微型桩技术在公路路桥建设中的应用——以某公路路桥建设为例

微型桩技术在公路路桥建设中的应用——以某公路路桥建设为例

卢琼吴雄

卢琼吴雄上饶市公路管理局余干分局335100

摘要本文结合笔者多年的工作经历，从微型桩施工方法与特点入手，阐述了微型桩的施工技术。

关键词公路路桥建设微型桩施工技术

微型桩用途广泛，其采用压力灌浆，使桩与土体的关系变得更为复杂，到目前为止，微型桩的设计计算尚未形成系统的理论，其配置桩径、桩长等，仍然依赖于实践和经验。

1．微型桩施工方法

与普通钻孔灌注桩相比，所不同的是，由于微型桩口径较小，须用不同的钻孔机具成孔，而且，微型桩须采用压力灌浆。与普通钻孔灌注桩相比，微型桩更为灵活方便，可根据使用的目的不同而灵活布置。微型桩的施工方法一般如下。

(1)成孔:一般可采用地质钻机进行钻孔，根据不同的工程地质情况，可以采用干成孔或循环泥浆护壁成孔。(2)清孔:如采用循环泥浆成孔，则钻至所需深度后，用冲水清孔；如采用干成孔时，则需反复提钻取土清孔(3)植入加劲钢材及注浆管:清孔完成后，须立即植入加劲钢材和注浆导管，其中加劲钢材，可以根据设计使用的不同目的，而采用钢筋笼(孔径较大时)、单根钢筋(孔径较小时)、钢管或其他型钢。(4)压力灌浆:可以先向孔内投入粒径为1～3cm的碎石，然后，向孔内灌注纯水泥浆或水泥砂浆，也可以不投入碎石而直接向孔内用压力灌注水泥砂浆。

2．微型桩的主要特点

(1)施工迅速安全，施工机具小，用普通的地质钻机甚至是手摇钻就能成孔。(2)所需施工场地较小，在平面尺寸为1.1m×2.5m和净空高度2.5m，即可施工，且桩孔距构造物边缘最近距离小，仅为35cm。(3)布置灵活方便。(4)网状布置的微型桩群桩体系具有较好的承载能力，群桩中的单桩可以承受拉应力、压应力、剪力和弯曲应力。(5)竖直承载力高。(6)竖直受荷沉降量小。(7)桩孔孔径小，因而对基础和地基土产生的附加应力甚微，施工时对原有基础影响小；不干扰构造物的正常使用。(8)能穿透各种障碍物，适用于各种不同的土质条件。(9)渗透性压力灌浆对桩周土壤产生固结效果，且立竿见影。综上所述，微型桩的主要特点是:工作场地要求低，承载力高，沉降量小，施工时对构造物的正常使用影响较小，是建筑物基础加固的好方法。多年来，微型桩在土建工程中应用的成功实例不胜枚举。但是，微型桩用于桥梁加固的案例尚不多见。本文试图通过某路桥基础的加固实例，说明微型桩不仅在土建工程中能发挥效用，在路桥工程中也大有作为。

3．工程实例

3.1路桥概述。某路桥桥宽为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、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。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。

3.2加固方案。该路桥交通量较大，加固维修时不便中断交通。该桥的病害主要是由于河床降低造成桩基外露和钢筋锈蚀，导致承载能力降低。也就是说，该桥的加固目的是要提高桩基的承载能力，并防止水流对桩周的冲刷，保持桩基的稳定。但是，必须在不中断交通的情况下，并在仅有6m净空的桥下，进行桩基加固作业。在这种情况下，若采用浅基础加固方案，则难以遏止河床继续冲刷后的淘空；而深基础中的普通钻孔灌注桩、打入桩等加固方案，就算忽略在已有桥墩旁钻掘出过大的孔洞或打桩时过大的震动对原结构造成不良影响，也无法在高度有限的桥下进行施工。经过分析比较，微型桩加固方案就成了必然的选择。微型桩加固方案，不但可以在不中断交通的情况下施工，而且可以在加固施工对地基及原桥墩产生的不利影响降至最小的前提下，达到加固的目的。具体措施是:桥墩每个桩采用4根φ30cm的微型桩，对2～7号桥墩进行加固。

3.3加固设计。该路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112m，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。

3.4微型桩的施工。微型桩的施工工序为:围堰→成孔→清孔→安放φ20钢管→压浆成桩→安放微型桩顶板→植筋

设置承台及锚块钢筋→浇筑承台与锚块。

(1)围堰:采用双层草袋围堰。(2)成孔:采用地质钻泥浆循环护壁成孔，穿过砂砾层采用钢护筒护孔。(3)清孔:水冲清孔。(4)安放φ20钢管:由于桥下净空的限制，钢管须分3节安放。第1节、第2节长4.5～5m，第3节视各桩实际长度而定。先将第1节放入孔内，然后与第2节焊接…。第1节钢管在底端2m范围内，四周钻出φ2cm的压浆孔，间距为30cm，用气囊密封器密封；钢管底端与桩孔底留出5cm的间隙，以保证浆液顺利地通过管底向上翻出。(5)压浆成桩:先向孔内抛入粒径为1～3cm的小石子，然后向钢管内注入水泥砂浆，直到满溢为止。注浆压力不小于013MPa，水灰比采用117。为了尽可能地减少钻孔对原桩基的不良影响，同一桩基的4根微型桩，应逐根施工，待先完成的桩达到一定强度后，再行第2根桩的施工。(6)浇筑承台与锚块:微型桩加固成功与否，承台与锚块是关键，它是新老桩紧密合作的保证。在浇筑混凝土时，须将旧混凝土接触面去除碳化表层，露出新鲜骨料；对有钢筋锈蚀现象的桩基，须凿除保护层，对钢筋除锈后，在接触面涂上一层E200界面胶，才可浇注混凝土。

微型桩的应用历史悠久，在土建工程中积累了不少的经验，不管是在基础托换或基坑支护，还是边坡防治，均有不少的成功实例可以借鉴。由于微型桩的施工工艺并不复杂，造价也不高，在公路桥梁工程中，特别是在旧桥基础加固，高填、深挖路基边坡的滑坡防治，路基挡土墙地基处理及旧墙基础加固方面，均可大有作为，值得大力推广应用。

参考文献

【1】苏荣臻;郑卫锋;鲁先龙;程永锋;;软土地区杆塔基础微型桩抗拔特性试验研究[J];电力建设;2008年12期

【2】周勇发，蔡兴杰，龚健;软土地基中杆塔微型桩基础的设计方法研究[J];工业建筑;2005年S1期

【3】苏荣臻;郑卫锋;鲁先龙;;压力注浆对微型桩抗拔承载力影响的试验对比[J];工业建筑;2011年01期

【4】吕凡任，陈仁朋，陈云敏，应建国;软土地基上微型桩抗压和抗拔特性试验研究[J];土木工程学报;2005年03期