桩基托换技术要点分析与研究

桩基托换技术要点分析与研究

林钦涛

广州市市政工程机械施工有限公司

摘要：桥梁桩基质量的好坏直接影响到桥梁的承载能力和耐久性，由于老旧桥梁桩基年久受损、地铁、隧道等施工下穿桥梁桩基，往往需对桩基进行托换，基于此，本文研究了桩基托换施工过程的相关技术要点，为进一步提升其技术水平提供参考。

关键词：桥梁；桩基托换；施工技术；技术要点

1桩基托换技术分类

1.1主动托换技术

采用主动托换技术时，能够更加自主地完成结构变形的转换控制。该技术指的是在进行施工之前，通过顶升设备对支撑的荷载实施动态调整与变形，并将荷载施加到新组装的托换系统上，以此抵消对建成后的建筑结构造成的长久变形作用。托换建筑物设置托换荷载以及变形程度时需将其控制在非常严格的精度范围，确保被托换桩能够与托换梁保持同步上升的位置变化，从而确保上部建筑物的所有荷载都能转换至托换系统之上，有效控制结构变形处于极小范围内。

1.2被动托换技术

对于承受荷载比较小的桥梁，可以在托换结构中应用被动托换技术，但采用被动托换技术时难以有效保证施工的安全性与稳定性。该技术是在施工阶段，原桩上层荷载随着托换结构不断变形而逐渐转换至新桩中，在完成托换的过程不能对上层结构的变形量进行有效控制。对于托换建筑物变形程度不大以及荷载较小的情况，在去除托换桩之后，可以无需再进行其它类型的变形与调节，便可使来自上层结构的荷载都经过托换梁传输至新桩中。因此，被动托换技术不对后桩及其变形结构进行调整，是通过托换构造可以达到的变形能力来控制建筑的沉降。

1.3桩式托换和桩-梁托换

桩式托换指的是以新设定的承台作为转换装置使上层荷载作用传输至托换桩中，这一托换技术的特征在于对桥梁下部设置了相应的托换桩结构。应用过程需满足的条件：施工范围的桥梁托换桩搭设地点、荷载能力能够达到使用要求，不会产生明显的托换结构影响，桥梁在实际情况下在较小区域内可以有效控制因施工过程造成的变形。而桩-梁托换形式，即将荷载先传输至托换梁上，之后再使荷载经转换梁传输至托换桩。

2桩基托换技术要点

2.1植筋施工要求

（1）工艺流程

钻孔→清理钻孔→灌胶→植入钢筋

（2）施工工序

①钻孔：对于桥梁施工项目，为其设置桩基托换结构时，施工过程的中孔深度应保持和锚筋埋设深度一致，要求桩基孔径大于锚筋外径在2～4mm左右，同时打孔部位需避开结构载荷钢筋，保证孔道的顺直。

②钻孔清理：先采用硬鬃毛刷对孔道进行清理，之后利用干燥的高压空气将孔底的杂物、泥土粉尘以及水分彻底吹扫干净，保证孔内的干燥状态。

③灌胶：经孔底灌入植筋胶，灌入的深度大约为孔深的2/3，之后将锚筋插入，此时整个孔洞内都将被胶全部充满。

④插入锚筋：首先需要对表面杂物等进行有效清除，之后插入锚筋，尽量清除孔口周边的溢出胶。采用钢刷与丙酮去除污物，之后再擦拭干净。

⑤当胶液完成干燥固化之前，防止锚固钢筋发生扰动以及避免孔位边缘形成明水。

（3）施工注意事项

为确保桥梁工程桩基加固施工质量，减小桥梁工程桩基焊接对植筋影响，进行桥梁桩基托换的植筋操作时需要根据《桥梁加固规范》的设计标准完成施工过程。同时，对桥梁工程桩基植筋的焊接施工应采用以下措施：

①焊点离胶面距离不小于15d。

②设置降温保护，在对桥梁桩基进行焊接时，应利用由冰水浸泡过的纱布将钢筋胶面以及相关部位的钢筋完全包裹。

③不能对同一植筋实施长时间的焊接，而需利用循环焊接方式，以此实现逐点与逐根的焊接方式。

2.2保证被托换结构与托换梁形成紧固联接。可以通过如下措施实现：

（1）为实现新旧结构的良好协同效果，需对新旧混凝土截面都实施充分处理。

（2）对旧混凝土外表面进行凿毛处理，控制凿毛深度在10mm~20mm范围内。

（3）完成凿毛施工后，再利用清水对凿毛区域进行彻底清洗，并在浇捣新的混凝土4h之前刷涂截面清理剂。载荷台面和托换梁接触部位混凝土需充分浇捣形成密实结构。

（4）对黏结材料实施现场调试。选择节点施工工序时应将黏结成分的固化时间考虑在内。

（5）在凿毛过程中如发生裂缝等特殊状况时，需及时上报并实施安全加固方案。

2.3顶升施工

当托换梁与托换桩符合设计强度要求后应实施托换加载操作，其中在托换期间，需将千斤顶设置在桩帽以及托换梁之间，从而实现将上部荷载逐渐传输至托换桩的过程，并且利用顶升预压实现不断消除新桩位移的目标，以此实现经主动加载方式来代替钻孔桩的受力。

