专利名称：一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法
技术领域：
本发明涉及一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，尤其是涉及一种针对在已建桥梁的桥下空间小、不能采用钻孔灌注桩、打入桩等施工方法的需要加固桩基的桥梁的顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，属于桥梁修复技术领域。
背景技术：
由于桥梁桩基偏位、撞损、上部荷载增加等造成桥梁下部结构的损伤或承载力不足，需对原桥梁桩基进行加固。目前桥梁桩基加固方法主要有(I) CN200810300789专利提出在原桩基的两边挖出新补半圆形异形灌注桩与失去部分承载能力的圆形灌注桩组合成椭圆形桩基共同受力 成孔；(2)锚杆静压桩法利用锚杆将桩分节压入土层中的沉桩工艺，锚杆可用垂直土锚或临时锚在混凝土底板、承台中的地锚，这种方法的缺点是施工周期长，费用大，重复利用率低。(3)钻孔灌注桩多用于新建工程，在已建成的桥梁中，因受施工操作空间的限制，施工难度大，工期长，钻孔对原有桩基影响大，且混凝土质量难控制。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不受空间限制、施工容易、工期短、费用低的顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法。为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的
一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，具体过程为以加固桥梁的盖梁或横梁作为反力支撑点，利用油压千斤顶将多个预制桩压入加固桥梁下面的土中，形成群桩基础，所述的群桩基础布置在病害桩基的四周，然后，在群桩基础的上部浇注承台，所述的病害桩基上部的桥梁立柱的下端也浇注在所述的承台内，以群桩基础和承台承受荷载替换原有病害桩基。进一步，所述的预制桩通过分阶段制作形成的桩段两两焊接构成，桩段的长度为100-350cm，且所述的桩段的上下端头为焊接接长端头。而所述的预制桩的外径为30cm_80cm。其中，所述的预制桩的压入过程为将第一节桩段吊装在待压入的位置后，在第一节桩段和盖梁或横梁之间放置油压千斤顶，然后利用油压千斤顶将第一节桩段压入土中，且地面以上留有O. 2m的焊接接长端头，吊装第二节桩段，并将第二节桩段下部的焊接接长端头与第一节桩段上部留存在地面以上的焊接接长端头焊接固定后，再在第二节桩段和盖梁或横梁之间放置油压千斤顶，然后利用油压千斤顶将第二节桩段压入土中，且地面以上留有O. 2m的焊接接长端头，依次类推，直至预制桩压入土中以及留存地面以上的高度符合要求后停止。进一步，所述的群桩基础为梅花形或矩形。而所述的群桩基础中两两相邻的预制桩的距离为2. 5倍预制桩的直径。
此外，所述的油压千斤顶的最大顶出力大于预制桩的竖向承载カ的I. 5倍，油压千斤顶的型号根据预制桩的竖向承载カ涉及要求确定，且预制桩的竖向承载カ按照摩擦桩的竖向承载カ的计算方法得到。而在所述的盖梁或横梁的下部具有坡度时，所述的油压千斤顶与所述的盖梁或横梁之间还依次设置有I字形扁担和垫板，所述的垫板和盖梁或横梁接触。在预制桩压入土中之前，还包括在将要压入预制桩的位置利用钻孔设备钻挖引导孔的步骤，以对压入的预制桩进行导向作用，保证预制桩压入的垂直度。而所述的病害桩基为一种偏位或下沉的桩基，使得桥梁不能正常使用。本发明的有益效果是本发明利用在桥梁的上部结构(盖梁或横梁)作为配重来克服压入预制桩的反力；而采用群桩基础，可以减小单个预制桩的支反力和预制桩的直径；同时采用逐段压入的方法，降低了预制桩的长度。本发明适用于已建桥梁桥下空间受限、大型设备进入困难、需要对桩基加固的桥梁基础施工，且具有施工周期短，费用低，可重复利 用，施工操作空间不受限制，施工难度小，对原有桩基影响小的优势。
图I为本发明一实施例的横桥向结构示意 图2为本发明一实施例的侧桥向结构示意 图3为本发明ー实施例的桩基、承台平面结构示意图。图中主要附图标记含义为
I、盖梁 2、垫板3、I字形扁担4、油压千斤顶
5、预制桩 6、桥梁立柱 7、病害桩基8、承台。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。图I为本发明一实施例的横桥向结构示意图；图2为本发明ー实施例的侧桥向结构不意图；图3为本发明一实施例的粧基、承台平面结构不意图。如图I-图3所示一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，具体过程为以加固桥梁的盖梁或横梁作为反カ支撑点，在本实施方式中，采用的是盖梁1，利用油压千斤4将多个预制桩5压入加固桥梁下面的土中，形成群桩基础，所述的群桩基础布置在病害桩基7的四周，然后，在群桩基础的上部浇注承台8，所述的病害桩基7上部的桥梁立柱6的下端也浇注在所述的承台8内，以群桩基础和承台8承受荷载替换原有病害桩基7。在本实施方式中，加固桥梁的下部结构采用的是桩柱式桥墩，且病害桩基为ー种偏位桩基，使得桥梁不能正常使用(当然，本发明也适用于下沉桩基)。且所述的盖梁I的下部具有坡度，油压千斤顶4与所述的盖梁I之间还依次设置有I字形扁担3和垫板2，所述的垫板2和盖梁I接触，I字形扁担3位于垫板2的下部，与油压千斤顶4接触。当盖梁I底面无坡度，宽度足够大的，垫板2和I字形扁担3可不设置。其中，具体过程为
(I)确定预制桩5的压入位置和预制桩5的整体长度，预制桩5通过分阶段制作形成的桩段两两焊接构成，其中，桩段的长度为100-350cm，外径为30cm-80cm，在本实施方式中，桩段的长度为250cm，外径为40cm，内径为22cm，且所述的桩段的上下端头为焊接接长端头;
