微型桩在桥梁中的应用与施工

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1、微型桩在桥梁中的应用与施工【】随着我国社会经济的快速发展，微型桩在桥梁中的应用也越来越重要。本文以某大桥基础的加固实例，主要对微型桩的构造、施工方法及在建筑行业应用的概况，分析了微型桩在路桥工程中的应用。　　【关键词】微型桩特点基础加固设计施工　　概括　　该大桥是某省道118线太平场路段的一座大桥，桥宽为23m，上部构造为9×16m等跨钢筋混凝土T形梁桥，总长为148.04m。下部构造为3柱式墩、台，钻孔灌注桩基础。设计荷载为：汽车-20级，挂车-100。该桥建于20世纪90年代初，建成后，由于上下游河床长期人工取砂，经多年的水流冲刷，河床下降严重。据实地调查，除1号、

2、8号墩因位于河岸上，未见严重冲刷外，该桥2～7号桥墩均有不同程度的冲刷现象，尤其6号、7号墩冲刷最为严重，与原施工图比较，河床位置下降近4m。　　1、大桥加固设计及微型桩施工流程　　该桥原设计的桥墩桩基横系梁是埋于河床下的，现横系梁已普遍露出河床2～4m。被冲刷后外露的桩基，部分表面混凝土剥落，钢筋外露锈蚀。较早前，经有关部门检测，该桥上部构造及总体承载能力尚可。但是，由于该桥河床下4～5m为易于冲刷的砂砾层，若河床进一步冲刷，桩基钢筋进一步氧化锈蚀，势必严重削弱桥梁的承载能力，进而影响桥梁的整体稳定。为保证桥梁的正常使用，必须对桥墩进行加固。具体措施是：桥墩每个桩采用

3、4根<30cm的微型桩，对2～7号桥墩进行加固。　　1.1、加固设计　　某大桥桥墩原设计的桩基，为3桩式单排钻孔灌注桩，单桩直径为1.2m，桩身穿过2～4m的粉质粘土层和4～5m砂砾层，桩尖支承于风化泥岩之中。桩基平均长度为14m，每个桥墩均设置了横系梁。　　(1)原桥墩受力分析。　　单跨T形梁恒载为289.3t，二期恒载为99.9t，控制设计的活载反力为210.5t，盖梁恒载84.5t，系梁恒载为48.2t，单根φ1.0m的立柱恒载为8t。则原桥墩平均每根桩应承受的竖向外力为：　　PP=(289.399.9210.584.548.2)/38=252.1t。　　考虑到桥

4、墩的偏载，单桩须承受的最大竖直荷载为：Pmax=352.9t。　　(2)现桥墩单桩竖向容许承载力分析。　　按河床冲刷较为严重的7号桥墩考虑，原设计桩长为14.4m，已被冲刷4m，按继续冲刷3m计算，现有桩基入土长度L=14.4-7=7.4m，按《公路桥涵地基与基础设计规范》(以下简称“桥基规”)的摩擦桩公式计算，则：　　[P]桩=0.5(U·L·TPA·QR)式中：U为桩周长度；TP为桩侧土平均极限摩阻力；L为桩的有效入土长度。根椐桥位地质情况，按“桥基规”的规定取值并计算得U=3.77m，A=1.13m2，QR=662.48kPa，TP=100.54kPa，则：　　[

5、P]桩=0.5×(3.77×7.4×100.541.13×662.48)=1776kN≈178t。　　(3)承台及传力锚设计。　　承台平面尺寸为2.6m×3.0m，厚度为1.4m，承台顶面基本与河床平。微型桩伸入承台20cm，微型桩的钢管骨架伸入承台50cm。承台构造见图1所示。　　　　图1微型桩基础加固构造单位：cm　　　　考虑到微型桩通过承台与旧桩一起共同承担桥墩荷载，为使微型桩与旧桩基能够紧密合作，承台与旧桩相接处，旧桩四周植入钢筋，并与承台底和承台顶的钢筋焊接。此外，承台至原桩基横系梁之间的高度段，将桩径1.2m的旧桩扩大至1.6m，并在桩周按普通钻孔灌注桩配置

6、钢筋，纵向钢筋伸入承台内，在原桩的四周植入钢筋并与新设的纵向钢筋相接。使新增纵筋、旧桩植筋和承台钢筋一起，形成锚块骨架。新增截面混凝土与承台浇筑成整体，形成锚块。锚块构造见图2所示。　　　　图2微型桩与原有桩基的连接锚块构造单位：cm　　(4)微型桩设计。　　考虑用微型桩补充原桥墩桩基的不足，并使原桩基与微型桩共同承受桥墩竖向荷载。按桥墩单桩最大外力和最不利冲刷情况考虑，原桥墩每根桩设置4根微型桩，若平均每根微型桩要承担的外荷载为P′，则有：P′=(Pmax-[P]桩)/4=(352.9-178)/4=43.72t，考虑偏载后Pmax′=61.2t。　　微型桩的桩径采用

7、φ30cm，考虑到微型桩的口径较小，忽略桩尖承载力，按摩擦桩计算，若每根微型桩的有效入土深度为L′，则有：L′=2Pmax′/U.TP　　因微型桩施工是采用压力注浆，尤其对于砂砾土及风化岩而言，实际注浆量与理论注浆量之比可达2.1～3.5，这意味着微型桩注浆后，多余的浆液将在桩周形成“桩瘤”，或进入桩周土层，对土层起固结作用，使桩周土的极限摩擦力增大。根据河床工程地质情况，按规范中关于摩擦桩的有关规定，并取大值计算得TP=168.8kPa，U=0.942m，则可算得微型的有效长度：L′=7.7m，取8m。考虑3m的冲刷深度，则微型桩的实际