浅谈顶推法在桥梁桩基纠偏中的应用

摘要：在软土地区修建的公路桥梁，处于软土地基流塑状、淤泥层厚度深、含水量大的特殊地质条件下，当桩柱两侧受到土体不对称荷载时，易使地基产生蠕变，从而导致桩基的偏位，影响桥梁的安全与正常使用。本文结合工程实例，介绍了顶推法在桥梁桩基纠偏中的应用。

关键词：桩基偏位，顶推法；桥梁；纠偏

1工程概述

温州绕城高速公路仰义枢纽位于温州市西北部，该枢纽上跨金温铁路、金丽温高速公路及104国道，是连接金丽温高速和诸永高速的交通枢纽。其中B匝道桥是下金丽温高速公路后经绕城主线再上诸永高速公路的重要通道。

图1仰义枢纽B匝道桥立面图

（1）B匝道桥第1联、第2联基本情况

B匝道桥第1、2联上部结构为单箱双室现浇连续梁，梁高1.4m，宽6m，顶板和底板厚度均为20cm，腹板厚40cm，翼板悬臂长度2×2m，桥宽10m。

B匝道桥5号墩为双柱式非连续墩（第1、2联交接处），断面为1.3×1.3m矩形（含15×15cm倒角），柱高分别为4.31m和4.22m。条形承台为6.8×2.3×1.5m，两根桩基均桩径为1.2m的钻孔灌注桩，桩长均为62.5m。

B匝道桥4、6、7号墩为单柱式连续墩，断面为1.5×1.3m矩形（含15×15cm倒角），柱高分别为4.249m、4.289m、4.909m，承台尺寸5.4×2.2×1.8m，两根桩基均为桩径1.2m的钻孔灌注桩，4号墩桩长为61m，6、7号墩桩长均为63m。

（2）周岙底2号通道基本情况

周岙底2号通道下穿B匝道桥第5、6号孔。设计路基宽度18m（含中央分隔带2m），两侧人行道宽度2×2.5m，最大挖深8.38m，在下穿B匝道桥第2联（通道桩号K0+100）处挖深5.07m。路面结构为60cm砂砾换填垫层+15cm级配碎石底基层+20cm水泥稳定碎石基层（水泥掺量5%）+22cm配筋水泥砼面层。

2桥梁病害情况及成因分析

（1） 病害情况

B匝道桥第4、5、6、7号墩桩位淤泥深度约25m，桩基于2006年4月份完成，承台立柱于2006年5、6月份完成，上部结构于2006年10至12月份完成。周岙底2号通道下穿B匝道桥第5、6号孔，下穿通道公路部分路基于2008年3月开始开挖至9月完成。路基开挖过程中，施工单位将弃土直接堆放在第5、6号墩桩位附近，桩柱两侧土体高差达10余米。2009年10月，项目部监测发现第5号墩朝6号墩方向偏位10cm，第6号墩朝5号墩方向偏位29cm。

（2） 成因分析

B匝道桥桥位处于软土地基流塑状淤泥层厚度深、含水量大的特殊地质条件下，由于桩柱两侧土体不对称荷载使地基产生蠕变，从而导致了桩基的偏位，此类病害在浙江省内其他工程中也曾发生，但其他工程发生时，其上部结构尚未架设。

3顶推方案介绍

（1）纠偏方案

对偏位桩基采用拉或顶的方案进行纠偏，纠偏时应确保临时滑动支座表面硅油均匀、足量，尽量减少摩擦阻力；清除桩周砼路面等硬壳层，并打设φ50cm深度28m的应力消散孔。考虑到B匝道左右两侧为金温铁路与金丽温高速公路，且底下为周岙底2#通道，净空较低，设置受拉的地锚难度较大，如果开挖后再设置地锚，对金温铁路及金丽温高速公路基础有较大影响，故采用顶推的方案对桩基进行纠偏。

（2） 支座、箱梁处理

桩基顶推前对4、5、6号墩箱梁顶升，在滑动支座表面涂抹硅脂，尽量减少支座的摩擦阻力，桩基顶推完成后更换7号墩固定支座，顶推结束后根据观测资料，确定箱梁是否偏位，如偏位则另行采取措施复位箱梁。