(2)确定支反力、验算支反力的作用对盖梁I及桥梁上部结构的影响，以确定是否需要采取其他维护措施，同吋，预制桩5的竖向承载カ按照摩擦桩的竖向承载カ的计算方法得至IJ，根据预制桩5的竖向承载カ确定所述的油压千斤顶4的型号，油压千斤顶4的最大顶出力应大于预制桩的竖向承载カ的I. 5倍；
(3)压入预制桩5:为保证预制桩5的垂直度，先用小型钻孔设备在预制桩5的压入位置钻挖直径为O. 2m和一定深度的引导孔，然后将第一节桩段吊装在待压入的位置后，将其放入到引导孔内，然后在第一节桩段和I字形扁担3之间放置油压千斤顶4，然后利用油压千斤顶4将第一节桩段压入土中，且地面以上留有O. 2m的焊接接长端头，吊装第二节桩段，并将第二节桩段下部的焊接接长端头与第一节桩段上部留存在地面以上的焊接接长端头焊接固定后，再在第二节桩段和I字形扁担3放置油压千斤顶4，然后利用油压千斤顶4将 第二节桩段压入土中，且地面以上仍然留有O. 2m的焊接接长端头，依次类推，直至预制桩5压入土中以及留存地面以上的高度符合要求后停止，利用同样方法，在病害桩基7的四周形成群桩基础，在本实施方式中，所述的群桩基础为梅花形，当然其也可以为矩形，而群桩基础中两两相邻的预制桩5的距离为2. 5倍预制桩5的直径，且在此步骤中，需要保证预制桩5的精确定位和预制桩5的垂直度；
(4)浇注承台8:在群桩基础的上部浇注承台8，所述的病害桩基7上部的桥梁立柱6的下端也浇注在所述的承台8内，即桥梁立柱6和预制桩5均有一定长度浇筑在承台8之内，且两者的钢筋采用扩大接头，按构造要求锚入承台8内。(5)替换原有病害桩基7 以群桩基础和承台8作为承受荷载的支撑，然后替换原有病害桩基7。且在本发明中，预制桩5的抗裂弯矩值、极限弯矩值、竖向承载カ需满足群桩基础加固的要求。本发明利用在桥梁的上部结构(盖梁或横梁)作为配重来克服压入预制桩的反力；而采用群桩基础，可以减小单个预制桩的支反力和预制桩的直径；同时采用逐段压入的方法，降低了预制桩的长度。本发明适用于已建桥梁桥下空间受限、大型设备进入困难、需要对桩基加固的桥梁基础施工，且具有施工周期短，费用低，可重复利用，施工操作空间不受限制，施工难度小，对原有桩基影响小的优势。上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，具体过程为以加固桥梁的盖梁或横梁作为反力支撑点，利用油压千斤顶将多个预制桩压入加固桥梁下面的土中，形成群桩基础，所述的群桩基础布置在病害桩基的四周，然后，在群桩基础的上部浇注承台，所述的病害桩基上部的桥梁立柱的下端也浇注在所述的承台内，以群桩基础和承台承受荷载替换原有病害桩基。
2.根据权利要求I所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，所述的预制桩通过分阶段制作形成的桩段两两焊接构成，桩段的长度为100-350cm，且所述的桩段的上下端头为焊接接长端头。
3.根据权利要求2所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，所述的预制桩的压入过程为将第一节桩段吊装在待压入的位置后，在第一节桩段和盖梁或横梁之间放置油压千斤顶，然后利用油压千斤顶将第一节桩段压入土中，且地面以上留有O. 2m的焊接接长端头，吊装第二节桩段，并将第二节桩段下部的焊接接长端头与第一节桩段上部留存在地面以上的焊接接长端头焊接固定后，再在第二节桩段和盖梁或横梁之间放置油压千斤顶，然后利用油压千斤顶将第二节桩段压入土中，且地面以上留有O. 2m的焊接接长端头，依次类推，直至预制桩压入土中以及留存地面以上的高度符合要求后停止。
4.根据权利要求I所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，所述的预制桩的外径为30cm-80cm。
5.根据权利要求I所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，所述的群桩基础为梅花形或矩形。
6.根据权利要求I或5所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，所述的群桩基础中两两相邻的预制桩的距离为2. 5倍预制桩的直径。
7.根据权利要求I所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，所述的油压千斤顶的最大顶出力大于预制桩的竖向承载力的I. 5倍。
8.根据权利要求I所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，所述的盖梁或横梁的下部具有坡度时，所述的油压千斤顶与所述的盖梁或横梁之间还依次设置有I字形扁担和垫板，所述的垫板和盖梁或横梁接触。
9.根据权利要求I所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，在预制桩压入土中之前，还包括在将要压入预制桩的位置利用钻孔设备钻挖引导孔的步骤。
10.根据权利要求I所述的一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，所述的病害桩基为一种偏位或下沉的桩基。
全文摘要
本发明涉及一种顶承式静压群桩托换加固桥梁桩基的方法，其特征在于，具体过程为以加固桥梁的盖梁或横梁作为反力支撑点，利用油压千斤顶将多个预制桩压入加固桥梁下面的土中，形成群桩基础，所述的群桩基础布置在病害桩基的四周，然后，在群桩基础的上部浇注承台，所述的病害桩基上部的桥梁立柱的下端也浇注在所述的承台内，以群桩基础和承台承受荷载替换原有病害桩基。
文档编号E02D27/48GK102864788SQ201210398510
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者刘九生, 孙大松, 张红雷, 竺伟, 张贻能, 袁微微, 王为圣, 赵世耀, 肖全 申请人:江苏华通工程检测有限公司