1、被严重冲刷的基础被严重冲刷的基础第1页/共89页 3.1.1 3.1.1 特点及适用条件特点及适用条件 桥梁基础扩大底面积的加固方法，称为扩大基础加固法。此法适应于桥梁基础扩大底面积的加固方法，称为扩大基础加固法。此法适应于基础承载力不足或埋置太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体时的情况。基础承载力不足或埋置太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体时的情况。当构造物基础具有较大的不均匀沉降，并且地基土质比较坚实时，可当构造物基础具有较大的不均匀沉降，并且地基土质比较坚实时，可以采用扩大基础法进行加固。以采用扩大基础法进行加固。在刚性实体式基础周围加石砌圬工或混凝土，以扩大基础的承载面积，在刚性实体
2、式基础周围加石砌圬工或混凝土，以扩大基础的承载面积，如图如图3-13-1所示。所示。P P7878第2页/共89页3.1.2 3.1.2 附加影响附加影响 需要对基础所在位置进行开挖，开挖需要采取得需要对基础所在位置进行开挖，开挖需要采取得 力措施，确保墩台基础的稳定。力措施，确保墩台基础的稳定。3.1.3 3.1.3 力学特点力学特点 新老基础结合在一起，共同受力。新老基础结合在一起，共同受力。第3页/共89页3.1.4 3.1.4 设计计算设计计算 扩大基础底面积应由地基强度验算确定。在计算时，根据扩大基础底面积应由地基强度验算确定。在计算时，根据公路桥涵地公路桥涵地基与基础设计规范基与基
3、础设计规范（JTG 063-2007JTG 063-2007）规定，经过多年压实未受破坏的旧地）规定，经过多年压实未受破坏的旧地基，其地基承载力按原有承载力的基，其地基承载力按原有承载力的1.51.5倍进行计算。在扩大基础面积后，应倍进行计算。在扩大基础面积后，应能使墩台基底的单位压力减小到地基所能承受的允许应力范围之内。能使墩台基底的单位压力减小到地基所能承受的允许应力范围之内。当地基强度满足要求，而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时，采用当地基强度满足要求，而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时，采用扩大基础底面积的加固，主要由地基变形计算来加以选定。扩大基础底面积的加固，主要由地基变形计算
4、来加以选定。第4页/共89页3.1.5 3.1.5 施工工序施工工序 墩台扩大基础加固的施工顺序如下：墩台扩大基础加固的施工顺序如下：（1 1）在加宽的范围内打板桩围堰，如墩台基础土壤不）在加宽的范围内打板桩围堰，如墩台基础土壤不 好时，应作必要的加固。好时，应作必要的加固。（2 2）对围堰内土壤，挖至必要的深度（注意墩台的安）对围堰内土壤，挖至必要的深度（注意墩台的安 全）。全）。（3 3）在堰内把水抽干。）在堰内把水抽干。（4 4）按设计要求，在原墩台侧面凿孔并置入锚固钢筋。）按设计要求，在原墩台侧面凿孔并置入锚固钢筋。（5 5）立模，浇筑混凝土并养护至设计强度）立模，浇筑混凝土并养护至设
