路橋施工中樁基加固技術(shù)的研究

李猛

摘 要：文章主要對路橋施工中樁基加固的鉆孔灌注樁技術(shù)、后壓漿技術(shù)和高強復合纖維預應力加固技術(shù)進行了介紹，旨在為提高路橋樁基的承載力，以及其加固技術(shù)的研究提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：路橋施工；樁基；加固；技術(shù)

1 鉆孔灌注樁技術(shù)

灌注樁即是在施工現(xiàn)場采用機械鉆孔、鋼管擠土或者人力挖掘等手段從而在地基土中形成的樁孔。樁孔形成后在其內(nèi)部放置鋼筋籠，然后再進行混凝土灌注形成的樁。

1.1 加固機理

首先，改善了持力層，提高了樁的承載力。在鉆孔灌注樁施工中，沿樁鋼筋籠外壁進行鋼管的埋設(shè)，在樁混凝土的強度達到要求后，將水泥漿液通過鋼管壓入樁端的碎石層孔隙，水泥漿液隨著碎石層的孔隙向四周擴散。對于單樁來講，向四周的擴散如同增加了樁端的直徑，而向下的擴散就如同增加了樁的長度，通過漿液的連結(jié)，使得原本松散的碎石層成為一個高強度的結(jié)合體，滿足結(jié)構(gòu)的承載力要求。

其次，加大樁徑，提高側(cè)摩阻力。通常情況下，樁端的承載力和測摩阻力受到樁孔內(nèi)沉渣、樁孔較大的落差和孔壁泥皮的影響。而將水泥漿液壓入樁端后，能夠首先與樁端的沉渣以及離析的“虛尖”、“干碴石”相結(jié)合，從而增強了該部分的密實度，提高其承載力；當水泥漿液沿著孔樁的樁身與土層的結(jié)合層上返時，能夠有效的消除泥皮，從而提高樁側(cè)摩阻力，并隨著漿液的橫向滲透，起到了加大樁徑的作用，提高樁體底層的應力效應及荷載的傳遞。

1.2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

1.2.1 護筒埋設(shè)

為了保護孔口，維護水壓力，通常在沖孔樁樁口的位置設(shè)置鋼護筒或砼護壁。若采用鋼護筒，其厚度應在8-10mm之間，直徑應大于沖擊鉆頭200mm，并在上部設(shè)置兩個溢漿孔。護筒埋設(shè)時，其中心與樁位中心的偏差應小于50mm，而埋設(shè)的深度應超出回填土層1m以上。在護筒埋設(shè)完成后，就位成孔機械設(shè)備，將其用攬風繩固定并保持平衡，其中天車滑輪外中心應與鉆頭中心、護筒中心保持一致。

1.2.2 成孔施工

通常采用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機進行成孔，為保證其適應性，需要根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境條件，進行鉆孔設(shè)備與施工工藝的試驗。如在開始沖擊時采用低錘密擊，沖程小于1m。而在鉆孔施工中，需要對鉆機進行調(diào)平，對著鉆孔將鉆頭緩慢吊入護筒，對準樁位后開啟泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，待孔內(nèi)的泥漿達到一定的高度時進行鉆孔。慢速推進鉆機，在導向部位沒入土層后進行最大速度的鉆進。在鉆進的過程中，需要連續(xù)補充泥漿，從而避免造成坍塌的現(xiàn)象。

1.2.3 鋼筋籠制作與放置

鋼筋籠的制作材料需要檢驗合格，一般為整條鋼筋，制作時要嚴格按照圖紙的要求進行。鋼筋籠制作完成后，應及時使用吊車將其進行安裝，正確選擇吊點位置，防止鋼筋籠在安裝完成后發(fā)生變形。

1.2.4 混凝土灌注

混凝土的灌注前需要在對鉆孔進行二次清理，應保證樁底的沉淀厚度與泥漿的檢測指標達標，避免對灌注質(zhì)量造成影響?；炷凉嘧r，孔底到導管下口的距離應保持在40cm左右，并且需要對混凝土頂面高度進行連續(xù)性的檢測，將導管的埋設(shè)深度控制在2-6m之間。此外，進行混凝土灌注需要對灌注的速度與導管的位置根據(jù)實際情況進行調(diào)整，應避免混凝土與鋼筋籠之間的距離超過2m，此時就需要減緩灌注的速度以便減小對鋼筋籠的沖擊。在灌注快結(jié)束時，需要對導管的高度進行控制，從而增強混凝土的密實度與壓力等。

2 后壓漿技術(shù)

為保證樁基的承載力，通常通過提前埋設(shè)的壓漿管對樁基灌注結(jié)束后的樁底，樁周進行壓漿工藝。壓漿前根據(jù)與試壓來確定不同樁徑的壓漿量、樁長與樁徑間的曲線關(guān)系，以及壓漿量與壓力的關(guān)系，確定相關(guān)參數(shù)后進行大面積施工。在施工中，需要對壓漿量預壓力進行記錄。

2.1 設(shè)定壓漿參數(shù)

