CN110820817A - 一种桥梁墩柱桩基组合纠偏方法 - Google Patents

Abstract

一种桥梁墩柱桩基组合纠偏方法，包括：不对称土方卸载：针对不对称堆载一侧进行分级卸载，卸载平台宽度需满足后续施工要求，在确保卸载减压的同时，不应对邻近的墩柱产生不利影响；承台周边清障：在承台主动侧进行土方开挖卸荷；墩顶纠偏千斤顶安装、滚动支座更换；主动区应力解除孔施工；高压喷射控制式纠偏施工；墩顶纠偏反力协同施工；实时监测。本发明提供了一种软土地基中上下协同、实时可控的墩柱和桩基纠偏组合技术，可实现墩柱及桩基同时纠偏回位，且不会导致墩柱和桩基发生附加内力，克服了纠偏的盲目性和不可控性，结合实时监测数据实现纠偏工作的上下协同和可控性。

Description

一种桥梁墩柱桩基组合纠偏方法

【技术领域】

本发明属于桥梁工程岩土地基基础的技术领域，具体是指一种桥梁墩柱桩基组合纠偏加固方法。

【背景技术】

在我国，软土分布地区很广，主要是在沿海地带及平原低地、沼泽地区，在内湖沼泽地区也常遇到软土。由于软土具有含水量高、抗剪强度低、压缩形变量大、流塑特性强等特点，在工程实践中因软土而引发的桥梁桩基础病害时有发生。除了因地基不均匀沉降导致桥面裂缝、行车舒适度差等病害外，施工堆载、路基填土或使用期间桥下大面积绿化填土等不均匀堆载将引发地基土发生侧向挤压，直接导致桥梁桩基发生偏位或倾斜，严重时甚至威胁桥梁的安全。

然而，当前桥梁墩柱及桩基纠偏技术仍较为有限，主要包括：

(1)梁体牵引纠偏法：依靠桥梁周边的锚固措施或顶推支座，牵引或顶推桥梁梁体，以纠正箱梁复位并更换支座。该技术仅能利用外力强行对桥梁梁体进行复位，难以有效对桥梁墩柱及桩基进行纠偏，且易引发附加内力，引发次生破坏。

(2)墩柱推拉纠偏法：依靠设置的锚固或顶推措施，牵引或顶推桥梁墩柱，必要时在堆载一侧进行钻孔或高压射水，以对桩基或墩柱周边土体进行应力解除，并纠正箱梁复位。该技术仅能利用外力强行对桥梁墩柱进行复位，但无法有效对深部桩体进行纠偏，且易引发附加内力并造成次生破坏。

(3)堆载反压法：结合桩基偏位情况，采取反向堆载的方法减小桩身侧移，缓解桩身内力，并采用深层地基土进行加固。该技术可在一定程度上对桩基进行纠偏复位，但该技术纠偏效果存在滞后性，难以有效控制纠偏力度，且纠偏后土体卸载仍可能产生不利影响。

(4)高压旋喷桩纠偏法：利用高压旋喷桩喷浆产生的挤土效应，借助受挤压土体的被动土压力对桩基础形成纠偏利用，该方法可从深处对桩基形成纠偏推力，避免因强行进行上部结构顶推而引发新的附加内力，但高压旋喷桩纠偏控制难度较大，需有效把控施工工艺指标，且应结合其他纠偏措施方可达到纠偏效果。

总之，上述纠偏方法均无法较为有效地实施深层桩基础纠偏，而主要是通过上部结构顶推进行墩柱纠偏，无法有效地实施桥梁纠偏施工，且易引发墩柱和桩基产生新的附加内力而引发新的破坏。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种软土地基上下协同的桥梁墩柱桩基组合纠偏加固方法，避免了高压旋喷桩纠偏控制难度大的缺点，真正实现纠偏工作的上下协同和可控性。

本发明是这样实现的：

一种桥梁墩柱桩基组合纠偏方法，包括如下步骤：

步骤a：不对称土方卸载：

针对不对称堆载一侧进行分级卸载，卸载平台宽度需满足后续施工要求，在确保卸载减压的同时，不应对邻近的墩柱产生不利影响；

步骤b：承台周边清障：

在承台主动侧进行土方开挖卸荷，开挖深度至承台下1.0～1.5m深度，并清除承台四周障碍物，尽可能减小墩基回位阻力，放坡坡率在确保坡体稳定的前提下，尽可能减小对邻近墩基的影响；

步骤c：墩顶纠偏千斤顶安装、滚动支座更换：

在土方卸载完成且监测数据稳定后，进行支座托换和滚动装置安装；为了避免因支座托换导致墩柱偏位加剧，在进行支座托换为滚动装置前，应先行确保纠偏千斤顶安装到位并顶紧，确保墩柱在支座托换过程中的安全；在顶升时，同排墩柱上的千斤顶同步顶升，并且以位移作为梁体顶升控制标准；顶升高度控制在4～5mm，将支座的承载力转换到滚轴装置上即可；

