錨桿靜壓樁加固橋梁樁基簡介
2015-04-20
前言
福建省漳龍高速公路書廳高架橋全長：1518.5m，橋面凈寬：雙幅11.75×2×0.5m,單孔跨徑：L=25m。灌注樁基礎(chǔ)，雙柱式墩，T梁準(zhǔn)連續(xù)上部構(gòu)造。在架梁施工過程中，發(fā)現(xiàn)已安裝T梁局部橋孔墩柱基樁有下沉的趨勢。經(jīng)靜載試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，是磨擦樁承載力不足引起，在絕大部分柱墩已完成的特定條件下，采用錨桿靜壓樁技術(shù)加固處理，增加樁基承載力，滿足設(shè)計(jì)要求。
1 基樁加固方案比較與選擇
1.1基樁設(shè)計(jì)
雙柱式墩基樁，按（**防屏蔽設(shè)置**）摩擦樁設(shè)計(jì)，樁徑1.5m，樁長34～41m，穿入淺薄淤泥和深厚的殘積砂質(zhì)粘性土層，部分基樁嵌入強(qiáng)風(fēng)化巖層，設(shè)計(jì)單樁豎向荷載4200KN。
1.2基樁靜載試驗(yàn)
在架梁施工過程中發(fā)現(xiàn)墩基下沉，此時(shí)鉆孔樁全部完成，大部分墩柱和蓋梁亦完工，為驗(yàn)證基樁承載力，僅選30-R2摩擦樁做靜載試驗(yàn)，該樁長38m，終孔地質(zhì)為殘積砂質(zhì)粘性土層，有6m淤泥夾層。靜載試驗(yàn)按試驗(yàn)規(guī)程要求，分級加載測定相應(yīng)沉降值。經(jīng)兩次加載試驗(yàn)，實(shí)測單樁豎向抗壓極限承載力5264KN，與按樁基所處地質(zhì)情況摩阻力計(jì)算單樁豎向承載力基本相符，但小于設(shè)計(jì)要求樁基極限承載力8400KN。
1.3處理方案確定
當(dāng)一場暴雨過后，墩柱基樁經(jīng)水浸泡，個別墩柱基樁下沉4cm，被迫停止上部構(gòu)造施工，專題會議研究處理時(shí)，提出兩個加固方案。其一，壓漿固結(jié)基樁周邊殘積砂質(zhì)粘性土，通過增加持力層摩阻力達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)基樁的目的。其二，采用錨桿靜壓樁技術(shù)，在基樁周邊邦樁，增加承載力，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求的單樁極限承載力。在59#臺樁基壓漿處理試驗(yàn)，未取得預(yù)期效果，最后選定錨桿靜壓樁補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，對持力層為殘積砂質(zhì)粘性土的全部摩擦樁進(jìn)行加固處理。加固結(jié)構(gòu)見圖1。
2 錨桿靜壓樁加固樁基處理方法
2.1錨桿靜壓樁加固樁基設(shè)計(jì)
通過原基樁、系梁與靜壓樁圓形承臺聯(lián)成整體，靜壓樁與原基樁共同受力，增加基樁承載力，達(dá)到滿足設(shè)計(jì)極限承載力要求。承臺設(shè)計(jì)為圓形，直徑4.3m，臺厚1.5m（見圖2），每根基樁周邊靜壓4根300×300mm方樁，設(shè)計(jì)樁長22m，靜壓樁單樁首節(jié)設(shè)置樁尖，節(jié)間采用鋼帽連接，方樁預(yù)制時(shí)預(yù)埋鋼帽鋼板，靜壓樁施工時(shí)臨時(shí)電焊接長，見圖3。
2.2靜壓樁承臺澆筑施工
承臺澆筑施工關(guān)鍵是確保新舊砼聯(lián)結(jié)成整體，達(dá)到靜壓樁與灌注樁共同受力。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按以下工序順次施工：
2.2.1將承臺與樁基1.5m高范圍內(nèi)及系梁砼接觸面保護(hù)層鑿除，露出原主筋。
2.2.2在圓形承臺底面范圍設(shè)置20cm厚砂墊層，并澆10cm厚10#素砼，當(dāng)作澆承臺砼底模之用。