壓漿參數(shù)主要包括水灰比、注漿壓力與注漿壓力終止等。首先，水灰比需要根據(jù)施工場地土的飽和度與滲透性來確定。當土成飽和狀態(tài)時，水灰比在0.45～0.65之間；當土不飽和時，水灰比通常為0.7～0.9。若水泥漿水灰比較低，則應摻入一定量的減水劑；若注漿較少，壓力較大，則可適當增大水灰比。其次，壓漿的總量受樁間距離與持力層孔隙率的直接影響，當樁間距在4～5m時，軟石含量在50%～70%之間的砂泥軟石土層，其壓漿量為115～210t左右。

2.2 后壓漿施工技術(shù)

2.2.1 布置壓漿管。通常注漿灌注樁在施工中均設(shè)置成3根一體的方式，并采用超聲波進行管內(nèi)的檢測，其長度需要滿足要求，灌注樁樁底延長從低端到高端的35cm，高樁50cm，鋼筋籠采用對稱布局，管與管之間通過螺紋進行連接。采用“你”字型鋼板焊接或者綁扎進行注漿管與鋼筋籠的固定。樁端的注漿管被固定在鋼筋箍內(nèi)，設(shè)置主桿，并且每一個帶箍都具有一個據(jù)定點。

2.2.2 壓水試驗。在成樁3天后用壓漿泵從1#壓漿管壓入清水對孔底泥漿進行沖洗，當2#和3#壓漿管出清水時沖洗完成。壓水試驗的目的在于疏通壓漿通道并對壓漿的相關(guān)參數(shù)進行相應的調(diào)整。

2.2.3 壓漿施工。壓漿時，采用承臺群樁進行一次性壓漿，首先對周圈樁進行施工，然后進行中間樁的施工。壓漿采用兩根樁循環(huán)壓漿，即對第一根樁的A管進行壓漿（壓漿量70%），然后對第二樁的A管進行壓漿；完成后依次進行第一根和第二根樁的B管的壓漿，這樣能夠壓漿30～60min的時間間隔，實現(xiàn)水泥漿在土體間的充分擴散。

2.2.4 質(zhì)量檢驗。壓漿完成后，施工單位需要提供相應的質(zhì)量檢測報告，主要包括水、水泥以及其他各種外加劑的質(zhì)量檢測。同時還需要提供壓力表的質(zhì)量檢定證書以及工程各項設(shè)計參數(shù)及試驗與操作的記錄等。然后相關(guān)部門將對樁基的加固實際效果進行檢測，包括樁底的密實度、漿液的均勻度以及漿液的嘗試等。每處的檢測數(shù)量在兩根樁以上的，均需要鉆芯取樣。

3 高強復合纖維預應力加固技術(shù)

體外預應力加固混凝土結(jié)構(gòu)，能顯著提高結(jié)構(gòu)是承載力和抗裂度，改善結(jié)構(gòu)的應力狀態(tài)。為了保證施工質(zhì)量，提高路橋樁基的承載力，許多新型材料被用于路橋施工中，如高強度復合纖維材料的應用，就較大程度的提高了建筑混凝土結(jié)構(gòu)的強度，該材料主要是由復合纖維材料與樹脂組合而成，具有較高的強度。

3.1 預應力加固原理

預應力加固是采用外加預應力對混凝土結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的加固，通過預應力手段強迫后加部分改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力并降低其應力水平，使得加固結(jié)構(gòu)中所特有的應力應變滯后而得以完全消除，從而實現(xiàn)后加部分與原結(jié)構(gòu)的共同合作，提高結(jié)構(gòu)的總體承載能力。

3.2 施工要求及施工內(nèi)容

首先，對樹脂進行配制，特種環(huán)氧樹脂的配制需要將A和B兩種組分按照100：34.5進行混合，環(huán)境溫度應控制在20℃左右，進行5min低速的攪拌，若溫度較低，則攪拌6～8min；混合后的樹脂需要在2h內(nèi)使用完。其次，為了進一步的提高路橋施工混凝土結(jié)構(gòu)的強度與穩(wěn)定性，在采用高強度復合纖維材料進行加固時需要嚴格按照加固的施工技術(shù)要求進行施工。

3.2.1 加固結(jié)構(gòu)的清潔與平整。被加固的樁基結(jié)構(gòu)需要進行清潔與平整，除去尖角與突起物，對梁柱封閉包裹位置的棱角進行打磨，使之成為半徑為20mm的圓角。

3.2.2 加固前修復。當混凝土存在剝落時，應在修復后進行粘貼；對結(jié)構(gòu)表面寬度超過0.3mm的所有裂縫采用環(huán)氧樹脂進行灌注。

3.2.3 涂刷環(huán)氧樹脂底層。在粘貼前，需要在結(jié)構(gòu)的表面涂刷特種環(huán)氧樹脂作為底層，1h后再將充分浸濕的纖維布粘在結(jié)構(gòu)的表面。

4 結(jié)束語

采用鉆孔灌注樁技術(shù)、壓漿技術(shù)與預應力加固技術(shù)能夠有效的實現(xiàn)對路橋樁基的加固處理，同時提高了施工的質(zhì)量，并降低施工的成本，具有較高的推廣與應用價值。

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