5、计强度 第5页/共89页3.1.6 3.1.6 构造要求构造要求 扩大墩台基础加固主要注意新老基础应结合牢固，以防止发生裂缝，并扩大墩台基础加固主要注意新老基础应结合牢固，以防止发生裂缝，并且能使加固后的扩大基础与原结构共同受力。且能使加固后的扩大基础与原结构共同受力。其具体措施如下：其具体措施如下：（1 1）将旧墩基础混凝土侧面凿毛，然后再注入新加部分的混凝土。）将旧墩基础混凝土侧面凿毛，然后再注入新加部分的混凝土。（2 2）若原墩台身为浆砌片石砌体，则可将原墩身对应于新加部分的一面）若原墩台身为浆砌片石砌体，则可将原墩身对应于新加部分的一面拆除表层的一部分石块，然后再砌新砌体，使新旧砌体犬
6、牙交错，互相咬合。拆除表层的一部分石块，然后再砌新砌体，使新旧砌体犬牙交错，互相咬合。（3 3）有条件可制作一个强劲的钢筋混凝土箍把新旧两部分统一箍紧，在）有条件可制作一个强劲的钢筋混凝土箍把新旧两部分统一箍紧，在其新旧结合处附近局部加设加强钢筋，以保证该处不会产生缝裂。其新旧结合处附近局部加设加强钢筋，以保证该处不会产生缝裂。第6页/共89页3.1.6 3.1.6 构造要求构造要求（续）（续）（4 4）对于拱桥，可在桥台两侧加设钢筋混凝土实体耳墙，并将耳墙与原）对于拱桥，可在桥台两侧加设钢筋混凝土实体耳墙，并将耳墙与原桥台用钢销联结起来，从而达到增大桥台基础面积，提高桥台承载力的目桥台用钢销
7、联结起来，从而达到增大桥台基础面积，提高桥台承载力的目的，加固后耳墙与原桥台联结在一起，因此，既增加了竖向承压面积，又的，加固后耳墙与原桥台联结在一起，因此，既增加了竖向承压面积，又由于耳墙的自重而增加了抗水平推力的摩阻力，见图由于耳墙的自重而增加了抗水平推力的摩阻力，见图3-23-2所示。所示。P P7979第7页/共89页3.1.6 3.1.6 构造要求构造要求（续）（续）当拱桥拱脚有一定的填土时，可在台前加建新的扩大基础，并将改建为当拱桥拱脚有一定的填土时，可在台前加建新的扩大基础，并将改建为变截面的拱肋支承到新基础上。新老基础之间用钢销进行联结，有条件时在变截面的拱肋支承到新基础上。新
8、老基础之间用钢销进行联结，有条件时在台前新基础下设法增加短桩，以提高承载力，如图台前新基础下设法增加短桩，以提高承载力，如图3-33-3所示。所示。P P8080 第8页/共89页3.1.7 3.1.7 质量控制与加固工程质量检验评定方法质量控制与加固工程质量检验评定方法 严格按照施工工序及构造措施要求施工，加固施工的质量控制按严格按照施工工序及构造措施要求施工，加固施工的质量控制按公路桥公路桥梁加固施工技术规范梁加固施工技术规范（JTG/T J23-2008JTG/T J23-2008）要求进行，重点控制旧基础混凝土）要求进行，重点控制旧基础混凝土凿毛和新旧混凝土结合的施工。凿毛和新旧混凝土
9、结合的施工。基本要求基本要求 所用材料的种类、型号、规格、数量和质量应符合有关规范及设计要求；所用材料的种类、型号、规格、数量和质量应符合有关规范及设计要求；按设计要求的程序进行施工。按设计要求的程序进行施工。实测项目实测项目 实测项目参照实测项目参照公路工程质量检验评定标准公路工程质量检验评定标准（JTG F80/2-2004JTG F80/2-2004）相关规）相关规定进行检验评定。定进行检验评定。第9页/共89页3.1.8 3.1.8 评述评述 扩大基础加固法，施工比较简单，缺点是它必须使新老基础连成一体扩大基础加固法，施工比较简单，缺点是它必须使新老基础连成一体共同承受上部荷载，故其加
