锚固桩技术在桥梁基础工程施工中的应用

冯红学

（汇通路桥建设集团有限公司，河北 高碑店074099）

0 引言

在现代工程施工中，锚固技术已经得到了广泛的应用。对锚固技术进行分析研究可以有效地指导锚固桩在工程中的应用，并且有助于锚固技术规范的不断完善，使锚固技术的工程应用能够做到科学管理、规范有序，从而达到创新、发展锚固技术并将其应用于其他工程实践的目的，使这种“高效、经济、安全”的施工技术得到推广普及。在桥梁工程中采用灌浆锚固技术不仅可以起到前钻的效果，还能减小桩身的嵌岩深度，降低施工难度。采用锚固桩技术，通过灌浆、挤密、渗透等施工工艺能大大改善地基的结构，从而增加地基的承载力。综上所述，锚固桩技术是一种高效、经济、安全的施工技术。

1 桥梁基础锚固桩施工技术介绍

桥梁基础锚固桩施工的具体方法如下。

（1）在完成成孔和孔内清理后，按照正常的施工工序下钢筋笼。制作钢筋笼时要注意在主筋的内侧绑焊4～6根Φ170mm×5的钢管，且不能出现变形的情况。

（2）在灌注前需要进行第二次清空，主要目的是使桩内的沉渣符合设计要求。待浇筑成桩并且混凝土达到一定强度后，再使用Φ130mm～Φ150mm的钻头钻入Φ170mm×5的钢管内，钻穿管底后继续钻入，直至钻入桩底基岩5m左右。

（3）将4～6 个长度约为9m、主筋为6Φ22mm的小钢筋笼逐个下入小孔孔底，并对小孔进行压力灌浆，直到小孔内被水泥浆灌满为止。

（4）在灌浆结束后的24h，将水泥砂浆填满小孔直至桩顶气瓶位置。施工技术人员应做好锚固孔的隐蔽记录，并编写好桩基的施工技术报告。此道施工工序不但可以有效地清除孔底沉渣，从而提高混凝土与基岩的黏结力，还能提高基岩的力学性能，提高桩的整体承载力[1]。

2 桥梁基础锚固桩的施工要点

2.1 施工前期的准备工作

（1）对设计条件、设计内容、设计要求、地质条件等因素做好全面的核对。对工程所在地的地下水情况以及其对基础锚固工程产生的影响做出详尽的分析。

（2）对于可能存在的地下掩埋物和障碍物进行核实，在确认其数量、位置、大小后，提出排除方案和防护措施。对工程所在地的实际情况可能导致工程出现问题的因素进行排除或提出预防措施。制定良好的施工组织设计方案，对现场平面布置要提前进行准备。

（3）掌握工地现场的实际情况，包括作业空间、场地的平整度、作业机械的选用、材料的准备情况、电力的供应以及排水条件等，为后续的施工作业做好准备。

（4）根据地质勘察报告设计的锚固方案，若原冲孔桩嵌岩深，桩底标高达到或超过设计要求，并且在锚固钻探中所获取的桩底岩芯较为完整，节理、裂隙不发育，一般的锚固方法是在每根桩内锚3个孔径为110mm的孔，下入的锚杆材料为3Φ22的螺纹钢，并进行灌浆，直到水泥浆将全孔充满为止。若发现原冲孔桩嵌岩与设计标高相差不大，但存在岩层倾角较陡、锚桩底基岩裂隙发育、岩芯破碎的情况时，应将桩的锚孔孔径增加到150mm，下入的锚杆材料为5Φ22 的螺纹钢，然后进行灌浆，直到水泥浆将全孔充满为止。

2.2 主要施工工艺

桥梁基础锚固桩的施工工艺流程为：施工准备→钢筋制作→造孔→安装锚杆→灌浆→养护→封孔。下面具体介绍施工要点。

（1）施工定位放线

施工放线的效果直接影响着工程质量。工程项目部采用全站仪放线，在对桥梁的各个桩位编号之后，还应设置好观测点和后视点，并用醒目的材料做好标记防止被无意中破坏。在放线结束后，还应通知监理方前来复核，并做好施工放线记录。

（2）凿孔施工

在大桥的基础施工进展到岩石层后，作业人员应采用冲击钻进行施工。若因其他原因导致水位上升而难以继续施工时，可以采用冲击旋转式钻机，以保证施工顺利进行。

（3）锚杆的制作和安装

采用螺栓螺帽将钢轨连接至设计长度。小钢筋笼的主筋一般采用Φ22钢筋，箍筋则采用Φ16钢筋。焊接时应采用双面焊接，选用合格且合适的焊条，焊接时要做到饱满焊接，焊缝的最大宽度不超过16mm[2}。

