锚杆静压桩加固桥梁桩基简介
2015-04-20
前言
福建省漳龙高速公路书厅高架桥全长：1518.5m，桥面净宽：双幅11.75×2×0.5m,单孔跨径：L=25m。灌注桩基础，双柱式墩，T梁准连续上部构造。在架梁施工过程中，发现已安装T梁局部桥孔墩柱基桩有下沉的趋势。经静载试验结果验证，是磨擦桩承载力不足引起，在绝大部分柱墩已完成的特定条件下，采用锚杆静压桩技术加固处理，增加桩基承载力，满足设计要求。
1 基桩加固方案比较与选择
1.1基桩设计
双柱式墩基桩，按（**防屏蔽设置**）摩擦桩设计，桩径1.5m，桩长34～41m，穿入浅薄淤泥和深厚的残积砂质粘性土层，部分基桩嵌入强风化岩层，设计单桩竖向荷载4200KN。
1.2基桩静载试验
在架梁施工过程中发现墩基下沉，此时钻孔桩全部完成，大部分墩柱和盖梁亦完工，为验证基桩承载力，仅选30-R2摩擦桩做静载试验，该桩长38m，终孔地质为残积砂质粘性土层，有6m淤泥夹层。静载试验按试验规程要求，分级加载测定相应沉降值。经两次加载试验，实测单桩竖向抗压极限承载力5264KN，与按桩基所处地质情况摩阻力计算单桩竖向承载力基本相符，但小于设计要求桩基极限承载力8400KN。
1.3处理方案确定
当一场暴雨过后，墩柱基桩经水浸泡，个别墩柱基桩下沉4cm，被迫停止上部构造施工，专题会议研究处理时，提出两个加固方案。其一，压浆固结基桩周边残积砂质粘性土，通过增加持力层摩阻力达到补强基桩的目的。其二，采用锚杆静压桩技术，在基桩周边邦桩，增加承载力，使之达到设计要求的单桩极限承载力。在59#台桩基压浆处理试验，未取得预期效果，最后选定锚杆静压桩补强技术，对持力层为残积砂质粘性土的全部摩擦桩进行加固处理。加固结构见图1。
2 锚杆静压桩加固桩基处理方法
2.1锚杆静压桩加固桩基设计
通过原基桩、系梁与静压桩圆形承台联成整体，静压桩与原基桩共同受力，增加基桩承载力，达到满足设计极限承载力要求。承台设计为圆形，直径4.3m，台厚1.5m（见图2），每根基桩周边静压4根300×300mm方桩，设计桩长22m，静压桩单桩首节设置桩尖，节间采用钢帽连接，方桩预制时预埋钢帽钢板，静压桩施工时临时电焊接长，见图3。
2.2静压桩承台浇筑施工
承台浇筑施工关键是确保新旧砼联结成整体，达到静压桩与灌注桩共同受力。根据设计要求，按以下工序顺次施工：
2.2.1将承台与桩基1.5m高范围内及系梁砼接触面保护层凿除，露出原主筋。
2.2.2在圆形承台底面范围设置20cm厚砂垫层，并浇10cm厚10#素砼，当作浇承台砼底模之用。
2.2.3根据承台设计配筋，在原系梁及桩身钻孔植筋，植筋埋置深度大于30cm，并用喜利得HY-150化学粘合剂固定植筋。之前应对植筋做抗拔试验。验证凝胶时间10分钟，固化时间1小时以内，锚固钢筋抗拔力达到5T以上，才可开始植筋施工。
2.2.4钢筋骨架弯制成型，模板安装，30#砼浇筑按常规施工。但每个承台必须预留六个静压桩孔，其中2个备用孔，留做补桩之用。
3 锚杆静压桩预制及压桩施工
3.1锚杆静压桩预制
静压方桩每节长2m，分段预制，预埋接头钢板必须准确无误，确保压桩接桩顺利。
3.2锚杆静压桩施工
静压桩砼达到设计强度可吊运压桩，按以下要求进行锚杆静压桩施工：
3.2.1必备的压桩机具：200T反力架1台，200T张拉千斤顶2台（一台备用），1.5T起重机1台，方桩接长焊接机具一套。
3.2.2压桩试验，通过试验压桩，确定压桩力值、压桩长度、持压稳定时间、静压桩顺直度等各种控制参数，为全面开始压桩施工提供经验。
3.2.3每根基桩按承台预留孔位置，对称顺序施压四根桩，压桩不得中途停顿，一次压桩达到设计吨位825KN（实际压桩力900KN）。以压桩力控制为主，桩长控制为辅。压桩达到设计荷载应持压稳定30分钟。当静压桩偏斜超过1.5%桩长、压桩力小于设计荷载、压入桩长过短都为不合格桩，应废桩。在备用的预留孔补压新桩，直至静压桩各项指标达到设计要求。
3.2.4静压桩施压各项技术指标达到设计要求，停止压桩，持压稳定30分钟，开始桩顶封头。桩顶必须压入承台预留孔内，桩头嵌入承台大于30cm，桩顶设置Φ14钢筋网，用30#膨胀早强砼浇灌桩顶封头预留孔。
4 静压桩加固补强效果
经查钻孔记录，全桥32根未嵌入风化岩层的摩擦桩，全部采用锚杆静压桩加固补强，每根基桩施工压方桩4根，共计实施了128根静压桩，平均每根基桩施压静压桩56m，增加承载力4×900KN=3600KN。
两套施工机具，两个工班施工，2m一节的静压桩最快40分钟压完，包括接长焊接、移机，正常作业，两个工班可完成一根基桩加固施工。
锚杆静压桩设计压入长度22m，而实施过程中，每根静压桩实际压入平均长度14m，较设计长度减短8m。包括承台，每根基桩加固决算费用27456元，其中：承台14800元，静压桩12656元。
基桩加固补强后，全面开展上部构造施工，在施工过程中未发生基桩下沉迹象，竣工通车半年，经观测原下沉量最大的墩基，没有沉陷，其它墩基也没有下沉变形，加固补强达到了预期效果。
5 结语
锚杆静压桩加固基桩技术，具有加固结构简单，机具设备简陋，施工方法简便，加固周期短，方案安全可靠，加固费用节省等优点。该技术特别适用墩台已完工和竣工通车后，桥梁墩台基桩因承载力不足下沉加固处理。因此，该技术是一种在桥梁桩基加固处理时值得推荐的方法。