10、固费用较高，而且加固效果也不易控制。共同承受上部荷载，故其加固费用较高，而且加固效果也不易控制。第10页/共89页扩大基础加固法示扩大基础加固法示例例第11页/共89页扩大基础加固法示例扩大基础加固法示例第12页/共89页 当地基承载力不够，为提高地基承载力，在桩式基础的周围补加钻孔桩当地基承载力不够，为提高地基承载力，在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩或打入钢筋混凝土预制桩,扩大原承台，并将承台与桩顶连接在一起，以此提扩大原承台，并将承台与桩顶连接在一起，以此提高基础承载力，增加基础稳定性，这种方法叫增补桩基加固法，见图高基础承载力，增加基础稳定性，这种方法叫增补桩基加固法，见
11、图3-43-4。P P8181 这种加固方法的优点是不需要抽水筑坝等水下施工作业，且加固效果显著。这种加固方法的优点是不需要抽水筑坝等水下施工作业，且加固效果显著。其缺点是需搭设桩架和开凿桥面，对桥头原有架空线路及陆上、水上交通均有其缺点是需搭设桩架和开凿桥面，对桥头原有架空线路及陆上、水上交通均有一定影响。一定影响。第13页/共89页 （1 1）当桥梁采用桩基础改造拓宽方法，通过增加桩的数量，扩大承台面积，）当桥梁采用桩基础改造拓宽方法，通过增加桩的数量，扩大承台面积，提高基础承载力；提高基础承载力；（2 2）桥梁墩台基底下有软弱层，墩台发生沉陷，而桩的深度不足；）桥梁墩台基底下有软弱层，墩
12、台发生沉陷，而桩的深度不足；（3 3）由于风蚀、水蚀或冲刷等原因使桩基外露或发生倾斜时。）由于风蚀、水蚀或冲刷等原因使桩基外露或发生倾斜时。第14页/共89页3.2.2 3.2.2 附加影响附加影响 （1 1）增加的桩基会引起河床过水断面面积的减少，从而使水流速度加大，）增加的桩基会引起河床过水断面面积的减少，从而使水流速度加大，这将会加剧对原有桩基的冲刷。这将会加剧对原有桩基的冲刷。（2 2）通航净跨由于增加桩基而缩小。）通航净跨由于增加桩基而缩小。（3 3）在桩间加桩时，较小的桩基中距，对桩基的承载力有一定影响。）在桩间加桩时，较小的桩基中距，对桩基的承载力有一定影响。（4 4）基础的整体
13、性由于新旧桩基及承台的联结将有所降低。）基础的整体性由于新旧桩基及承台的联结将有所降低。第15页/共89页3.2.3 3.2.3 力学特点力学特点 桥梁荷载通过桩基础传递给地基，垂直荷载一般将由桩底土层抵抗力和桩桥梁荷载通过桩基础传递给地基，垂直荷载一般将由桩底土层抵抗力和桩侧与土产生的摩阻力来支承，水平荷载一般由桩和桩侧土的水平抗力来支承。侧与土产生的摩阻力来支承，水平荷载一般由桩和桩侧土的水平抗力来支承。增补桩基加固中常采用摩擦桩和柱桩两种桩基形式。增补桩基加固中常采用摩擦桩和柱桩两种桩基形式。摩擦桩主要依靠桩侧土的摩阻力支承垂直荷载，桩底土层抵抗力也支承部摩擦桩主要依靠桩侧土的摩阻力支承
14、垂直荷载，桩底土层抵抗力也支承部分垂直荷载。摩擦桩在设计范围内总是桩周摩阻力首先发挥作用，而这时桩尖分垂直荷载。摩擦桩在设计范围内总是桩周摩阻力首先发挥作用，而这时桩尖阻力仅占很小一部分。阻力仅占很小一部分。柱桩一般专指桩底直接支承在基岩上的桩，桩的沉降微小，桩侧摩阻力可柱桩一般专指桩底直接支承在基岩上的桩，桩的沉降微小，桩侧摩阻力可忽略不计，全部垂直荷载由桩底岩层抵抗力承受。忽略不计，全部垂直荷载由桩底岩层抵抗力承受。第16页/共89页3.2.4 3.2.4 设计计算设计计算 采用增补桩基加固法加固旧桥，上部荷载和扩大的承台（或盖梁）自重将采用增补桩基加固法加固旧桥，上部荷载和扩大的承台（或