（3） 承台处理

对5号墩承台裂缝进行灌浆处理。

（4） 软基处理

因周岙底2号通道及旁边人行道的存在，纠偏后的桩基两侧仍然存在着土体荷载不平衡的现象，容易造成桩基二次偏移，故需对B匝道下周岙底2号通道一定范围内软基在路基路面开挖后采用高压旋喷桩进行处理，软基处理后按原设计恢复路基路面。

4顶推施工工艺

① 首先对4、5、6、7号墩桩基偏位情况进行测量，以确定需要纠偏的尺寸。由于无法确定原有墩柱施工结束时的坐标，本次纠偏测量以盆式支座的上下钢板为参照点，测量其相对的偏位，同时在承台、柱顶布设测量标志，以监控顶推时的位移量。

② 将4、5、6、7号墩桩基附近的堆土卸载至原有地面标高。

③ 按图示位置设置6根Φ60cm的钢管于4、5、6、7号墩承台之间，在4、7号侧设置四个千斤顶。

图2 桩基纠偏施工工艺一

④ 先对4号墩桩基进行纠偏。

顶升4号墩箱梁，在滑动支座表面涂抹硅脂，尽量减少支座的摩擦阻力。为确保箱梁顶升时其盖梁或立柱的砼不受损，在顶升箱梁前对其盖梁或立柱进行抱箍加固。

将4号墩承台三侧的填土开挖至承台底标高以下0.5m，以减少顶推时承台的土的侧压力。

在承台的一侧打设φ50cm的应力消散孔，孔位距桩基边距2m，孔深以打穿淤泥层为止。

进行顶推

为保证结构的安全，防止意外事件的发生，采用渐进式分级加载的方式进行顶推，施加水平推力的初始值为20 kN,观测桩基变化进行，若桩基不产生蠕变，则逐步加大顶推力，直至产生蠕变，水平推力的限值控制在300 kN，一般情况下每日纠偏量不超过2cm，可由顶推力控制，必要时加密观测频率。

顶推时以实施位移控制，对每个墩柱发生位移后，应及时补充顶推力。当每日的纠偏量超过2cm时，应减少顶推力，控制每日的顶推量，顺序渐进，不能操之过急，以免发生意外。

图3 纠偏4号桩基示意

e．纠偏完成后，持力进行48小时观测。

⑤ 同样的方法进行7号墩的纠偏，待4、7号墩纠偏完成后，拆除钢支撑。

⑥ 按图示位置在周岙底2号通道中央分隔带处浇注片石砼反力墩，作为5、6号墩桩基纠偏的反力支承，凿除5号墩侧挡墙及人行道至周岙底2#通道路面标高，利用贝雷架作为开挖后自来水管及污水管的临时支撑，5号墩桩基侧增设千斤顶支撑平台。

图4 桩基纠偏施工工艺二

先对5号墩金温铁路侧桩基进行纠偏，使之与金丽温高速公路侧桩基偏位一致，再对5号墩桩基进行整体纠偏，5号墩纠偏结束后对6号墩桩基进行顶推纠偏，5、6号墩总体顶推实施过程同4号墩，包括顶升箱梁处理支座、纠偏完成后的观测及应力消散孔的处理。

图5 纠偏5号桩基示意

⑦ 回填5、6号桩基外侧土体，恢复人行道，凿除片石砼反力墩。

⑧ 纠偏复位实施过程中的变形监测是一项很重要的工作，根据测量的数据分析纠偏效果，随时调整顶力大小，确保纠偏有效；在观测桩柱的变位情况下，对桩柱的垂直度、支座滑移情况、箱梁移动的情况也做详细记录。

5结论

通过以上依托工程桩基纠偏的实例，介绍了顶推在桥梁桩基纠偏中的应用，特别是上部结构已完成情况下的应用，为类似工程提供借鉴参考。

参考文献：

⑴郝玉峰，戴显强等．高速公路桩基纠偏复位探讨与实践．交通世界，2009．

⑵刘朝军．广惠高速公路K65+681中桥桩基纠偏与加固处理．广东公路交通，2004．

⑶公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000．人民交通出版社，2000．

⑷公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007．人民交通出版社，2007．

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。