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，雙柱式墩，T梁準連續(xù)上部構造。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)靜載試驗結果驗證，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加固處理，增加樁基承載力，滿足設計要求。
1 基樁加固方案比較與選擇
1.1基樁設計
雙柱式墩基樁，按（**防屏蔽設置**）摩擦樁設計，樁徑1.5m，樁長34～41m，穿入淺薄淤泥和深厚的殘積砂質粘性土層，部分基樁嵌入強風化巖層，設計單樁豎向荷載4200KN。
1.2基樁靜載試驗
在架梁施工過程中發(fā)現(xiàn)墩基下沉，此時鉆孔樁全部完成，大部分墩柱和蓋梁亦完工，為驗證基樁承載力，僅選30-R2摩擦樁做靜載試驗，該樁長38m，終孔地質為殘積砂質粘性土層，有6m淤泥夾層。靜載試驗按試驗規(guī)程要求，分級加載測定相應沉降值。經(jīng)兩次加載試驗，實測單樁豎向抗壓極限承載力5264KN，與按樁基所處地質情況摩阻力計算單樁豎向承載力基本相符，但小于設計要求樁基極限承載力8400KN。
1.3處理方案確定
當一場暴雨過后，墩柱基樁經(jīng)水浸泡，個別墩柱基樁下沉4cm，被迫停止上部構造施工，專題會議研究處理時，提出兩個加固方案。其一，壓漿固結基樁周邊殘積砂質粘性土，通過增加持力層摩阻力達到補強基樁的目的。其二，采用錨桿靜壓樁技術，在基樁周邊邦樁，增加承載力，使之達到設計要求的單樁極限承載力。在59#臺樁基壓漿處理試驗，未取得預期效果，最后選定錨桿靜壓樁補強技術，對持力層為殘積砂質粘性土的全部摩擦樁進行加固處理。加固結構見圖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計
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，達到滿足設計極限承載力要求。承臺設計為圓形，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，設計樁長22m，靜壓樁單樁首節(jié)設置樁尖，節(jié)間采用鋼帽連接，方樁預制時預埋鋼帽鋼板，靜壓樁施工時臨時電焊接長，見圖3。
2.2靜壓樁承臺澆筑施工
承臺澆筑施工關鍵是確保新舊砼聯(lián)結成整體，達到靜壓樁與灌注樁共同受力。根據(jù)設計要求，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層鑿除，露出原主筋。
2.2.2在圓形承臺底面范圍設置20cm厚砂墊層，并澆10cm厚10#素砼，當作澆承臺砼底模之用。
2.2.3根據(jù)承臺設計配筋，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化學粘合劑固定植筋。之前應對植筋做抗拔試驗。驗證凝膠時間10分鐘，固化時間1小時以內(nèi)，錨固鋼筋抗拔力達到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。但每個承臺必須預留六個靜壓樁孔，其中2個備用孔，留做補樁之用。
3 錨桿靜壓樁預制及壓樁施工
3.1錨桿靜壓樁預制
靜壓方樁每節(jié)長2m，分段預制，預埋接頭鋼板必須準確無誤，確保壓樁接樁順利。
3.2錨桿靜壓樁施工
靜壓樁砼達到設計強度可吊運壓樁，按以下要求進行錨桿靜壓樁施工：
3.2.1必備的壓樁機具：200T反力架1臺，200T張拉千斤頂2臺（一臺備用），1.5T起重機1臺，方樁接長焊接機具一套。
3.2.2壓樁試驗，通過試驗壓樁，確定壓樁力值、壓樁長度、持壓穩(wěn)定時間、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。
3.2.3每根基樁按承臺預留孔位置，對稱順序施壓四根樁，壓樁不得中途停頓，一次壓樁達到設計噸位825KN（實際壓樁力900KN）。以壓樁力控制為主，樁長控制為輔。壓樁達到設計荷載應持壓穩(wěn)定30分鐘。當靜壓樁偏斜超過1.5%樁長、壓樁力小于設計荷載、壓入樁長過短都為不合格樁，應廢樁。在備用的預留孔補壓新樁，直至靜壓樁各項指標達到設計要求。
3.2.4靜壓樁施壓各項技術指標達到設計要求，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留孔內(nèi)，樁頭嵌入承臺大于30cm，樁頂設置Φ14鋼筋網(wǎng)，用30#膨脹早強砼澆灌樁頂封頭預留孔。
4 靜壓樁加固補強效果
經(jīng)查鉆孔記錄，全橋32根未嵌入風化巖層的摩擦樁，全部采用錨桿靜壓樁加固補強，每根基樁施工壓方樁4根，共計實施了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，正常作業(yè)，兩個工班可完成一根基樁加固施工。
錨桿靜壓樁設計壓入長度22m，而實施過程中，每根靜壓樁實際壓入平均長度14m，較設計長度減短8m。包括承臺，每根基樁加固決算費用27456元，其中：承臺14800元，靜壓樁12656元。
基樁加固補強后，全面開展上部構造施工，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，加固補強達到了預期效果。
5 結語
錨桿靜壓樁加固基樁技術，具有加固結構簡單，機具設備簡陋，施工方法簡便，加固周期短，方案安全可靠，加固費用節(jié)省等優(yōu)點。該技術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，該技術是一種在橋梁樁基加固處理時值得推薦的方法。