清孔完成后应及时安装拉杆。作业人员应当辅助吊机、装载机进行钢轨和钢筋笼的安装。安装完毕后要做好对现场拉杆和钢筋笼的保护工作，避免因碰撞而移位。

在必要的情况下还需要做好拉杆的防锈处理。拉杆的防锈保护层状况取决于锚杆的使用时间，以及周围环境对锚杆的腐蚀程度等因素。尤其是对于永久性锚杆，必须高度重视拉杆的防锈、防腐蚀问题。对于永久性的锚杆，在勘察设计时，若发现地下水无腐蚀性或是具有轻微腐蚀性时，应当为锚杆设计2mm 厚的保护层；若地下水有腐蚀性时，应当为锚杆设计3mm 厚的保护层。锚杆防腐通常是采用涂防锈漆的方法，由于钢筋周围本身就有混凝土作为保护层，所以此方法基本能满足锚杆防腐要求。

（4）桥梁基础锚固桩的灌浆施工工艺

为了保证砂浆灌注后能在灌浆管中流动，并且达到设计强度，一般情况下，可以采用42.5MPa普通硅酸盐水泥。在灌注水泥浆时，要将其水灰比严格控制在0.45∶1～0.5∶1之间。除此之外，为了提高水泥的早期强度，可以在拌制水泥浆时加入一定量的减水剂[3]。

由于钢筋笼的主筋内侧四周已经预埋了注浆导管，所以注浆前应首先确认注浆所用的钢管是否堵塞，并及时排除故障。在故障排除后，应按要求配置砂浆，并使用压力泵将砂浆注孔，直至孔口流出干净的水泥砂浆方能停止注浆。

由于注入钻孔内的水泥浆会穿过岩石间的破碎带和裂隙带，所以注浆时可能会出现渗漏。如果渗漏只是导致了水泥浆液面回缩的，仅需要在完成注浆的2～3d 后对回缩部分进行简单修补即可；如果渗漏情况严重，则可以采用边灌浆边向井口投入填充物（如石块、砂等）的方法。

每次完成注浆工序后，必须用清水冲洗注浆设备，如搅拌机、注浆泵、注浆管路等。

3 工程案例

3.1 工程概况

某公路桥梁的设计总长度为350m，共7跨，每跨50m。桥面的净宽为20m，并按设计要求设置防撞栏杆。该桥的设计荷载为汽—20 级，挂—1000，并按50 年以来最高的洪水水位（高位45m）进行设计。桥面设计采用钢筋混凝土铺装层，上部结构为预应力混凝土简支空心板，下部结构为双桩双柱式桥墩及四桩四柱式桥墩，基础为Φ1100mm～Φ1300mm的嵌岩端承桩。

3.2 地质情况

根据地质勘察报告，该桥的地质情况从上而下依次为：

（1）腐殖土，厚约0.5m，粉质粘土，塑性，深黄色，土质稍湿；

（2）粘土，厚2.0m，黄褐色，塑性，呈饱和状态；

（3）粉细砂土，厚1.0m，黄褐色，稍密，饱和，易被液化；

（4）砂卵石层，厚2.0m，松散，主要成分为石英岩，含泥多时易发生泥石流；

（5）基岩层，白云质灰岩，呈青灰色，多数为微风化，岩芯比较完整且呈长柱状，常见管状珊瑚化石及微脉方解石，岩体质量较好，该层是该桥的地基持力层；

（6）桥基持力层，经勘察，该桥位于中生代白垩纪下统灰岩上，受区域地壳升降运动以及断裂构造的影响，该地区的地下水活动频繁，导致游离的CO2不断溶解白云质灰岩，故发育形成裂隙式溶洞，该持力层岩芯较为完整，呈柱状。

3.3 施工情况

根据该工程所处的地理环境以及地质状况，在进行桥梁基础工程施工时采用了锚固桩技术，并获得了成功。

4 结语

在进行桥梁锚固桩基础施工时，要注意各道施工工序中的细节处理。在工程施工之前，要对地质勘察报告、设计图纸以及周围的环境进行详尽的分析，针对各种状况采取有效的预防措施。另外，还要确保每一道施工程序的规范操作。只有这样才能顺利完成工程项目，并使得锚固桩技术在桥梁基础工程中得到推广。

[1] 汪文忠.北京大学理科教学群楼独立基础植筋锚固技术[J].建筑技术，2011，32（6）：397.

[2] 李官福. 砼结构桥梁基础施工技术控制[J]. 交通世界：建养· 机械，2011，（13）：262-263.

[3] 吴顺川，姜春林，张友葩，等.复合锚杆桩在基础加固中的应用[J]. 北京科技大学学报，2003，（5）：398-401.