步骤d：主动区应力解除孔施工：

在支座托换完成后，开始对基桩后侧的土拱范围内淤泥进行应力解除，减小作用于基桩上的不平衡土压力；

应力解除采用地质钻机进行钻孔，孔径大于200mm，间距以不发生串孔为准；

为了确保纠偏同步、协调，并避免凿除墩柱、桩基的二次损伤，在纠偏过程中应确保钻机对称钻孔；

在钻孔过程中，加强墩柱偏位监测，并结合墩柱偏位情况进行实时反分析，并根据调整钻孔排数、深度及范围；

步骤e：高压喷射控制式纠偏施工：

利用高压旋喷施工时产生的浆液压力，对桥梁基桩进行纠偏；

高压旋喷桩采用双重管旋喷工艺，重点针对桩后2倍桩径范围内土体进行纠偏；

步骤f：墩顶纠偏反力协同施工：

在纠偏过程中，若墩柱回偏速度较慢，则结合墩顶偏位施加一定纠偏反力；若墩柱回偏较为理想，则不考虑墩顶施加纠偏反力；

墩顶反力纠偏工序，具体包括：在支座荷载转换到滚轴装置上后，解除滚轴限位装置，采用手动油枪逐渐加压纠偏千斤顶；按每次加压10KN、逐级加压的方法操作，最大加载力小于150kN；每级加压完一次就保压观察，只要墩柱有移动就不再加压，直到不再移动时再加压；每次墩柱位移按照1cm的步长进行控制，在距离滚轴外侧1cm的地方设置限位块，防止移动过快造成二次损伤；经过反复调整千斤顶行程，逐步将位移的墩柱纠偏到原来的位置；

步骤g：实时监测：

在土方卸载前，进行监测点布设；监测点包括纠偏墩柱及邻近墩柱，每个墩柱应布设上、中、下三个监测点，同时进行墩柱的水平、竖向位移及垂直度监测，监测频率分别为：步骤a～c：2次/天；步骤d～f：实时监测。

本发明的优点在于：可避免发生梁体牵引纠偏法、墩柱推拉纠偏法只纠偏墩柱，而无法对桥梁桩基进行纠偏，且易引发附加内力的弊端，也克服了堆载反压法的的盲目性和不可控性；同时，采取滚动支座、墩顶纠偏反力、实时监测等措施，也避免了高压旋喷桩纠偏控制难度大的缺点，真正实现纠偏工作的上下协同和可控性。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的分级卸载示意图。

图2是本发明的承台主动区卸载示意图。

图3是本发明的纠偏千斤顶平面布置示意图。

图4是本发明的纠偏千斤顶立面布置示意图。

图5是本发明的应力解除孔布置示意图。

图6是本发明的高压喷射控制式纠偏施工示意图。

附图标记：1-桥墩(墩柱)，2-承台，3-桩基础，4-挡块，5-滚轴及调平钢板，6-支座垫石，7-顶升薄型千斤顶，8-纠偏薄型千斤顶，9-箱梁，10-上垫石中心线，11、支座与下垫石中心线，12-型钢套箍，13-应力解除孔，14-双管高压旋喷桩。

【具体实施方式】

一种桥梁墩柱桩基组合纠偏方法，包括如下步骤：

步骤a：不对称土方卸载：

针对不对称堆载一侧进行分级卸载，卸载平台宽度应满足后续施工要求，在确保卸载减压的同时，不应对邻近的墩柱产生不利影响，具体详见图1。

步骤b：承台周边清障：

在承台主动侧进行土方开挖卸荷，开挖深度至承台下1m深度，并清除承台四周障碍物，尽可能减小墩基回位阻力，放坡坡率在确保坡体稳定的前提下，尽可能减小对邻近墩基的影响，具体详见图2。

步骤c：墩顶纠偏千斤顶安装、滚动支座更换：

在土方卸载完成且监测数据稳定后，进行支座托换和滚动装置安装。

为了避免因支座托换导致墩柱偏位加剧，在进行支座托换为滚动装置前，应先行确保纠偏千斤顶安装到位并顶紧，确保墩柱在支座托换过程中的安全。在顶升时，同排墩柱上的千斤顶同步顶升，并且以位移作为梁体顶升控制标准。顶升高度控制在5mm，将支座的承载力转换到滚轴装置上即可，具体详见图3和图4。

步骤d：主动区应力解除孔施工：

在支座托换完成后，开始对基桩后侧的土拱范围内淤泥进行应力解除，减小作用于基桩上的不平衡土压力。应力解除采用地质钻机进行钻孔，孔径不小于200mm，间距以不发生串孔为准。为了确保纠偏同步、协调，并避免凿除墩柱、桩基的二次损伤，在纠偏过程中应确保钻机对称钻孔。在钻孔过程中，应加强墩柱偏位监测，并结合墩柱偏位情况进行实时反分析，并根据调整钻孔排数、深度及范围，具体详见图5。

