一种桥墩整体刚度增强以及桩基加固的方法与流程

本发明涉及一种桥墩整体刚度增强以及桩基加固的方法，属于建筑技术领域。

背景技术：

桩基为桥梁下部结构的承重构件，对桥梁的作用至关重要。因为各种原因(包括但不限于施工原因、运营管养原因、所处环境原因以及其他偶然因素)导致桩基存在病害或受损。病害桩基位于陆地或者水中，陆地桩基病害采取围挡支撑稳固后开挖处治，水中桩基病害处治，目前通常做法有两种：1)在水深不大，河流不宽且不通航情况下，直接在在桥梁两侧插打钢板桩基和支撑桩，安装围檩后抽水铺垫碎石后形成无水作业空间进行桩基病害处治；2)水深较大，河流较宽情况下在病害桩基位置下放钢套箱围堰或钢吊箱围堰，封底后抽水形成无水作业环境进行桩基病害处治。但以上两种方式均存在一定的局限性：插打钢板桩工程量往往对数倍于桩基病害工程量，需投入大量机械设备船舶以及钢材，存在较大漏水安全隐患，造成工程造价居高不下；钢套箱和钢吊箱围堰体型尺寸以及自重往往较大，在成桥下拼装下放钢套箱围堰或钢吊箱围堰，作业空间受限，围堰内钢支撑安装困难甚至无法安装形成结构受力隐患，吊装作业亦对桥梁结构造成安全隐患，同时也具有造价高的问题。

钢板桩围堰处治水中病害桩基存在以下缺点：1)施工条件局限性较大，适用于在水深及流速不大、河宽不大的施工环境；2)须投入大量钢材和大型机械及船舶设备，抽水工程量较大，综合成本较高；3)存在围堰封堵不严漏水等安全隐患；4）不适用于雨季、水位变化明显或河道淤泥层较厚的施工环境；5）施工期间影响河道水利、航运(如有)等。

钢套箱或钢吊箱围堰处治水中病害桩基存在以下缺点：1)既有桥下吊装大尺寸围堰板块，操作空间受限；2)围堰支撑安装困难，导致结构受力有限；3)结构复杂，加工周期长，造价高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种桥墩整体刚度增强以及桩基加固的方法，可以在有水条件作业，能够解决部分桥梁空间有限、河道较宽或有通航要求的河流等施工条件下的桩基加固以及增加横系梁；不需要大型机械设备，施工时间短，造价较低。

为解决上述技术问题，本发明提供一种桥墩整体刚度增强以及桩基加固的方法，其特征是，通过梁底悬挂系统分节吊装下放拼装钢系梁增加桥墩刚度，采用玻纤套筒法加固桩基。

进一步地，吊装下放拼装钢系梁的具体方法包括以下步骤：

（1）搭设施工工作平台；

（2）利用小型运输船将钢系梁运至安装水域，在梁底设置吊点，采用悬挂系统提升半块钢系梁，同样方式吊起另外半块钢系梁，调整后通过螺栓连接；

（3）在底节钢抱箍放置挡板并加封密封胶，下放钢抱箍、钢系梁至设定位置并进行调整；

（4）拆除悬挂系统和施工工作平台。

进一步地，上述步骤（1）中，所述施工工作平台为支架平台或浮箱平台。

进一步地，上述步骤（2）中，在梁底采用膨胀螺栓设置吊点。

进一步地，上述步骤（2）中，所述悬挂系统为吊索及驱动吊索运动的电动葫芦。

进一步地，采用玻纤套筒法加固桩基的具体方法包括以下步骤：

（1）桩基表面处理；

（2）玻纤套筒安装：先在玻纤套筒的锁扣槽内注入水下环氧封口胶，然后撑开玻纤套筒，包裹桩柱，精确定位后用紧固带临时固定好玻纤套筒，再用不锈钢自攻螺钉锚固玻纤套筒接缝处；

（3）底部密封条安装：在桩基底部安装可压缩密封条，使桩基与玻纤套筒底部之间没有空隙；

（4）水下环氧灌浆料灌注：采用高位漏斗重力灌浆法灌注水下环氧灌浆料，灌注水下环氧灌浆料15cm后封底暂停；等封底的水下环氧灌浆料固化后，继续灌注剩余的水下环氧灌浆料，直至灌满；

