桥梁桩基础加固设计中存在的问题及解决措施

刘欢

摘 要：桥梁工程是我国基础建设的重要组成部分，其在交通运输中发挥着重要作用，而桩基础作为桥梁工程结构承重体系中的主要受力构件，其建设质量对工程整体的意义不言而喻。本文主要从桥梁桩基础加固设计的意义、要求和原则出发，结合实践分析了其中存在的常见问题，并以此为基础探讨了具体的加固措施，以期能够为我国基础工程建设提供有力的支持。

关键词：桥梁工程;桩基础;加固设计

中图分类号：U445.551 文献标识码：A

0 引言

近些年，我国在桥梁工程的建设上提出了更为高远、多元的要求，要求其设计也向着科学化的方向发展。其中桩基础作为桥梁工程各项功能发挥作用的关键，其对维护桥梁安全有着直接作用，因此其加固设计方案的完善就显得十分重要。目前我国在桥梁工程的桩基础设计中逐渐暴露出了许多与实际需求不适应的内容，譬如基础强度不满足，需要相关从业人员予以足够重视，并采取相应的措施予以保障。

1 桥梁桩基础加固设计概述

（1）桥梁桩基础加固设计的主要意义。桩基础是桥梁承重体系的重要内容，其负担着桥梁自重、上部荷载等多项作用，对桥梁的正常运营产生着突出作用。因此在桥梁建设过程中，应当对其桩基础的施工作业严格管理，以此来保障工程具备足够的可靠度，能够更好地服务于民众日常生活。当前，我国桥梁工程项目的数量越来越多，其建设难度也越来越大，因此对工程建设的要求也越来越高，虽然建设技术也处在快速发展的状态下，但仍旧存在许多工程问题。究其根本，大部分都是由于桩基础设计水平的不足所导致的，譬如设计方案脱离实际、建设材料选择不当、技术手段不科学等都会产生不利影响。此外，在实际施工中还会出现许多施工不当的问题，导致结构内部产生缺陷，损害桥梁的稳定性。在这样的背景下，桥梁基础的可靠性就需要相应的加固设计来予以保障，确保工程运营内能够满足预期要求。

（2）桥梁桩基础加固设计的要求。在开展桥梁桩基础加固设计之前，相关技术人员首先应当明确工程诉求与属性，充分掌握项目相关的报告与资料，对桩基础存在的病害有清晰的认识，基于此有针对性地开展设计工作。

常见的桥梁桩基础加固方法根据加固内容的不同可大致分为刚度加固与耐久性加固两类，其适用于不同的工程情况，其中前者主要是通过强化结构刚度来维持其基本功能性;而后者则是针对病害位置采取相应的修复技术，抑制其进一步发展。

桩基础的加固设计应当充分考虑到技术的有效性、科学性、合理性，依据工程需求来探讨其可行性，避免可能发生的材料浪费、工期延误等问题。特别地，对于加固设计而言，应当尽可能实现成本最优化，采用最低的成本来达成最好的效果，保障加固施工的性价比

（3）桥梁桩基础加固设计的原则。由于桩基础加固水平对于桥梁工程的影响较为突出，因此应当充分重视其设计工作，并遵照相应原则而展开。具体来看，在设计时桩基础加固应当满足以下三个方面的要求：

1）分类加固原则。在不同的工程中，其对桩基础的要求也不尽相同，且其环境条件也大多存在差异，因此在设计时应当基于可靠的勘测报告而展开，并对不同类型的工程采用不同的加固方法，针对其存在的病害情况不断细化设计内容，使其具备更好的应用效果。

2）合理性原则。在加固技术的选择上，需要反复论证其在实际工程中的合理性，判断其是否能够有效改善病害。对于合理性不足的加固设计，其往往容易导致加固效果的不佳，同时也会产生不必要的资金浪费。因此在确定加固技术时应当密切联系实际情况，在了解病害情况的基础上进行选择。

3）经济性原则。经济性是保障项目性价比的关键因素，如果能够在保证加固效果的基础上对成本进行有效的控制，那么该加固施工就具备更好的应用及推广价值。

2 我国桥梁桩基础加固设计的常见问题

（1）工程条件与设计标准不符。在我国一些桥梁桩基础加固设计中，其设计方案所依据的设计标准与其工程实际条件存在偏差。而桥梁工程大多对设计精度要求较高，不仅需要严格遵照设计规范来完成，同时也需要技术人员充分考虑桥梁结构的承重要求和施工条件。但在实际设计中，部分设计人员却忽略了这些影响因素，导致桥梁在施工投入运营后便产生了许多质量问题，譬如缩短工程的实际使用寿命、提升事故发生概率等。

（2）建设材料选择不当。混凝土是我国桥梁工程建设应用最为广泛的材料，但其在低温环境下很容易产生结构的损坏，使其无法发挥预期的功能性。特别是在极寒天气下，若有水分渗透到结构内部，则受到冻胀影响很容易造成结构受损。因此，在我国北方地区进行桥梁桩基础的加固施工时应当充分考虑这一影响，并采取适当的手段来抑制结构裂缝的产生与发展。实践表明，不满足要求的建设材料会对桥梁运营期功能的实现产生限制，同时也会间接提升养护成本。

