CN103898839A - 一种桥梁增补桩预压加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种桥梁增补桩预压加固方法，步骤如下：先制作增补桩钢筋笼，布设压力传感器；在原旧桩周边成孔，下增补桩钢筋笼，灌注混凝土成型后即为增补桩；预埋千斤顶、主筋套管；往承台钢筋笼浇筑混凝土，到达养护时间后即为新增承台；进行增补桩预压，且分复数级进行渐进式预压；判断增补桩是否发生急剧沉降、长时间不稳定或上抬的现象；若是，则暂停或停止加载并查明原因，若否，则继续进行预压直至达到最大预压载荷，最后结束预压；封闭注胶；继续监测一段时间，待数值稳定后即可竣工。本发明能够有效的解决增补桩和旧桩之间应力的转化问题，可对承载力不足的桥墩桩基基础进行有效的加固。

Description

一种桥梁增补桩预压加固方法

【技术领域】

本发明涉及一种桥梁增补桩预压加固方法。

【背景技术】

随着我国国民经济的日益发展，交通运输量也快速增长。桥梁是公路交通的咽喉,其质量直接影响整条线路的畅通。随着桥梁使用年限的增长以及桥梁负荷的日趋增大,我国很多桥梁均出现了破损，危桥总公里数惊人。究其原因，有几个方面的因素：自然环境影响、施工质量不良和实际交通组成的变化及超载车辆的影响。这些导致了现在许多桥梁不能达到原设计的使用年限，就成为了危桥，如果继续使用，则容易出现工程事故。这其中，桩基础的承载力不足，更是各种桥梁事故主要原因之一。

若将危桥拆除重建，不仅要耗费大量资金，而且工期较长，影响交通。较为合理、实际可行的方法应该是有计划、有步骤地对现有旧桥进行加固改造。桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命。用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的需求，还可以缓和桥梁投资的集中性，为国家带来巨大的经济和社会效益。桥梁的加固设计必须本着“科学安全、简便经济”的基本原则。桥梁的加固设计理念也必须是要不断的创新，不断的发展。因此研究如何修复、加固这些有安全隐患桥梁已成为当今桥梁工程的重要课题，其中，桥梁的桩基加固更是桥梁加固的重点和难点之一。

目前桥梁桩基的加固的方法一般有人工地基加固、扩大基础和增补桩基础加固法，这些方法各有其适用条件。最常用的加固法是“增补基础加固法”但它在目前的使用中存在许多不足，特别是，传统的增补桩加固法无法有效地解决新旧桩之间应力转换的问题，导致新桩不能及时发挥承载效果，甚至加重了旧桩的负担。

目前增补基桩加固的施工方法是：当新增桩施工完成后，直接在桩顶上浇灌包裹旧桩的承台。虽然新旧工程桩经承台的连接形成一个整体，但由于新桩的时间和变形效应无法马上承担荷载。简单地说，就是新桩的沉降在短期内并未稳定，在一段时间内还要发生较大的沉降，同时，由于新旧桩是通过刚度很大的承台连接的，所以，由于新桩的沉降还增加了旧桩的负担。只有随着时间的推延，旧桩基础变形的进一步发展，增补的新桩才能开始发挥作用。所以，对传统的方法，新桩的沉降将使既有旧桩基础加重负担，而且变形发展的时间周期难以控制。产生上述问题的原因，主要是新旧桩基础的无论是桩端还是桩周的应力和应变状态不同，而承载力的发挥是建立在一定桩土相对位移（即沉降）的基础上的，也就是说，新桩承载力的发挥，需要旧桩沉降量的进一步扩大，然后二者才能逐步协调一致共同抵抗上部荷载，这对桥梁的加固效果是很不利的。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种桥梁增补桩预压加固方法，能够有效的解决增补桩和旧桩之间应力的转化问题，可对承载力不足的桥墩桩基基础进行有效的加固。

本发明是这样实现的：

一种桥梁增补桩预压加固方法，所述方法包括如下步骤：

步骤10、制作增补桩钢筋笼，且主筋高出增补桩钢筋笼一段高度，在增补桩钢筋笼顶部以下1～1.5m处布设复数个压力传感器；

步骤20、在原旧桩周边成孔，然后下增补桩钢筋笼，最后往增补桩钢筋笼内灌注混凝土成型后即为增补桩，且成型后的增补桩的顶端预留出高出增补桩钢筋笼一段高度的主筋；

步骤30、在增补桩顶中间位置用砂浆找平并粘贴一承载钢板，然后将千斤顶倒置安放于承载钢板正中间,并加模板隔离，防止与混凝土粘结；往预留出的主筋上套设套管，且套管的直径大于主筋使得主筋在套管中可自由上下移动，再将套管的顶部密封防止异物进入；

