桥梁桩基础加固设计研究

杨 波

(山西长治公路勘察设计院，山西 长治 046000)

1 桥梁桩基础加固设计注意事项

1.1 桥梁桩基础设计的重要性

桥梁桩基础是整个桥梁及其上部荷载的支撑结构，其承载力和稳定性关系到整个桥梁的质量。在进行桩基础设计中，首先要选择桩基础的类型。桥梁桩基础的稳定性和承载力关系到整个桥梁的质量和安全，必须进行全面综合的考虑。对桩基础的受力情况进行准确计算，选择合适的桩基尺寸，满足对承载力的要求。为了更好的满足桥梁使用过程中对桥梁桩基础的要求，采取科学合理的方法对桩基础进行加固设计，并充分考虑各种外界因素的影响。

1.2 桥梁桩基础加固设计需要注意的问题

在进行桥梁桩基础设计之前，应结合桥梁工程特点和地质情况，尽可能减少桥梁结构病害，防止加固设计滥用，根据需要采取正确方法进行桩基础加固设计。在进行桥梁桩基础加固设计时，还应注意以下问题:1)确定桥梁桩基础加固的形式。桥梁桩基础的加固形式主要包括耐久性加固、刚度加固和强度加固三种，应根据需要进行选择。在设计人员开展桥梁桩基础加固设计前，应对桥梁工程资料进行全面分析，并结合施工现场工程地质和水文地质情况正确选择加固形式。重点是对桥梁桩基础的常见病害进行分析，有针对性的选取加固形式。对已经破损部位的修复，应选择耐久性加固。为了保证桥梁桩基础使用功能的预防性加固方法，应选择刚度加固。为了延长桩基础的使用寿命，提高桥梁的强度和稳定性，也应采用强度加固。2)必须考虑加固设计的科学性和可行性。在进行桥梁桩基础加固设计时，必须结合施工现场的实际情况，选择科学可行的加固方法。而不是简单的套用类似工程的加固方法，以防止造成工程浪费，导致施工成本增加，且不能起到加固作用。3)充分考虑工程成本，防止超出预算。桥梁桩基础加固设计应遵循成本最小化的原则，在确保工程质量的前提下，尽量选择性价比高的材料和低成本的施工方法，节约工程成本。4)避免加固技术的滥用。虽然桥梁桩基础加固可以提高基础的强度、耐久性和刚度等性能，对桥梁结构具有很多益处，但是也不能盲目滥用。桥梁桩基础加固设计具有其科学性，应该根据桥梁结构的需要进行设置，不可生搬硬套，以免造成不必要的浪费。

2 桥梁桩基础加固设计的方法

2.1 扩大桥梁桩基础加固法

扩大桥梁基础加固法是在桥梁发生破坏或侵蚀的情况下进行的加固，属于耐久性加固。扩大桥梁基础加固法在实际应用中十分常见，它可有效处治桥梁桩基础的空洞或者蜂窝，提高桥梁的稳固性。采用扩大桥梁基础加固法进行修补加固时，首先应确定桥梁桩基础的埋置高程，作为后期开展施工的基本依据。修补加固施工中所采用的混凝土必须严格要求，保证混凝土的质量，方可达到预期的加固目标。

2.2 桥梁桩基础自身修补加固法

桥梁桩基础自身修补加固法也属于耐久性加固的一种，是对已经出现破损的桥梁桩基础进行修补加固，恢复其原有的强度和使用性能。在进行修补加固前，首先对桥梁桩基础进行现场调查，对桥梁桩基础的破损情况进行分析调查，确定修补加固方案。对于破损严重的桩基础，通常采用浇筑钢筋混凝土对桩基础进行封装，这样一方面可以对桩基础的破损部位进行修补，还可以提高桩基础的强度和使用性能，起到加固作用。

2.3 桥梁桩基自体加固法

该方法主要适用于桩径较小的桩基础加固，是在已有桩基础上采用浇筑混凝土的方法进行加固。这种方法的施工工程量小、投资少，节约成本，可用于绝大部分小桩径桥梁桩基础的加固。