步骤e：高压喷射控制式纠偏施工：

利用高压旋喷施工时产生的浆液压力，对桥梁基桩进行纠偏，高压旋喷桩采用双重管旋喷工艺，重点针对桩后2倍桩径范围内土体进行纠偏；同时，高压旋喷桩在纠偏完成后，亦对被动区土体有较强的加固作用。为了尽可能避免高压旋喷桩施工过程中对桥梁桩基的扰动，在施工过程中应严格控制施工顺序，确保对称施工，并在整个高压旋喷桩施工期间，均加强对墩柱的监测，具体详见图6。

步骤f：墩顶纠偏反力协同施工：

在纠偏过程中，若墩柱回偏速度较慢，可结合墩顶偏位施加一定纠偏反力；若墩柱回偏较为理想，则不考虑墩顶施加纠偏反力。墩顶反力纠偏工序：在支座荷载转换到滚轴装置上后，解除滚轴限位装置，采用手动油枪逐渐加压纠偏千斤顶；按每次加压10KN、逐级加压的方法操作，最大加载力不大于150kN；每级加压完一次就保压观察，只要墩柱有移动就不再加压，直到不再移动时再加压；每次墩柱位移按照1cm的步长进行控制，在距离滚轴外侧1cm的地方设置限位块，防止移动过快造成二次损伤；经过反复调整千斤顶行程，逐步尽量将位移的墩柱纠偏到原来的位置。

步骤g：实时监测：

在土方卸载前，应进行监测点布设，监测点包括纠偏墩柱及邻近墩柱，每个墩柱应布设上、中、下三个监测点，同时进行墩柱的水平、竖向位移及垂直度监测，监测频率分别为：a～c环节：2次/天；d～f环节：实时监测。

以上各环节应按顺序进行操作，具体操作进度结合实测数据进行调整。

本发明是一种软土地基中上下协同、实时可控的墩柱和桩基纠偏组合技术，可实现墩柱及桩基同时纠偏回位，且不会导致墩柱和桩基发生附加内力，克服了纠偏的盲目性和不可控性，结合实时监测数据实现纠偏工作的上下协同和可控性。

以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种桥梁墩柱桩基组合纠偏方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤a：不对称土方卸载：

针对不对称堆载一侧进行分级卸载，卸载平台宽度需满足后续施工要求，在确保卸载减压的同时，不应对邻近的墩柱产生不利影响；

步骤b：承台周边清障：

在承台主动侧进行土方开挖卸荷，开挖深度至承台下1.0～1.5m深度，并清除承台四周障碍物，尽可能减小墩基回位阻力，放坡坡率在确保坡体稳定的前提下，尽可能减小对邻近墩基的影响；

步骤c：墩顶纠偏千斤顶安装、滚动支座更换：

在土方卸载完成且监测数据稳定后，进行支座托换和滚动装置安装；为了避免因支座托换导致墩柱偏位加剧，在进行支座托换为滚动装置前，应先行确保纠偏千斤顶安装到位并顶紧，确保墩柱在支座托换过程中的安全；在顶升时，同排墩柱上的千斤顶同步顶升，并且以位移作为梁体顶升控制标准；顶升高度控制在4～5mm，将支座的承载力转换到滚轴装置上即可；

步骤d：主动区应力解除孔施工：

在支座托换完成后，开始对基桩后侧的土拱范围内淤泥进行应力解除，减小作用于基桩上的不平衡土压力；

应力解除采用地质钻机进行钻孔，孔径大于200mm，间距以不发生串孔为准；

为了确保纠偏同步、协调，并避免凿除墩柱、桩基的二次损伤，在纠偏过程中应确保钻机对称钻孔；

在钻孔过程中，加强墩柱偏位监测，并结合墩柱偏位情况进行实时反分析，并根据调整钻孔排数、深度及范围；

步骤e：高压喷射控制式纠偏施工：

利用高压旋喷施工时产生的浆液压力，对桥梁基桩进行纠偏；

高压旋喷桩采用双重管旋喷工艺，重点针对桩后2倍桩径范围内土体进行纠偏；

步骤f：墩顶纠偏反力协同施工：

在纠偏过程中，若墩柱回偏速度较慢，则结合墩顶偏位施加一定纠偏反力；若墩柱回偏较为理想，则不考虑墩顶施加纠偏反力；

墩顶反力纠偏工序，具体包括：在支座荷载转换到滚轴装置上后，解除滚轴限位装置，采用手动油枪逐渐加压纠偏千斤顶；按每次加压10KN、逐级加压的方法操作，最大加载力小于150kN；每级加压完一次就保压观察，只要墩柱有移动就不再加压，直到不再移动时再加压；每次墩柱位移按照1cm的步长进行控制，在距离滚轴外侧1cm的地方设置限位块，防止移动过快造成二次损伤；经过反复调整千斤顶行程，逐步将位移的墩柱纠偏到原来的位置；

步骤g：实时监测：

在土方卸载前，进行监测点布设；监测点包括纠偏墩柱及邻近墩柱，每个墩柱应布设上、中、下三个监测点，同时进行墩柱的水平、竖向位移及垂直度监测，监测频率分别为：步骤a～c：2次/天；步骤d～f：实时监测。

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