静压钢管桩在桥梁加固中的应用

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1、静压钢管桩在桥梁加固中的应用摘要：文章以广州的桥梁桥台加固工程为例，介绍了桥台加固过程中出现的问题及解决的方案。为提高桥台基础竖向承载能力及顺桥向抗推刚度，原加固设计提出在桥台台前新增混凝土肋板、承台、桩基的方案，但桥台处地质条件较差，砂层较厚，钢护筒无法下沉，新增混凝土桩基施工存在塌孔的风险，最终采用静压钢管桩的方案达到了桥台加固的目的。中国8/vie　　关键词：桥梁工程；桥台；高压旋喷桩；静压钢管桩；桥梁加固文献标识码：A　　中图分类号：TU753：1009-2374（2017）05-0127-02DOI：10.13535/j.ki.11

2、-4406/n.2017.05.062　　静压桩是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩基压入土中的沉桩方法，常用于建筑结构基础沉桩施工中。钢管桩的沉桩方法有两种：一种是振动沉桩；另一种是静压沉桩。在旧桥加固施工过程中，长时间中断桥面交通的压力较大，这就要求加固方案要尽可能减小施工风险以及对原结构造成的破坏。新增桩基采用静压钢管桩，能避免新增混凝土桩基施工过程中的塌孔风险以及振动沉桩对原结构造成的扰动，具有良好的安全性和可操作性。　　1桥梁概况　　本桥建成于2001年，跨径组合为11×30m（引桥）+（65+3×10

3、0+65）（主桥）+12×30（引桥）m。主桥上部结构为变截面预应力混凝土连续箱梁，箱梁为三向预应力体系单箱单室结构；主桥下部结构采用薄壁空心墩，基础为桩基础。引桥上部结构为30m预应力混凝土双箱单室连续箱梁；下部结构为钢筋混凝土矩形独柱墩，基础为桩基础；桥台为薄壁台，基础为桩基础。原桥设计荷载为汽车-超20级，挂-120。　　2桥台病害及原因分析　　2.1桥台病害发展情况　　2005年和2008年，检测发现本桥左幅28号桥台前墙由2条竖向裂缝发展为多条竖向、横向和斜向裂缝，裂缝宽0.1～4mm；桥台侧墙由1条横向裂缝发展为大面积网裂及竖向裂

4、缝，裂缝宽3～8mm。　　2008年，业主单位对左幅28号桥台的台帽、台身分别采用了粘贴钢板及增大截面法进行加固，并更换了桥头搭板及伸缩缝。　　2012年，再次对本桥进行的检测中发现左幅28号桥台前墙加固混凝土（加厚30cm）与旧桥桥台前墙结合面出现剥离，间距5mm；旧桥前墙有向临空面前倾的现象，旧桥前墙顶部前倾位移2.3cm，前墙与地面相接处前倾约0.5cm，前墙加厚层表面部分竖向裂缝封闭后重新开裂；部分竖向裂缝为新增裂缝，裂缝内有白色钙化物析出。　　2.2桥台病害原因分析　　从2005～2008年的三年时间里，左幅28号桥台裂缝迅速发展，

5、桥台前墙裂缝呈上宽下窄状态，根据裂缝的分布及形态推断，原桥台在这期间发生过不均匀沉降，导致桥台前墙竖向开裂；核查竣工图纸可知，该桥台桩基设计为嵌岩桩，桥址处于软弱地基，地表以下存在含水量较大的素填土及粉质黏土层，地质条件较差，地基土不能为桩基提供有效的侧向平衡力，同时，台后填土压实度不够，台后填土渗水后，土压力增大，在台后路基填土负摩阻力及主动土压力的共同作用下，桥台前墙向临空面前倾，桥台开裂，在超重超限车辆的反复冲击下，桥台裂缝逐渐开展。　　3原桥台加固设计方案　　针对左幅28号桥台前墙前倾及竖向、横向裂缝，先凿除原台身30cm加厚层，清理

6、台身表面，封闭裂缝，增设台前桩基、承台及肋板，通过新增肋板对旧桥台身进行加固补强，通过新增桩基提高桥台基础竖向承载能力及顺桥向抗推刚度。　　根据钻孔资料，左幅28号桥台新增桩基处存在较厚的砂层（组成为中砂和粗砂），且地下水位较高，桩基成孔不宜采用人工挖孔，受桥下净空限制（桥下净空6.3m左右），同时考虑施工过程对原桥台的影响，也不宜采用冲击钻，只能采用回旋钻成孔，桩基穿越砂层施工过程中，须设置钢护筒，钢护筒设置至穿越砂层段以下2m处，以保证钻孔过程中不塌孔。　　4施工中出现的问题　　4.1�护筒无法下沉　　为防止新增混凝土桩基施工过程中塌孔，

7、钻孔施工前，施工单位在桩位处进行了钢护筒振动下沉施工。由于桩位处砂层主要为中砂和粗砂，且较为密实，钢护筒刚进入砂层便不再下沉，受桥下净空限制，更大吨位的振动锤也无法进入，且对原结构造成的扰动难以估量。　　4.2桥台持续前倾　　施工单位按照原桥台加固方案的要求对桥台台前填土进行了开挖，台前填土开挖后，恰逢广州梅雨季节，基坑严重进水，原桥台承台完全浸泡在水中。在台后土压力和雨水的共同作用下，桥台前后原有平衡被打破，桥台前墙开始向临空面前倾。为防止桥台失稳，施工单位立即对基坑进行了回填处理，基坑回填后，桥台前倾并未停止，情况十分危急。　　4.3高压

8、旋喷桩失败　　由于钢护筒无法下沉，桥台前倾持续前倾，当务之急是寻找一种有效的防止塌孔的方法。业主单位组织了桥台桩基专项施工方案评审会，会议研究决定在砂层分布区域采用