某桥梁下部结构纠偏施工技术_梁治国_李吉勇

Construction of Deviation Ｒectification of a Bridge
Liang Zhiguo1 ，Li Jiyong2
（ 1 ． Shanghai Jianfeng Vocational and Technical College，Shanghai 201900 ，China； 2 ． Shanghai Foundation Engineering Group Co． ，Ltd． ，Shanghai 200002 ，China）
图3 Fig． 3
钻孔平台示意 Drilling platform
施工监测是桩基纠偏信息化施工控制的重要 环节， 也是评价纠偏效果的主要指标。 在纠偏和桩 周土加固的过程中， 应由专业的测量队伍对桩位的 。 变形进行跟踪测量 根据监测资料的信息反馈结 果及时调整设计与施工方案， 并进行预警控制。 7 结语 通过纠偏， 使偏差控制在规范允许的范围内。 注浆 28d 后， 对桩柱再次进行完整性检测， 检测结论 均为完整， 达到了纠偏的目的。 由于采用注浆加固桩周土层及桩底持力层的 沉渣， 其强度必定会大于软土地基强度， 桩基承载 力不会下降。
偏位原因分析 据现场 调 查， 偏移的桩基均位于软土地基路
段。导致桩基偏移的主要原因是场区为以流塑状 淤泥为代表的软土， 具有含水量高、 孔隙比大、 透水
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施工技术
第 43 卷
K = ab1 mz 式中： K 为土弹簧刚度（ kN / m） ； a 为土层厚度（ m） ； b1 为桩的计算宽度 （ m ） ； m 为地基土的比例系数 （ kN / m4 ） ； z 为各土层中点距地面的距离（ m） 。
m 值取 50 000kN / m4 ， 各土层厚按 1m 考虑， 桩直径 d = 1. 5m。 各土层弹簧刚度为：
2014 No． 10
梁治国等： 某桥梁下部结构纠偏施工技术
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600mm 钢管作为钻孔的护筒； 布孔数量及钻孔深 度根据纠偏观测数据和各桩偏位情况进行调整 。 1 型岩心钻机， 钻机选用 XY钻机体积小、 质量 ， 。 轻 便于在狭小空间作业 具有在软土地基上钻进 400mm 孔的能力。 钻孔平台由 3 根 600mm 钢管护筒上焊接 I28 牛腿支撑组成， 钢管护筒露出水面 2m 左右， 如图 3 所示。
抗剪强度低、 触变性强及流变性强 性弱、 压缩性高、 等一系列不良的工程特性， 在桥台 8m 高的堆载载 荷作用下， 土体产生侧向位移， 土体挤压产生的水 平力使桩产生倾斜导致桩柱偏移 。 4 处理方法选择 出现了 大 大 超 过 规 范 的 偏 移 必 须 进 行 处 理。 如果推倒重来， 不仅造成巨大的经济损失， 严重影 响工期， 更重要的是在软土地基原桩位上重新施工 钻孔灌注桩有较大的难度。 因此决定采取纠偏方 法， 纠偏有 2 种方法。 1 ） 采取硬拉的方式。 直接对水面以上的结构 施加水平力， 由于桩长较长， 这种方式需要较大的 水平力。一方面施加的水平力对结构产生的弯矩 可能使桩柱产生破坏； 另一方面， 如果以桥台提供 反力， 极有可能使桥台产生新的偏移。 2 ） 钻孔掏土纠偏可以保证结构安全， 但施工工 艺较复杂。因此在选择纠偏方法时， 必须对需要的 水平力（ 纠偏力） 的大小进行计算。 在纠偏 过 程 中， 最关键的是对水平拉力的控 制。当水平力过大时， 易引起桩柱的开裂， 影响桩 柱的质量。水平力不足则达不到纠偏的效果。 为 此运用 Midas 有限元软件， 通过对桩柱、 系梁、 盖梁 的整体建模， 得出作用于桩柱的极限水平荷载。 通 过有限元软件对盖梁、 墩柱、 桩基进行了整体建模 ， “ m ” 模拟 并根据 法考虑桩土作用效应， 得到拉力与 桩顶位移的 PΔ 关系。 1 号墩桩周土为淤泥层（ 厚 根据地 质 勘 探， 20m） 、 粉 质 黏 土 层 （ 厚 6m ） 、 全风化砂岩层 （ 厚 8m） 、 强风化砂岩层 （ 厚 23m ） ， 桩长 59. 2m， 桩入土 深度 57m。 Midas 模拟桩土的相互作用， 要根据“m ” 法确 定土弹簧刚度， 根据地质情况查找相应规范得到地 基比例系数 m， 建模时淤泥层的地基比例系数 m 值
2014 年 5 月下 第 43 卷 第 10 期 DOI： 10. 7672 / sgjs2014100073
施 工 技 术 CONSTＲUCTION TECHNOLOGY
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某桥梁下部 结构 纠偏 施工技术
1 2 李吉勇 梁治国 ，
