锚杆静压桩技术在桥梁加固设计中的应用研究

伍剑

摘要：桥梁加固设计復杂且繁琐，施以锚杆静压桩技术，不仅能够简化施工流程，缩短工期减少成本，同时能够达到加固理想效果。但在实践中应结合设计要求、施工环境、土质条件等规范施工，确保施工质量的同时完成加固目标。

关键词：锚杆静压桩技术 桥梁加固 设计

随着桥梁承载量需求的提升，桥梁修复工程规模逐渐增加。通常采用旧桥梁重建、维修加固等方式抢修，继而增加桥梁经济与社会效益。维修加固抢修方法经济性强、施工便利、效果明显；对此，推广锚杆静压桩技术有着现实意义。

一、锚杆静压桩设计规则

（一）单桩竖向承载力

单桩竖向承载力可以根据《建筑桩基技术规范》规定进行计算，即利用桩身周长、桩旁第n层土最大侧阻力值、桩插入第n层土深度的乘积，加上最大端阻力值、桩端面积的乘积进行计算。

（二）压桩力

设计压桩力可参照《锚杆静压桩技术规程》规定进行计算，即压桩力系数（粘土115、黄土210）与单桩竖向承载力的乘积。

（三）设计规则

设计桥梁基础加固静压桩时，首先应掌握土基承载力、桥梁伤病状况与基础现状。其次通过地质钻探，了解基岩、硬层厚度等情况，了解各层土质力学形态，根据加固力学原理加固桥墩基础。设计锚杆静压桩时，面对较浅基岩可施以支承桩，面对较深基岩可施以摩擦桩。

（四）加固施工流程

锚杆静压桩主要由电动葫芦、反力架、千斤顶、锚杆、压桩孔等机械设备组成。加固步骤涉及定位、锚杆孔桩位孔挖凿、埋入锚杆孔位、锚杆与装位孔维护、安装压桩反力架、装位孔置入桩后校正、压实、记录压桩压力值与深度、安装下一个桩并校正、焊接好桩位、验收深度与压桩力、拆除压桩反力架、切割桩头、清理空位、封桩。

二、施工注意事项

压桩应连贯完成，尽量避免中途停止。插桩压桩时，出现桩倾斜情况，可采取加固措施，加固后仍倾斜，需拔桩清理桩尖下障碍物后回填土插桩。操作停车“进一进”，能够确保桩缓慢插入砂层，施工中明确做好压桩记录。通过静压桩技术，能够避免冲击力的影响，可减少桩周土体隆起、水平挤压等程度，同时对原有工程桩影响小。

三、应用实例

面对河岸上游旧桥加固工程的施工，结构为混凝土简支助板梁设计。桥梁基础经过河水冲刷，产生了不同程度的破坏，基础底面脱空河床，经过技术专家现场勘察，分析彻底拆除重建、钻孔灌注桩技术、锚杆静压桩技术三种处理桥梁基础桩底部缺陷方法后，决定施以锚杆静压桩技术。虽然该种基础加固技术，较比灌注桩单桩承受力差，但在施工质量易掌控、施工快速、工期短、施工场地要求低、无污染环保等方面的优势，也是其余两种基础缺陷处理方法所不能比拟的。即利用静压承台连接基础、桥梁原系梁，确保静压桩、原基础共同受力，继而提高桩基承载力。承台厚度、直径分别为1.3m、4.1m。在基桩周围布置4根300mm²方桩，桩长20m，在静压桩首节设计桩尖，节间以钢帽连接，预制方桩并预埋钢板钢帽。

锚杆静压桩装置设计电动葫芦、反力架、千斤顶、锚杆、基础、压桩孔村等。工艺流程如上。施工步骤：首先根据钻探报告，了解压桩阻力、现场土质力学形态等状况。做好施工前建材与机械等准备工作，清理施工现场确保施工顺利进行。按照设计要求预制各节锚杆桩，锚杆孔准确定位。整理加固施工的土层，钢筋混凝土平台规范浇筑，预留桩体孔位，预埋各压桩固定件。在梁柱内安装压力表，明确记录压桩施工压力值。静压桩施工后完成承台浇筑、基础锚固、连接承台等操作。施工要点如下所示；

（一）连接新增承台与旧桥墩

可通过植筋方法完成新增承台、旧桥墩间的连接。通常植筋包括以下类型，即准直径28承台底筋，穿入旧桥梁墩；植深度10D准直径16抗剪钢筋；植深度30D准直径25承台面筋三种方法。植筋操作中应严格按照工序标准、设计要求进行施工。鉴于旧桥墩、由于新增承台接触面大，尤其的准直径28承台底筋植筋施工方法。对此，在施工中，应当施以分批、间隔植筋操作，规避墩身截面削弱。将穿入旧桥梁墩的底筋，分成4批作业，每次间隔指定时间植入3根筋，墩身强度恢复后，再展开下批次植筋操作，避免破坏桥墩结构。

（二）不符合承载设计要求

面对冲刷严重的旧桥河床，基础周围河床含有石块、泥沙等情况，增加承台模板支撑实现桥梁加固时，河床并不符合承载设计要求。对此，需更改压桩、混凝土承台浇筑等后续施工流程，首先将根据承台设计尺寸，合理在浇捣混凝土连续墙，并预留浇捣间距。利用连续墙模板加大承台支撑，规避河床不符合承台支撑要求的问题，程序简化、工期短且经济性强，加固效果显著。

（三）土壤性质

面对圆砂、砂质黏性土等土壤性质的旧桥基础加固，需确保静压桩压入深度满足设计标准，可将以往的方桩体积减少，如将以往300mm²的方桩，改为250mm²的方桩，明确单桩竖向承载力、终压值后，清除基础周围的硬石，降低锚杆静压桩技术施工难度与压桩阻力。同时可将在桩尖安装锥形压桩头，遇到停工事件需及时处理，处理后及时开工。检查压桩施工中桩尖、夹砂层接触情况，监测桩阻力变化情况。对阻力较大情况，可适当增加压桩力，确保桩体顺利穿越砂层完成加固施工。

四、总结

锚杆静压柱技术不仅能够避免桥梁基础沉降，同时技术传荷、受力、插入土层深度、桩柱受力值等状况能够明确掌握，确保了施工质量。同时施工中的影响小、便利、消耗能源少且绿色环保，具有较高的应用价值。