路桥施工中桩基加固技术的研究

路桥施工中桩基加固技术的研究

文章主要对路桥施工中桩基加固的钻孔灌注桩技术、后压浆技术和高强复合纤维预应力加固技术进行了介绍，旨在为提高路桥桩基的承载力，以及其加固技术的研究提供一定的参考。

标签：路桥施工；桩基；加固；技术

1 钻孔灌注桩技术

灌注桩即是在施工现场采用机械钻孔、钢管挤土或者人力挖掘等手段从而在地基土中形成的桩孔。桩孔形成后在其内部放置钢筋笼，然后再进行混凝土灌注形成的桩。

1.1 加固机理

首先，改善了持力层，提高了桩的承载力。在钻孔灌注桩施工中，沿桩钢筋笼外壁进行钢管的埋设，在桩混凝土的强度达到要求后，将水泥浆液通过钢管压入桩端的碎石层孔隙，水泥浆液随着碎石层的孔隙向四周扩散。对于单桩来讲，向四周的扩散如同增加了桩端的直径，而向下的扩散就如同增加了桩的长度，通过浆液的连结，使得原本松散的碎石层成为一个高强度的结合体，满足结构的承载力要求。

其次，加大桩径，提高侧摩阻力。通常情况下，桩端的承载力和测摩阻力受到桩孔内沉渣、桩孔较大的落差和孔壁泥皮的影响。而将水泥浆液压入桩端后，能够首先与桩端的沉渣以及离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，从而增强了该部分的密实度，提高其承载力；当水泥浆液沿着孔桩的桩身与土层的结合层上返时，能够有效的消除泥皮，从而提高桩侧摩阻力，并随着浆液的横向渗透，起到了加大桩径的作用，提高桩体底层的应力效应及荷载的传递。

1.2 钻孔灌注桩施工技术

1.2.1 护筒埋设

为了保护孔口，维护水压力，通常在冲孔桩桩口的位置设置钢护筒或砼护壁。若采用钢护筒，其厚度应在8-10mm之间，直径应大于冲击钻头200mm，并在上部设置两个溢浆孔。护筒埋设时，其中心与桩位中心的偏差应小于50mm，而埋设的深度应超出回填土层1m以上。在护筒埋设完成后，就位成孔机械设备，将其用揽风绳固定并保持平衡，其中天车滑轮外中心应与钻头中心、护筒中心保持一致。

1.2.2 成孔施工

通常采用反循环回转钻机进行成孔，为保证其适应性，需要根据施工现场的地质环境条件，进行钻孔设备与施工工艺的试验。如在开始冲击时采用低锤密击，冲程小于1m。而在钻孔施工中，需要对钻机进行调平，对着钻孔将钻头缓慢吊入护筒，对准桩位后开启泥浆泵和转盘，待孔内的泥浆达到一定的高度时进行钻孔。慢速推进钻机，在导向部位没入土层后进行最大速度的钻进。在钻进的过程中，需要连续补充泥浆，从而避免造成坍塌的现象。

1.2.3 钢筋笼制作与放置

钢筋笼的制作材料需要检验合格，一般为整条钢筋，制作时要严格按照图纸的要求进行。钢筋笼制作完成后，应及时使用吊车将其进行安装，正确选择吊点位置，防止钢筋笼在安装完成后发生变形。

1.2.4 混凝土灌注

混凝土的灌注前需要在对钻孔进行二次清理，应保证桩底的沉淀厚度与泥浆的检测指标达标，避免对灌注质量造成影响。混凝土灌注时，孔底到导管下口的距离应保持在40cm左右，并且需要对混凝土顶面高度进行连续性的检测，将导管的埋设深度控制在2-6m之间。此外，进行混凝土灌注需要对灌注的速度与导管的位置根据实际情况进行调整，应避免混凝土与钢筋笼之间的距离超过2m，此时就需要减缓灌注的速度以便减小对钢筋笼的冲击。在灌注快结束时，需要对导管的高度进行控制，从而增强混凝土的密实度与压力等。

2 后压浆技术

为保证桩基的承载力，通常通过提前埋设的压浆管对桩基灌注结束后的桩底，桩周进行压浆工艺。压浆前根据与试压来确定不同桩径的压浆量、桩长与桩径间的曲线关系，以及压浆量与压力的关系，确定相关参数后进行大面积施工。在施工中，需要对压浆量预压力进行记录。