步骤40、将套有套管的主筋伸入预制的承台钢筋笼，再浇筑混凝土，到达养护时间后即为新增承台；

步骤50、采用慢速维持载荷法进行增补桩预压，且分10级进行渐进式预压，每级预压压力以预设的预压载荷的1/10进行递增；

步骤60、每级载荷施加后，根据压力传感器的变化值，判断增补桩是否发生急剧沉降长时间不稳定或上抬的现象；若是则暂停或停止加载并查明原因，若否，则继续进行预压直至达到最大预压载荷，最后结束预压；

步骤70、预压完成后，对套管缝隙及新增承台与增补桩的外表缝隙采用结构胶进行注胶封闭；最后对压力传感器和千斤顶的压力数值监测一段时间，待数值稳定后即可竣工，竣工后仍可长期监测，以获取长期应力变化数据。

进一步的，所述步骤10中，还根据需要在各土层交界处布设复数个压力传感器。

进一步的，本发明还包括步骤80、竣工后仍对压力传感器的压力数值进行长期监测，以获取长期应力变化数据。

本发明具有如下优点：

（1）本发明的增补桩预压技术能很好地解决现有技术没有解决的新旧桩协同受力的问题。其原理是：采用预压技术使增补桩产生一定的位移，并对应变进行长时期监测，从而使新增补桩的沉降在短时间内达到相对稳定。此后再将增补桩通过新增承台与旧承台进行连接，达到新旧桩在短期内协调工作的目的。

（2）本发明在增补桩桩顶预埋千斤顶，主筋外加设套管隔离承台，然后进行承台浇筑，此后对增补桩进行预压。最后对增补桩与新增承台及套管空隙进行封闭压力注胶，这种施工工艺预留缝隙小，便于后期注胶封闭，同时，千斤顶永久埋入，防止了预应力的松弛。而现有的托换技术工艺复杂，所需要的预留空间巨大，后期浇筑困难。同时，现有技术加压后需要取出千斤顶，无法维持荷载。再者，现有技术所加压力亦是估算值，没有有效的监测手段，无法对桩身应力状况及加固效果进行定量分析。

（3）本发明在增补桩施工时埋设有压力传感器，预压时，分级加载，实时监测应力应变情况，评价桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥，预压完成后，进行长期的监测，此方法可以了解增补新桩的施工期和施工后的受力情况，并为日后的设计、施工提供宝贵的资料。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明方法流程示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，对本发明的实施例进行详细的说明。

本发明涉及一种桥梁增补桩预压加固方法，所述方法包括如下步骤：

步骤10、制作增补桩钢筋笼，且主筋高出增补桩钢筋笼一段高度，在增补桩钢筋笼顶部以下1～1.5m处布设3-4个压力传感器，并可根据需要在各土层交界处布设复数个压力传感器；

步骤20、在原旧桩周边成孔，然后下增补桩钢筋笼，最后往增补桩钢筋笼内灌注混凝土成型后即为增补桩，且成型后的增补桩的顶端预留出高出增补桩钢筋笼一段高度的主筋；

步骤30、在增补桩顶中间位置用砂浆找平并粘贴一承载钢板，然后将千斤顶倒置安放于承载钢板正中间,并加模板隔离，防止与混凝土粘结；往预留出的主筋上套设套管，且套管的直径大于主筋使得主筋在套管中可自由上下移动，再将套管的顶部密封防止异物进入；

步骤40、将套有套管的主筋伸入预制的承台钢筋笼，再浇筑混凝土，到达养护时间后即为新增承台；

步骤50、采用慢速维持载荷法进行增补桩预压，且分10级进行渐进式预压，每级预压压力以预设的预压载荷的1/10进行递增；所述慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定：每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，采集应变计对应的变化值。沉降相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次。当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。直至达到设计要求的最大加压载量。

如果发生急剧沉降（以后一级沉降大于前级沉降的5倍为标准），或某级荷载下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量2倍，并经24h尚未达到相对稳定标准。

步骤60、每级载荷施加后，根据压力传感器的变化值，判断增补桩是否发生急剧沉降长时间不稳定或上抬的现象；若是则暂停或停止加载并查明原因，若否，则继续进行预压直至达到最大预压载荷，最后结束预压；