（3）施工技术和工艺流程不科学。桩基础的施工要求一般较高且工序复杂，因此在进行加固设计时除了需要考虑施工工艺的选择外，同时也应当确保各项技术组合的科学性，若其科学性难以得到保障，则加固效果往往会产生折损。就目前我国常见的加固工程来看，有许多桥梁工程的设计缺乏系统的论证，仍沿用了传统加固的技术思路。譬如，在混凝土材料的坍落度試验中测得其坍落度较要求更低，有的技术人员会习惯性地在其中加入适量的水，使其达到坍落度指标的要求，但同时这也会导致混凝土结构的疏松，若混凝土材料浇筑不及时，则结构的性能将难以得到保障，甚至危害使用安全。同时，若浇筑周期过长、导管不清洁也会对成桩质量产生一定的影响。

（4）欠缺有效的设计管理。设计管理工作开展的质量同样需要有效的管理措施来予以保障，若欠缺相应的管理手段则很容易导致工序搭接不规范、技术选择不合理等问题。同时，对于部分建设单位而言，其方案审核制度的不完善也会导致设计问题难以被发现，进而影响后续施工质量。

沉降问题是桩基础施工中最为常见的一类工程问题，其成因较为广泛，大多数情况都是由于施工时对垃圾、残渣的清理不彻底所导致的，由此使得桩基上存在额外的压力水平。这类问题即便能够在短期内予以修复，但其已产生的沉降对于桥梁后续的运营也会造成较大的影响，威胁其安全性。所以，在桩基础加固工程中应当密切关注基础沉降量，并及时采取措施进行校正，如有必要还应附加适当的支撑，防止基础后续的位移。总体来看，若设计缺乏有效的管理，桥梁工程的质量就将面临难以控制的风险，损害工程质量、延误建设周期。

3 桥梁桩基础加固设计的措施

通过上述加固设计常见问题的分析可以看出，我国目前在加固设计方面仍存在许多突出的缺陷，根据加固方式的不同，其设计可大致分为增补桩基、微型桩、扩大基础、顶升梁体等，其具体做法如下所示：

（1）增补桩基。在交通运输压力越来越大的背景下，许多桥梁的实际承载已经接近设计极限，在这样的情况下增补桩基的方法就能够显著提升桥梁结构的承载能力。该方法的根本原理在于增大承重台面，以此降低墩台的应力强度，提升结构整体稳定性，一般可通过增多桩孔的形式来达到目的。该方法具有施工便捷、难度较低的优点，且可以避开水下作业，但其往往会对交通产生阻碍，施工期间会限制桥梁的运输能力，主要用于通行需求较低的桥梁桩基加固项目中。

（2）微型桩。微型桩是一类适用性极为突出的加固技术，实践表明该技术在应用时具有空间要求低、施工快捷、对原有结构影响小等优势，能够在最大程度上保障加固效果，同时其对承载能力的改善效果较为显著。所以，在桥梁工程的桩基加固中，如果工程条件满足要求应当尽可能优先选择微型桩技术，以此来有效提升桥梁的使用周期与安全保障。但应当特别关注的是，在微型桩技术的应用过程中，应当首先进行精准的测量定位，并在桩基一侧预埋一定规格的钢筋，并在其上浇筑混凝土，同时时刻关注排水情况。

（3）扩大基础。扩大基础是一项常见的桩基础加固技术，该技术的原理就是扩大基础的受力面积来形成一个新的基础整体，以此来承受上部荷载的作用。在正式加固之前，首先需要充分检测原桩基的埋置深度、横向尺寸，并计算与其相应的嵌入值。在扩大面积的设计时，一般采用混凝土材料，且其性能应当基于实际需求而设计。该技术的应用能够极大地提升桩基承载能力、稳定性，将桥梁工程的安全性维持在一个可接受的范围内。

（4）顶升梁体。提升梁体的方法可以有效恢复桩基的位置状态，调节其所受的压力水平，将结构的受力状态控制在一个相对稳定、可靠的范围内。在实践中若桩基的设计方案存在缺陷，譬如在多跨桥梁中不同桥墩下的桩基类型不同，则其实际受力状态与设计很容易产生偏差。因此，若未及时发现这一问题并作出调整，则桩基很容易达到极限状态或发生不均匀沉降。在顶升梁体的加固施工中，要求技术人员特别注意梁体位置的恢复，保证其能够恢复到设计要求的状态，规避结构错位可能带来的工程问题，同时降低结构开裂的风险，保障工程具备足够的质量。

4 结语

总体来看，桩基础的质量对于桥梁工程而言有着重大的意义，其不仅决定着桥梁整体的稳定性，同时也对其后期运营维护产生着显著的影响。所以，相关技术人员应当综合考虑影响桩基的各项因素，基于工程条件制定与其相适应的加固方案，以此来提高桥梁运营的安全。

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