2.1 设定压浆参数

压浆参数主要包括水灰比、注浆压力与注浆压力终止等。首先，水灰比需要根据施工场地土的饱和度与渗透性来确定。当土成饱和状态时，水灰比在0.45～0.65之间；当土不饱和时，水灰比通常为0.7～0.9。若水泥浆水灰比较低，则应掺入一定量的减水剂；若注浆较少，压力较大，则可适当增大水灰比。其次，压浆的总量受桩间距离与持力层孔隙率的直接影响，当桩间距在4～5m时，软石含量在50%～70%之间的砂泥软石土层，其压浆量为115～210t左右。

2.2 后压浆施工技术

2.2.1 布置压浆管。通常注浆灌注桩在施工中均设置成3根一体的方式，并采用超声波进行管内的检测，其长度需要满足要求，灌注桩桩底延长从低端到高端的35cm，高桩50cm，钢筋笼采用对称布局，管与管之间通过螺纹进行连接。

采用“你”字型钢板焊接或者绑扎进行注浆管与钢筋笼的固定。桩端的注浆管被固定在钢筋箍内，设置主杆，并且每一个带箍都具有一个据定点。

2.2.2 压水试验。在成桩3天后用压浆泵从1#压浆管压入清水对孔底泥浆进行冲洗，当2#和3#压浆管出清水时冲洗完成。压水试验的目的在于疏通压浆通道并对压浆的相关参数进行相应的调整。

2.2.3 压浆施工。压浆时，采用承台群桩进行一次性压浆，首先对周圈桩进行施工，然后进行中间桩的施工。压浆采用两根桩循环压浆，即对第一根桩的A管进行压浆（压浆量70%），然后对第二桩的A管进行压浆；完成后依次进行第一根和第二根桩的B管的压浆，这样能够压浆30～60min的时间间隔，实现水泥浆在土体间的充分扩散。

2.2.4 质量检验。压浆完成后，施工单位需要提供相应的质量检测报告，主要包括水、水泥以及其他各种外加剂的质量检测。同时还需要提供压力表的质量检定证书以及工程各项设计参数及试验与操作的记录等。然后相关部门将对桩基的加固实际效果进行检测，包括桩底的密实度、浆液的均匀度以及浆液的尝试等。每处的检测数量在两根桩以上的，均需要钻芯取样。

3 高强复合纤维预应力加固技术

体外预应力加固混凝土结构，能显著提高结构是承载力和抗裂度，改善结构的应力状态。为了保证施工质量，提高路桥桩基的承载力，许多新型材料被用于路桥施工中，如高强度复合纤维材料的应用，就较大程度的提高了建筑混凝土结构的强度，该材料主要是由复合纤维材料与树脂组合而成，具有较高的强度。

3.1 预应力加固原理

预应力加固是采用外加预应力对混凝土结构实现的加固，通过预应力手段强迫后加部分改变原结构的内力并降低其应力水平，使得加固结构中所特有的应力应变滞后而得以完全消除，从而实现后加部分与原结构的共同合作，提高结构的总体承载能力。

3.2 施工要求及施工内容

首先，对树脂进行配制，特种环氧树脂的配制需要将A和B两种组分按照100：34.5进行混合，环境温度应控制在20℃左右，进行5min低速的搅拌，若温度较低，则搅拌6～8min；混合后的树脂需要在2h内使用完。其次，为了进一步的提高路桥施工混凝土结构的强度与稳定性，在采用高强度复合纤维材料进行加固时需要严格按照加固的施工技术要求进行施工。

3.2.1 加固结构的清洁与平整。被加固的桩基结构需要进行清洁与平整，除去尖角与突起物，对梁柱封闭包裹位置的棱角进行打磨，使之成为半径为20mm的圆角。

3.2.2 加固前修复。当混凝土存在剥落时，应在修复后进行粘贴；对结构表面宽度超过0.3mm的所有裂缝采用环氧树脂进行灌注。

3.2.3 涂刷环氧树脂底层。在粘贴前，需要在结构的表面涂刷特种环氧树脂作为底层，1h后再将充分浸湿的纤维布粘在结构的表面。

4 结束语

采用钻孔灌注桩技术、压浆技术与预应力加固技术能够有效的实现对路桥桩基的加固处理，同时提高了施工的质量，并降低施工的成本，具有较高的推广与应用价值。

参考文献

[1]李琰.关于路桥施工中桩基加固技术的研究[J].科技创业家，2014.

[2]兰彩霞.关于路桥施工中桩基加固技术的研究[J].黑龙江科技信息，2013.

[3]钟耀新.关于路桥施工中桩基加固技术的研究[J].商品与质量·建筑与发展，2014.