李王辉 何宇航 樊茂林

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710075)

1 桥梁概况

广州某高速公路跨线桥分为三联，其中第一联采用4×30 m预应力混凝土连续箱梁;第二联采用8×35 m装配式预应力混凝土连续箱梁;第三联采用2×40 m+25 m预应力混凝土连续箱梁，现浇箱梁采用单箱双室截面，箱梁顶板宽16．75 m，箱梁梁高分别为1．7 m，2．0 m，悬臂板长2．375m;下部结构为柱式墩，肋式台，钻孔灌注桩基础，冲击成孔。

桥梁下部桩基及墩柱已施工，上部现浇箱梁采用满堂支架现浇，本桥幅第三联箱梁已浇筑完成，二期恒载均未施工，目前该桥左幅第三联下部桩基产生不均匀沉降，其中13号，14号墩沉降比较严重，最大沉降量10．0 cm，桥台最大沉降量1．0 cm，过渡墩最大沉降量0．2 cm(见图1)。经设计验算，桩基下沉后，上部箱梁在仅承受恒载情况下，箱梁最大拉应力满足A类部分预应力构件要求，但运营阶段不满足规范要求。经检测本桥上部现浇预应力箱梁未发现明显裂缝，但如不采取措施，将不满足今后运营要求，因此需对桩基进行加固，同时对箱梁进行顶升，卸除基础不均匀沉降引起的部分附加应力，以满足运营要求。

2 桥墩桩基下沉的原因分析

1)加固处理前，对沉降较大的桩基补充钻孔，在贴近桩基的钻孔后发现桩侧有较厚泥皮，泥皮厚度达5 cm～8 cm。孔壁泥皮阻碍桩身混凝土与桩周土体的粘结，起到润滑作用，降低了桩侧摩阻力。

图1 墩台沉降示意图

2)施工中无论怎样二次清孔，孔底残渣仍是不可避免的，孔底残渣是影响单桩承载力最重要的因素之一。

3)由于桩身混凝土的固结发生体积收缩，使桩身混凝土与孔壁间发生间隙，减少了桩侧摩阻力。

3 加固思路

鉴于目前的现状以及桥址处地质的复杂性，为确保结构安全，决定在现有桩基旁增设四根φ120的嵌岩桩进行加固(见图2，图3)，新加桩能承受上部所有反力，然后再进行梁体顶升，新加承台提供钢管支架的顶升平台，最后进行梁体顶升。

4 桩基加固方案

4．1 加固前准备工作

1)为防止桥墩进一步下沉，桩基加固前需在13号，14号墩两侧各增设一个临时支撑，有效为桥墩分担一部分恒载。

2)对桥墩处每根桩进行高压注浆;利用水泥浆液对土层的渗透、填充、压密和固结等作用，来增加桩底及桩侧土体的力学强度，从而提高单桩承载力，根据以往经验及相关资料表明，泥浆护壁灌注桩通过后压浆处理，桩端承载力和桩侧摩阻力都能得到正常的发挥，单桩竖向承载力可提高50%～110%。

图2 桩基加固立面图

图3 桩基加固平面图

4．2 桩基加固要求及加固工序

1)在13号，14号桥墩两侧各增设两根φ120 cm钻孔灌注桩，每个桥墩增设4根，新增桩基均按照桩基嵌岩桩设计，桩基须嵌入弱风化层不小于1．5 m，桩底岩石天然湿重单轴极限抗压强度不小于14 MPa。

2)凿毛桥墩、系梁部分的混凝土，并在桥墩系梁上种植钢筋，并将顶升平台钢筋与桥墩、系梁钢筋焊接，最后浇筑混凝土形成顶升平台。

5 箱梁顶升

5．1 支架搭设

顶升方案考虑到施工场地的限制，以及箱梁顶升时作用点在墩顶横梁上时对箱梁影响较小，利用新增承台作为顶升箱梁的支撑平台。

采用10 mm厚的A3钢板制作的直径为100 cm钢管支架作为顶升支架。钢管支架直接支撑在新浇平台上，钢管支架与预埋螺栓焊接，必要时可加焊短钢筋，钢管支架节与节之间焊缝应饱满;钢管支架垂直控制在0．5%以内;钢管支架内浇筑C25混凝土;钢管支架顶部和千斤顶顶部放置厚钢板，每个钢管支架上方放置1台吨位400 t千斤顶，要求千斤顶必须安放平稳竖直。

5．2 箱梁顶升

顶升支架搭设在承台面，使顶升力全部作用于箱梁横梁上，顶升时在箱梁横梁底面与千斤顶间设置钢板，使横梁均匀受力。顶升主梁时，要求每个千斤顶的顶升速度均匀，13号，14号墩顶升分级同步，并在千斤顶旁边设置钢垫块，随顶升随垫，以防止千斤顶因意外事故突然失灵而造成事故。

顶升前已松开盆式支座下固定螺栓，顶升时盆式支座下盆脱离墩顶。当顶升至设计高度后，即在盆式支座下盆底与墩顶间垫入钢板，最后将各层钢板焊成或者用粘钢胶连接成整体(如图4所示)。

图4 箱梁顶升示意图

6 加固后的鉴定试验

本桥加固完成后，为了检验桥跨结构的实际工作状况和承载能力是否满足设计要求并检验桥梁的加固效果，对该桥进行了加固后的静载试验。

在静载试验荷载作用下，结构受力仍在弹性范围内，表明该桥的工作状况良好，满足设计荷载下的正常使用要求。

7 结语

本桥经采取上述加固措施后，消除了安全隐患，保证了桥梁的正常使用，通车已经五年多，未发现异常。从本桥的事故可以发现，设计和施工的配合，才能使实施达到设计的要求，减少人为因素导致病害的发生。桩基承载力的实现与施工条件密切相关，施工应严格按照技术规范及设计要求实施，以保证桩基承载力达到设计要求。对于复杂地质设计方应进行跟踪设计，当实际地质情况与设计差异较大时应根据实际情况调整设计参数或者施工方法。如遇水易软化、崩解地层不能作为桩基持力层，施工前应该制定有效措施控制桩基泥皮厚度及桩基沉淀厚度，优先选择嵌岩桩方案或预应力管桩方案。

［1］陈小明，林 山．泥浆护壁灌注桩桩底后压浆技术及其单桩竖向承载力的估算方法［J］．探矿工程，1999(3):17-20．

［2］陈性凯．某高速公路桥的沉降及纠偏［J］．中国市政工程，2001(1):33-35．

［3］梁玉明，梅尧坤．预应力混凝土连续箱梁顶升及桩基加固［J］．广东公路交通，2000(C00):164-165．