2.4 增加桩基加固法

对由于设计或其他原因引起的桥梁桩基承载力不足的情况，可选用增加桩基加固法进行加固。通过增加桩基础的数量，可有效提高桥梁桩基侧整体承载力，保证桥梁的稳固性和安全性。增加桩基加固法是在原有桩基周围重新浇筑新桩，可以分散桥梁桩基的上部荷载，提高稳固性和安全性。这种方法主要用于陆地加固，会对周边交通产生一定的影响。但其加固效果显著，工程投资少，工程量小，在桥梁桩基础加固中应用广泛。

2.5 微型桩加固法

微型桩加固法是通过增加适当数量的桩径较小的混凝土桩来提高桥梁的承载力，在桥梁桩基加固中应用较多。这种加固方法必须对增设微型桩的方位进行严格设计，确保其可以起到加固作用。设计与施工前应结合原有设计图纸，对微型桩进行定位，并将其位置偏差控制在允许范围内。施工中必须注意防水，以防止混凝土吸水膨胀。微型桩施工应逐个进行，不得大面积施工，以降低对原有桩基础的影响。微型桩加固法可有效提高桥梁桩基的承载力，且其开挖孔径小，对原有桩基的扰动小，加固效果好。

3 桥梁桩基础设计的相关问题

3.1 桩基竖向力

桥梁桩基础在使用过程中，会受到桥梁自重和外界荷载所产生的竖向力的作用。当桥梁桩基的承载力不足时，桩基底部的土体松动，竖向力会使其产生一定的偏移。同时，桩基与周边土体的剪切力也会随着偏移的增大而增大。当桩基础出现的偏移超出一定范围时，就会产生一定的沉降。如果不及时采取有效措施进行加固时，就会影响整个桥梁的稳定性。在桩基设计中，应对桥梁自重和上部荷载做准确的分析，并对桩基施工现场的工程地质和水文地质情况进行全面调查，保证将桩基放在稳固的持力层上。同时，应尽可能采用摩擦桩，因为摩擦桩对桩基持力层的要求较端承桩要低。另外，如出现桥梁桩基发生沉降的情况，应正确选择加固方法进行修复。

3.2 桥梁桩基的承载力不足

在对桥梁桩基进行设计时，应结合桥梁自身荷载和外界荷载进行承载力计算，特别是要充分考虑交通荷载的增长和交通量组成的变化对桥梁承载力的要求。因此，在设计中应对桥梁的实际流量进行准确观测，并通过分析其年增长率，根据设计使用年限对桩基承载力进行计算，以防止桩基在运营使用过程中沉降或者是偏移。另外，桥梁桩基承载力的设计还应充分考虑施工现场的土质特点及土层厚度，进行准确计算，确定桩基的设计参数。避免在设计中土层出现夹心层，否则在荷载作用下，易造成夹心层破损，造成较大的沉降。

3.3 桩基配筋的布置问题

桥梁桩基础的配件是保证桩基础施工质量的关键，也是影响混凝土浇筑的主要因素。在设计中，桩基竖向钢筋的布置应从桩基顶部到最大弯矩部位，并留出足够的锚固长度。采用这种布筋方式，可以有效提高软土地区的桩基稳定性。但这种方式会增加钢筋的消耗，容易造成成本增加，原材料浪费。因此，应该根据实际情况，合理选择桥梁桩基础的配筋布置方式，在保证桩基稳定的情况下尽量节约工程成本。

4 结语

桥梁桩基础加固设计是桥梁设计的一个重要环节，其设计质量直接关系到整个桥梁的稳定性和安全性。在加固设计中，应充分考虑各类因素的影响，合理选择加固设计方法，在施工中切实起到加固作用。在桩基础加固设计中，应尽可能采用先进的设计方法，提高加固设计质量，提高桥梁结构的稳固性。

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