（ 1． 上海建峰职业技术学院， 上海 201900 ； 2． 上海市基础工程（ 集团） 有限公司， 上海 200002 ） ［ 摘要］ 某桥梁桩基设计采用钻孔灌注桩， 盖梁施工完成后， 桥台进行了堆载施工。 在对桩柱位进行复测时， 发现 部分墩桩出现偏位。随后对桩柱的完整性进行了检测， 检测结果表明所有桩柱混凝土结构完好 。 通过偏位原因分 析， 结合有限元分析和方案比选， 确定采用钻孔掏土纠偏法进行处理 。处理后对桩柱再次进行完整性检测， 桩柱结 构完好， 达到纠偏目的。 ［ 关键词］ 桥梁工程； 桩基础； 纠偏； 检测 ［ 中图分类号］ TU746 ［ 文献标识码］ A ［ 8498 （ 2014 ） 10007303 文章编号］ 1002-
Abstract： The castinsitu bored pile is adopted in pile foundation of a bridge ，loading preconsolidation of abutment was finished after pier capping beam construction ，and the integrity of the pile is detected during pier capping beam displacement detection． The detection results show that the quality of pile ’ s concrete structure is good． Then some piles are transverse deviation in retest． Through the reason analysis，finite analysis and scheme selection ，the drilling and digging method is adopted． The aim of the deviation rectification is obtained after treating． Key words： bridges； piles； rectification； detection 1 工程概况 质作用， 特殊性岩土为填筑土、 软土和风化岩及残 。 积土 场地地下水对混凝土具弱分解类腐蚀性 。 桥台路基填土高度约为 8m， 距河中第 1 排桩的 距离约为 12. 5m。 2 桩基偏位概况及检测 桥梁桩基设计采用钻孔灌注桩， 桩径 1. 5m， 桩 长 57 ～ 67m， 属摩擦型桩基， 盖梁施工完成后， 桥台 进行堆载施工。3 个月后（ 春节假期后） 对桩位进行 复测时， 发现偏位。 观测结果： 在靠近两端桥台最 5 号墩 近的 一 排 桩， 左 幅 1 号 墩 （ K15 + 229. 5 ） ， （ K15 + 329. 5 ） 出现不同程度的偏位现象， 偏位最大 的为 1 号墩 （ K15 + 229. 5 ） 桩， 其偏位为 170mm， 具 体偏移情况如图 1 所示。 在检测盖梁偏移的同时， 对桩柱的完整性进行 了检测。检测结果表明， 所有桩柱混凝土结构完好。 3
和注浆处理， 回填孔深度与掏土钻孔基本一致， 目 的是对桩周被扰动破坏的土体及软土进行加固处 理， 确保桩周侧阻力。 1 ） 注浆管安放 采用边冲洗钻孔边下管的方 式下入注浆管， 并确保注浆管放至孔底。 2 ） 洗孔 注浆管下放完毕后进行洗孔， 直至返 清水为止。必须确保孔内水头高出地下水位 （ 或河 水面） 2m 以上， 确保孔壁的稳定。 3 ） 骨料投料 采用粒径 10 ～ 20mm 的砂碎石混 合料作为骨料， 边冲洗边投骨料直至达到孔口高度 。 4 ） 注浆 采用普通硅酸盐 42. 5 水泥， 水灰比为 1. 0 ， 自由注浆直至满至孔口为止； 为使浆液加速凝 固， 浆液中掺加 5% 的水玻璃。 注浆完成后， 注浆管 留在孔中不再重复使用。 6 施工监测
图1 Fig． 1 桩基偏位示意 Piles deviation
《公路桥涵地基与基础设 桩的计算宽度 b1 根据 JTG D63 —2007 ： d ＞ 1m， b1 = kk f （ d + 1 ） ； 计规范》 k = 0． 9， kf = 1： 桩为圆形时， 单排时， b1 = kk f （ d + 1 ） = 2 ． 25 ＜ 2 d（ 3m） b1 = 2 ． 25m 按以上参数建模， 计算结果如下。 在硬拉状态下， 当水平拉力达到 1 000kN 时， 桩 柱强度达到极限， 此时桩柱纠偏量仅 3. 8cm。 掏土纠偏状态下， 当掏土深度为 30m， 盖梁上施 加 150kN 水平拉力时， 桩的强度达到极限。 此时桩 柱纠偏量为 11. 8cm。 由此可以看出， 采取硬拉的方法不可能达到纠 偏的目的， 反而对桩柱的安全构成威胁。 只能采取 掏土纠偏法。 5 钻孔掏土纠偏施工工艺 5. 1 钻孔掏土纠偏法概述 根据理论计算结果， 采用钻孔掏土纠偏法。 利
4 4 取 6 000kN / m 、 粉质黏土层 m 值取 14 000kN / m 、 4 全风化砂岩层 m 值取 30 000kN / m 、 强风化砂岩层
用小钻机， 在桩基偏移反方向一侧钻孔掏土。 使桩 侧形成一定的空间， 消除或减少土的侧压力对桩基 的水平推力作用， 另一侧施加适当的水平力， 使桩 回移。待桩基纠正并处于稳定后， 对桩侧掏土处及 纠偏在偏移方向产生的桩土间隙进行回填砂和注 浆处理， 回填孔深度与掏土钻孔基本一致， 目的是 对桩周被扰动破坏的土体及软土进行加固处理 ， 确 保桩周侧阻力， 如图 2 所示。