（5）顶部密封：用水下环氧封顶胶密封玻纤套筒与桩柱连接处的顶部成斜截面，待全部施工完成后，且常温下，水下环氧灌浆料至少固化24小时后，拆除紧固带；

（6）桩底防护：水下环氧灌浆料固化完毕后，采用抛石或混凝土护砌对玻纤套筒底部进行防护。

进一步地，所述步骤（1）中，桩基表面处理的具体方法为：用气动角磨机剔除松散混凝土，对锈蚀钢筋用气动角磨机或钢丝刷进行除锈处理，并用气动角磨机将混凝土表面磨毛，增加与灌浆料的粘结力。

进一步地，所述步骤（2）中，不锈钢自攻螺钉采用气动起子进行安装，螺钉间距150mm。

进一步地，所述步骤（4）中，水下环氧灌浆料固化时间为:常温23℃时，8小时。

本发明所达到的有益效果：

（1）钢系梁采用钢材及型钢结构焊接拼装而成，具有体型尺寸小、自重轻、拼装方便、机械设备投入少，施工易于控制，且可以工厂化、标准化制造等特点，可以直接作用于桩基病害位置，简单高效，施工时投入人员、机械、材料较少，造价低。

（2）对于没有桩间系梁的桩基，横梁可以直接防腐处理后作为系梁结构使用，节省水中系梁砼施工工序。

（3）本发明可以工厂化、标准化加工制造，分块分节制造，同时可根据处治病害桩基直径、病害位置和桩间距进行调整结构直径、分块数量和单块长度以及横梁长度，满足不同桩基病害的处治需要。

（4）本发明可以在有水条件作业，能够解决部分桥梁空间有限、河道较宽或有通航要求的河流等施工条件下的桩基加固以及增加横系梁；不需要大型机械设备，施工时间短，造价较低。

附图说明

图1是本发明吊装下放拼装钢系梁的示意图；

图2是本发明钢系梁的平面图；

图3是本发明采用玻纤套筒法加固桩基的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明提供一种桥墩整体刚度增强以及桩基加固的方法，通过梁底悬挂系统分节吊装下放拼装钢系梁增加桥墩刚度，采用玻纤套筒法加固桩基。

如图1所示，吊装下放拼装钢系梁的具体方法包括以下步骤：

（1）搭设施工工作平台1，如支架平台或浮箱平台；

（2）利用小型运输船将钢系梁2运至安装水域，在梁底采用膨胀螺栓设置吊点，采用吊索3及驱动吊索3运动的电动葫芦提升半块钢系梁，同样方式吊起另外半块钢系梁，调整后通过螺栓连接；

（3）在底节钢抱箍9放置挡板并加封密封胶，下放钢抱箍9、钢系梁2至设定位置并进行调整；

（4）拆除吊索3等悬挂系统和施工工作平台1。

如图2所示，钢系梁2是一种小体型、结构自重轻、工厂化制造、受力明确、拆装方便的一种结构，且可以直接作用于桩基4病害位置，简单高效，施工时投入人员、机械、材料较少，造价低。

如图1和图3所示，采用玻纤套筒法加固桩基的具体方法包括以下步骤：

（1）桩基4表面处理：用气动角磨机剔除松散混凝土，对锈蚀钢筋用气动角磨机或钢丝刷进行除锈处理，并用气动角磨机将混凝土表面磨毛，增加与灌浆料的粘结力。

（2）玻纤套筒5安装：先在玻纤套筒5的锁扣槽内注入水下环氧封口胶，然后撑开玻纤套筒5，包裹桩柱，精确定位后用紧固带临时固定好玻纤套筒5，再用不锈钢自攻螺钉锚固玻纤套筒5接缝处。不锈钢自攻螺钉采用气动起子进行安装，螺钉间距150mm。

（3）底部密封条安装：在桩基4底部安装可压缩密封条7，使桩基4与玻纤套筒5底部之间没有空隙；

（4）水下环氧灌浆料灌注：采用高位漏斗重力灌浆法灌注水下环氧灌浆料8，灌注15cm的水下环氧灌浆料8后封底暂停；等封底的水下环氧灌浆料8固化后（常温23℃时，8小时），继续灌注剩余的水下环氧灌浆料8，直至灌满；

（5）顶部密封：用水下环氧封顶胶6密封玻纤套筒5与桩柱连接处的顶部成斜截面，待全部施工完成后，且常温下，水下环氧灌浆料8至少固化24小时后，拆除紧固带；

（6）桩底防护：水下环氧灌浆料8固化完毕后，采用抛石或混凝土护砌对玻纤套筒5底部进行防护。

本发明可以在有水条件作业，能够解决部分桥梁空间有限、河道较宽或有通航要求的河流等施工条件下的桩基加固以及增加横系梁；不需要大型机械设备，施工时间短，造价较低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。