高压旋喷钢管桩在桥梁桩基加固中的应用.pdf

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1、广东建材2010年第6期施工技术高压旋喷钢管桩在桥梁桩基加固中的应用杨勇廖原(广州大学土木工程学院)摘要：高压旋喷注浆技术主要用于地基加固，改善土体的受力性质，提高地基的强度，从而达到提高基础承载能力的目的。本文结合广东某座桥梁的桩基加固实例，介绍了基于该技术的高压旋喷钢管桩在桩基加固中的应用。关键词：桥梁桩基；高压旋喷注浆；加固高压旋喷注浆是高压喷射注浆技术的一种，高压喷射注浆技术是在静压注浆的基础上，应用高压喷射技术发展起来的，而高压旋喷注浆技术是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备将浆液或水以20MPa左右的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻

2、杆以一定的速度逐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体，以达到对地质土体的加固【1]。近年来，随着越来越多的工程事故的出现，该技术已逐渐发展到应用于桥梁桩基的加固处理中，本文以东莞某座桥梁桩基的加固处治为例，探讨了基于该技术的高压旋喷钢管桩在桥梁桩基加固中的应用技术，可为同类工程的加固处治提供参考依据。1工程概况某桥为东莞市区一座多跨桥面连续的PC简支梁桥，大桥共24孔，分东西对称的两幅桥，桥面总宽32m，上部结构分为20m跨径PC简支空心板及50m跨径Pc简支T梁两种：下部结构为巾1．0m柱式墩、薄壁式桥台，巾1．2m钻孔灌注桩基础。原设计荷载为汽

3、车-20级，挂车一100，于1995年竣工并投入使用；2003年该桥曾进行过加固补强；2006年对该桥进行了全面的检测评估。检测结果发现：西幅桥22#墩的桩基础出现沉图1桩基病害照片L．j婴一l·!婴·l·≥丝-J凸凸簟倥．。图2下沉桩基病害示意降，导致墩柱倾斜并开裂，出现沿墩柱侧面的横向裂缝(图1～图2)。2008年，在加固施工前，对该病害进行了复核检测，检测结果表明：该桥墩桩基两年内继续沉降了约2mm，两侧墩柱不均匀沉降进一步扩大，导致22#墩内侧裂缝较两年前继续的扩张，表明桩基沉降趋势尚未稳定，成为桥梁的安全使用的一大隐患。2病害分析及加固方案的拟定2．1病害原因分析根据对该

4、桥的现场实际调查情况及计算分析，可得出如下的分析评价：22#墩柱侧面出现的横向受力裂缝，裂缝长15"--50cm，裂缝宽度在0．05～0．15mm之间；经现场勘查发现，该墩的盖梁较之相邻其他墩更为倾斜，且倾斜的角度与结构裂缝的趋势吻合，经测量，内墩柱侧(右侧)相对外墩柱侧下沉约5cm，外侧墩柱下沉的验算分析表明(图2)，墩柱在设计使用荷载下，其抗裂性能及承载能力均能满足要求，按桩基不均匀沉降5cm假设进行分析计算，两个墩柱的内侧将出现拉应力6,-一8MPa，即不满足抗裂要求，这一结果与实际开裂情况相符，这就进一～101—-施工技术广东建材2010年第6期囊麓鞫窝扎步验证了墩柱产生横

5、向受力裂缝的原因为桥墩桩基的不均匀下沉所致。经对桩基附近地质资料勘查，桩基出现的不均匀沉降原因为：桥位所属区域为珠江三角洲冲积平原区，局部为风化剥蚀残丘。水文地质复杂，尤其是石灰岩地区地质构造极为复杂，溶洞、溶槽、裂隙发育，场区内不良地质包括灰岩中的岩溶等地质薄弱层，给桥梁桩基施工带来诸多困难嘲，因而造成施工时出现断桩或软基未处理好导致未达到设计桩长所致。表明实际桩基无法达到设计承载力，需进行加固处理。2．2加固方案2．2．1加固思路对于本工程加固的主要思路是，尽可能在保持交通不受较大影响下，采取科学合理、方便有效且兼顾经济的加固方案，具体思路考虑如下：对于22#轴桩基下沉，墩柱开

6、裂问题，最彻底的处治办法是拆卸上部结构，废除原桩基础及墩身，重新修筑桥墩和桩基。也可在原桩基两侧加桩，以分担上部结构荷载，再加固墩身。但由于桥面交通流量较大，中断交通造成的经济损失和社会影响过大，因此加同思路重在考虑不拆卸上部结构的前提下完成下部结构的加固工作。如不拆除上部结构，桥底净空仅3．0m，无法满足钻孔桩施工的净空要求，即以上两种措施均无法实施。在这种情况下，提出了如下三种可行的加固方案。2．2．2加固方案比选——102—·综合考虑到地质情况，桥下净空，施工工艺等方面，经分析研究，提出的加固方案如下：方案一：采用高压旋喷钢管桩增设桩基，采用外包砼加强墩柱。方案二：采用人工挖

7、孔桩增设桩基，采用外包混凝土加强墩柱。方案三：在方案一的基础上，在桩顶与承台之间设混凝土圈梁，采用千斤顶反顶，使新增桩基主动分担原有桩基的轴力。经反复比较论证，并采纳各方及评审意见，最终采用方案一作为推荐加固方案，即采用高压旋喷钢管桩技术。旋喷的工作净空要求仅为2．5～2．8m，故在不拆除上部结构的情况下可确保加固实施的可行性及加固效果，避免墩柱产生次生病害，桩基加固范围为22#轴两根桩基，另外对下沉桩基附近墩柱予以加固，范围为21#～23#轴的墩柱。推荐方案的具体方