2.2.3根據(jù)承臺設(shè)計(jì)配筋，在原系梁及樁身鉆孔植筋，植筋埋置深度大于30cm，并用喜利得HY-150化學(xué)粘合劑固定植筋。之前應(yīng)對植筋做抗拔試驗(yàn)。驗(yàn)證凝膠時(shí)間10分鐘，固化時(shí)間1小時(shí)以內(nèi)，錨固鋼筋抗拔力達(dá)到5T以上，才可開始植筋施工。
2.2.4鋼筋骨架彎制成型，模板安裝，30#砼澆筑按常規(guī)施工。但每個承臺必須預(yù)留六個靜壓樁孔，其中2個備用孔，留做補(bǔ)樁之用。
3 錨桿靜壓樁預(yù)制及壓樁施工
3.1錨桿靜壓樁預(yù)制
靜壓方樁每節(jié)長2m，分段預(yù)制，預(yù)埋接頭鋼板必須準(zhǔn)確無誤，確保壓樁接樁順利。
3.2錨桿靜壓樁施工
靜壓樁砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度可吊運(yùn)壓樁，按以下要求進(jìn)行錨桿靜壓樁施工：
3.2.1必備的壓樁機(jī)具：200T反力架1臺，200T張拉千斤頂2臺（一臺備用），1.5T起重機(jī)1臺，方樁接長焊接機(jī)具一套。
3.2.2壓樁試驗(yàn)，通過試驗(yàn)壓樁，確定壓樁力值、壓樁長度、持壓穩(wěn)定時(shí)間、靜壓樁順直度等各種控制參數(shù)，為全面開始壓樁施工提供經(jīng)驗(yàn)。
3.2.3每根基樁按承臺預(yù)留孔位置，對稱順序施壓四根樁，壓樁不得中途停頓，一次壓樁達(dá)到設(shè)計(jì)噸位825KN（實(shí)際壓樁力900KN）。以壓樁力控制為主，樁長控制為輔。壓樁達(dá)到設(shè)計(jì)荷載應(yīng)持壓穩(wěn)定30分鐘。當(dāng)靜壓樁偏斜超過1.5%樁長、壓樁力小于設(shè)計(jì)荷載、壓入樁長過短都為不合格樁，應(yīng)廢樁。在備用的預(yù)留孔補(bǔ)壓新樁，直至靜壓樁各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3.2.4靜壓樁施壓各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，停止壓樁，持壓穩(wěn)定30分鐘，開始樁頂封頭。樁頂必須壓入承臺預(yù)留孔內(nèi)，樁頭嵌入承臺大于30cm，樁頂設(shè)置Φ14鋼筋網(wǎng)，用30#膨脹早強(qiáng)砼澆灌樁頂封頭預(yù)留孔。
4 靜壓樁加固補(bǔ)強(qiáng)效果
經(jīng)查鉆孔記錄，全橋32根未嵌入風(fēng)化巖層的摩擦樁，全部采用錨桿靜壓樁加固補(bǔ)強(qiáng)，每根基樁施工壓方樁4根，共計(jì)實(shí)施了128根靜壓樁，平均每根基樁施壓靜壓樁56m，增加承載力4×900KN=3600KN。
兩套施工機(jī)具，兩個工班施工，2m一節(jié)的靜壓樁最快40分鐘壓完，包括接長焊接、移機(jī)，正常作業(yè)，兩個工班可完成一根基樁加固施工。
錨桿靜壓樁設(shè)計(jì)壓入長度22m，而實(shí)施過程中，每根靜壓樁實(shí)際壓入平均長度14m，較設(shè)計(jì)長度減短8m。包括承臺，每根基樁加固決算費(fèi)用27456元，其中：承臺14800元，靜壓樁12656元。
基樁加固補(bǔ)強(qiáng)后，全面開展上部構(gòu)造施工，在施工過程中未發(fā)生基樁下沉跡象，竣工通車半年，經(jīng)觀測原下沉量最大的墩基，沒有沉陷，其它墩基也沒有下沉變形，加固補(bǔ)強(qiáng)達(dá)到了預(yù)期效果。
5 結(jié)語
錨桿靜壓樁加固基樁技術(shù)，具有加固結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)具設(shè)備簡陋，施工方法簡便，加固周期短，方案安全可靠，加固費(fèi)用節(jié)省等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)特別適用墩臺已完工和竣工通車后，橋梁墩臺基樁因承載力不足下沉加固處理。因此，該技術(shù)是一種在橋梁樁基加固處理時(shí)值得推薦的方法。