步骤70、预压完成后，对套管缝隙及新增承台与增补桩的外表缝隙采用结构胶进行注胶封闭；最后对压力传感器和千斤顶的压力数值监测一段时间，待数值稳定后即可竣工。

所述注胶封闭具体为：预压完成后，对桩顶与承台间的外表缝隙采用结构胶进行封闭，预埋管设置两到三个排气孔。封闭桩顶与承台间的外表缝隙的结构胶固化后，对钢管进行注胶。由先流出胶的排气孔一侧向另一侧方向推进灌胶，且要隔孔灌胶，以便更好的把缝隙内空气排出。在保证注胶顺畅的情况下，采用较长的注胶时间，可获得更好的注胶效果。当最后一个出浆口出胶且出胶速率保持稳定后，再保持10钟左右即可停止注胶。注胶过程中，要密切观察是否有漏胶部位，若有，要及时进行封闭。若其他孔有浆溢出，要让其流出一段时间后，再进行封闭（防止孔内残留空气），以便提高注胶效果。孔内胶液注满后，要及时封闭注胶管，避免胶液倒流。注胶结束后，现场要清理干净，保证工作面的平整整洁。

步骤80、竣工后还可继续对压力传感器的压力数值进行长期监测，以获取长期应力变化数据。

本发明具有如下优点：

（1）本发明的增补桩预压技术能很好地解决现有技术没有解决的新旧桩协同受力的问题。其原理是：采用预压技术使增补桩产生一定的位移，并对应变进行长时期监测，从而使新增补桩的沉降在短时间内达到相对稳定。此后再将增补桩通过新增承台与旧承台进行连接，达到新旧桩在短期内协调工作的目的。

（2）本发明在增补桩桩顶预埋千斤顶，主筋外加设套管隔离承台，然后进行承台浇筑，此后对增补桩进行预压。最后对增补桩与新增承台及套管空隙进行封闭压力注胶，这种施工工艺预留缝隙小，便于后期注胶封闭，同时，千斤顶永久埋入，防止了预应力的松弛。而现有的托换技术工艺复杂，所需要的预留空间巨大，后期浇筑困难。同时，现有技术加压后需要取出千斤顶，无法维持荷载。再者，现有技术所加压力亦是估算值，没有有效的监测手段，无法对桩身应力状况及加固效果进行定量分析。

（3）本发明在增补桩施工时埋设有压力传感器，预压时，分级加载，实时监测应力应变情况，评价桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥，预压完成后，进行长期的监测，此方法可以了解增补新桩的施工期和施工后的受力情况，并为日后的设计、施工提供宝贵的资料。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种桥梁增补桩预压加固方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤10、制作增补桩钢筋笼，且主筋高出增补桩钢筋笼一段高度，在增补桩钢筋笼顶部以下1～1.5m处布设复数个压力传感器；

步骤20、在原旧桩周边成孔，然后下增补桩钢筋笼，最后往增补桩钢筋笼内灌注混凝土成型后即为增补桩，且成型后的增补桩的顶端预留出高出增补桩钢筋笼一段高度的主筋；

步骤30、在增补桩顶中间位置用砂浆找平并粘贴一承载钢板，然后将千斤顶倒置安放于承载钢板正中间,并加模板隔离，防止与混凝土粘结；往预留出的主筋上套设套管，且套管的直径大于主筋使得主筋在套管中可自由上下移动，再将套管的顶部密封防止异物进入；

步骤40、将套有套管的主筋伸入预制的承台钢筋笼，再浇筑混凝土，到达养护时间后即为新增承台；

步骤50、采用慢速维持载荷法进行增补桩预压，且分10级进行渐进式预压，每级预压压力以预设的预压载荷的1/10进行递增；

步骤60、每级载荷施加后，根据压力传感器的变化值，判断增补桩是否发生急剧沉降长时间不稳定或上抬的现象；若是则暂停或停止加载并查明原因，若否，则继续进行预压直至达到最大预压载荷，最后结束预压；

步骤70、预压完成后，对套管缝隙及新增承台与增补桩的外表缝隙采用结构胶进行注胶封闭；最后对压力传感器和千斤顶的压力数值监测一段时间，待数值稳定后即可竣工。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁增补桩预压加固方法，其特征在于：所述步骤10中，还根据需要在各土层交界处布设复数个压力传感器。

3.根据权利要求1或2所述的一种桥梁增补桩预压加固方法，其特征在于：还包括：

步骤80、竣工后仍对压力传感器的压力数值进行长期监测，以获取长期应力变化数据。

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