对大梁及桩帽之间的连接部位进行全面清理，为每个桩帽钢板都设置3个千斤顶，如果发现千斤顶高度达不到要求时，可以通过加入钢板垫块进行弥补，按照图纸规定的每个桥墩理论重量与千斤顶参数，对各项荷载数据进行精确计算，之后再将其转换为油压表参数，进行顶升操作时，结合测试设备探测得到的数据对顶升数据进行及时修正。以分级加载方式完成顶升给出，比如可设置10级加载阶段，每一次的荷载上升量设定为10%的千斤顶载荷上限，避免直接将载荷加载至最大数值，每一级的加载时间都设定为10分钟，确保结构稳固后才能继续进行次级加载，控制被托换梁上升距离在1mm以内，同时对加载阶段的托换梁裂缝进行密切监测，当发现裂缝间距超过0.15mm后，应迅速停止加载过程。

2.4被托换桩截桩作业

当顶升结束以及变形过程达到彻底稳定状态之后，再实施锁定，将被托换旧桩通过截桩方式去除，通常选择人工截除方式，从外向内逐渐剥离。采用分批次方式完成截桩，断桩部位处于托换梁下部大概0.5m位置，首先通过风镐在旧桩周围凿开宽度0.2m、深度0.1mm的断口结构，此时不能切断旧桩钢筋，并仔细观测每个部位的变形与沉降状况。要求开断口的每次深度都在0.1m以内，考虑到操作过程需要占用一定的空间范围，可以进行高度增加，不过最后的切口高度需保持在0.5m范围内，当原桩混凝土被完全凿除之后便可将桩身的钢筋切断。另一种是机械截除，比如当地铁施工通过桥梁桩底时，如桩基托换已完成，新结构达到其承载力时，可用盾构机的刀盘直接截桩，当然采用这种方法，前提是必须有充分的技术准备，控制好刀盘转速，盾构机顶进速度，土压力等各项参数。

2.5桩帽与托换梁连接体施工

连接体的施工工序如下所示:初步调整并锁定自锁装置→将钢锲块打入钢支撑结构上并牢固焊接→将千斤顶取出→焊接钢筋→立模→浇注混凝土→灌注环氧胶水。

在取出千斤顶之前需先进行钢结构支撑系统的稳定性与安全性确认并保证安全设施正常，之后进行托换梁下部与桩帽上表面的凿毛与清理工作，使其与混凝土实现可靠连接，将钢筋表面的锈迹、油脂等充分去除干净。

通过绑条焊接法完成预埋钢筋的连接过程，在主筋外部新增钢筋网加固，施工过程从外向内进行。选择木质模板作为新桩与托换梁的连接模板，并设置加固钢箍。对连接体混凝土完成7天的养护之后，再开设V型槽结构，并灌注环氧树脂。

3施工监测

施工监测对于整个项目工程具有重要的影响，为保证上层构造能够实现安全稳定的应用，应该结合各个施工环节设置监控网络。尽量引入桥梁施工的信息化处理技术，对桩基的托换环节进行实施数据采集与分析，在第一时间找出问题，从而及时修正桥梁桩基顶升与托换参数。

进行桩基顶升与托换的时候需严密监控上部原桩的沉降、变形等状况，进行桥梁工程桩基托换信息化施工，以便确保桥梁工程桩基的施工安全和质量。

4结束语

桩基托换工程属于一项具有较高技术水平的工作,对于信息化技术的应用要求也较高。目前，托换技术对城市建设项目发挥着非常明显的作用，也成为了现阶段国内的常规加固技术，在地下工程建设、桥梁、房屋建筑施工等方面均表现出了广阔发展前景。总而言之，要做好这项工作，关键是要针对具体的项目特点，进行充分的分析和论证，制订切合实际的施工方案，并严格做好质量及安全控制，方能顺利完工，发挥这项技术的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]祝春生.明挖隧道下穿既有桥梁桩基托换施工技术[J].铁道建筑技术,2013,07:78-81+86.

[2]刘小忠.桥梁桩基托换施工风险评估和控制措施的研究[J].广东土木与建筑,2013,07:57-59.

[3]孟庆军.成都地铁河中桥梁桩基托换施工技术[J].隧道建设,2011,01:91-97.