁基橫系梁之間高度段的樁徑擴(kuò)大至1.6m，并按鉆孔灌注樁施工標(biāo)準(zhǔn)配置相應(yīng)的鋼筋，縱向鋼筋深入承臺(tái)，原樁基四周植入的鋼筋應(yīng)與新設(shè)縱向鋼筋相接，形成錨塊骨架，并澆筑混凝土形成錨塊。

4 微型樁施工

本次微型樁加固施工流程為：草袋圍堰→成孔和護(hù)孔→安放鋼管→壓漿成樁→安放頂板→設(shè)置鋼筋→混凝土澆筑。采用雙層草袋圍堰，地質(zhì)鉆泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔，采用鋼護(hù)筒護(hù)孔，清水沖洗清孔，以上幾項(xiàng)施工簡(jiǎn)便易行不再贅述，現(xiàn)對(duì)微型樁加固施工中的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。

4.1 安放Φ20鋼管

由于該橋梁下凈空僅有6m，施工中應(yīng)分3段進(jìn)行鋼管放置，其中第一段、第二段的長(zhǎng)度為5m左右，第三段的長(zhǎng)度則應(yīng)視每根樁的具體情況而定。先將第一段鋼管置入孔內(nèi)，再與第二段鋼管進(jìn)行焊接，第一段鋼管四周鉆出間距為30cm、直徑為20mm的壓漿孔后，采用氣囊密封器進(jìn)行密封。為保證漿液能夠從管底向上翻出，應(yīng)在管底與樁孔底間預(yù)留5cm的間隔。

4.2 壓漿成樁

注漿前，先向孔內(nèi)拋入粒徑為1～3cm的石子，再注漿直至溢滿，注漿壓力應(yīng)保持在0.3MPa以上，漿液材的水灰比應(yīng)為1∶7。為了減小對(duì)原樁的影響，每根樁基上所設(shè)的4根微型樁應(yīng)分別注漿，待前一根樁達(dá)到較高強(qiáng)度后，再進(jìn)行下一根注漿施工。

4.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑即承臺(tái)和錨塊的澆筑，混凝土澆筑環(huán)節(jié)是將微型樁和原有樁基結(jié)合為一體的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量對(duì)微型樁加固成效有著決定性的影響，施工中需加強(qiáng)控制，對(duì)此應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：首先，應(yīng)在鋼管頂部焊接鋼板，并在鋼管四周焊接耳板，以保證承臺(tái)與微型樁緊密結(jié)合；其次，在布設(shè)承臺(tái)和錨塊鋼筋時(shí)，應(yīng)對(duì)樁基外露部分植入鋼筋，使全部鋼筋連接成統(tǒng)一的鋼筋骨架；此外，澆筑前應(yīng)將原混凝土炭化表層清理至露出新鮮骨料，再進(jìn)行澆筑施工；對(duì)存在銹蝕現(xiàn)象的鋼筋，應(yīng)先鑿除保護(hù)層，對(duì)鋼筋涂刷防銹蝕材料后再進(jìn)行澆筑。

5 結(jié)語

施工后按照《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63—2007）中的方法對(duì)樁基承載力進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果顯示經(jīng)微型樁加固后的橋梁樁基承載力較高，可見微型樁的應(yīng)用有效提高了該橋梁樁基的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)提升橋梁工程服務(wù)性能、安全性能和延長(zhǎng)其使用壽命有著重要的意義。通過本工程的施工可發(fā)現(xiàn)，微型樁施工操作較為簡(jiǎn)便，技術(shù)難度不高，因而在橋梁樁基加固工程中有著良好的應(yīng)用前景，且施工過程對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)影響較小，非常適用于舊橋加固工程，值得進(jìn)一步研究和推廣。

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