15、盖梁）自重将有相当一部分由补桩传递到持力层，使原本承载力不足的基础能够满足要求。有相当一部分由补桩传递到持力层，使原本承载力不足的基础能够满足要求。正确地确定单桩的容许承载力非常重要，这也是合理确定补桩数量和补桩长度正确地确定单桩的容许承载力非常重要，这也是合理确定补桩数量和补桩长度必要的依据。必要的依据。单桩容许承载力的确定已经有比较成熟的计算公式，可以直接采用。对于单桩容许承载力的确定已经有比较成熟的计算公式，可以直接采用。对于摩擦桩单桩轴向容许承载力的确定可采用下式计算：摩擦桩单桩轴向容许承载力的确定可采用下式计算：P P8282)(21RPAUlP（3-1）第17页/共89页 打入桩单
16、桩轴向容许承载力的计算式为：打入桩单桩轴向容许承载力的计算式为：211niRiiiAlUP（3-4）在竖直荷载在竖直荷载N N作用下，桩顶的沉降作用下，桩顶的沉降S S由三部分组成，即桩身混凝土的压缩、由三部分组成，即桩身混凝土的压缩、桩底岩土的变形和沉渣的压缩组成，即桩底岩土的变形和沉渣的压缩组成，即 （3-5）srcSSSS第18页/共89页 在计算时，可把单桩承载力折算成群桩的承载力，在计算时，可把单桩承载力折算成群桩的承载力，用用Converse-LabarreConverse-Labarre公式作近似计算，公式作近似计算，不同桩型下的沉降计算荷载分配不同桩型下的沉降计算荷载分配 两种
17、以上的桩型，如图两种以上的桩型，如图3-53-5所示所示P P8585。由于单桩承担的由于单桩承担的荷载与该桩的材料性能、桩身的规格尺寸及桩的入土情荷载与该桩的材料性能、桩身的规格尺寸及桩的入土情况等因素有关，这些因素综合反映在单桩设计承载力上，况等因素有关，这些因素综合反映在单桩设计承载力上，按单桩设计承载力来分配沉降计算荷载是较合理的。按单桩设计承载力来分配沉降计算荷载是较合理的。群桩沉降量的计算群桩沉降量的计算 按简单叠加法原理即可计算群桩在各自计算荷载作按简单叠加法原理即可计算群桩在各自计算荷载作用下引起的作用于土层上的竖向附加应力。用下引起的作用于土层上的竖向附加应力。第19页/共8
18、9页3.2.5 3.2.5 构造要求构造要求 钻孔桩设计直径（钻头直径）不宜小于钻孔桩设计直径（钻头直径）不宜小于80cm80cm。混凝土强度等级，对于钻孔桩不低于混凝土强度等级，对于钻孔桩不低于C15C15，水下混凝土不应低于，水下混凝土不应低于C20C20；对；对于打入桩不低于于打入桩不低于C25C25。钢筋混凝土沉桩的桩身配筋应按通长配筋。桩的两端或接桩区箍筋或螺钢筋混凝土沉桩的桩身配筋应按通长配筋。桩的两端或接桩区箍筋或螺旋筋的间距需加密。旋筋的间距需加密。加桩与原桩可采用对称布置。加桩与原桩可采用对称布置。采用摩擦桩时，钻孔灌注桩中距不得小于成孔直径的采用摩擦桩时，钻孔灌注桩中距不得
19、小于成孔直径的2.52.5倍，打入桩在倍，打入桩在桩尖处的中距不得小于桩径的桩尖处的中距不得小于桩径的3 34 4倍。倍。采用柱桩时，桩基中距不宜小于桩径（或边长）的采用柱桩时，桩基中距不宜小于桩径（或边长）的2.02.02.52.5倍。倍。满足边桩外侧与承台边缘的距离要求。满足边桩外侧与承台边缘的距离要求。第20页/共89页 加桩时，可以扩大原来承台尺寸或在原有承台上再加一层新承台，把上加桩时，可以扩大原来承台尺寸或在原有承台上再加一层新承台，把上部传来的荷载通过新承台传递到新桩。部传来的荷载通过新承台传递到新桩。为使上部荷载由墩身很好地传递给新建承台，可在新建承台与既有承台为使上部荷载由墩
20、身很好地传递给新建承台，可在新建承台与既有承台接触范围内，将原承台凿成锯齿状剪力键，设置钎钉，见图接触范围内，将原承台凿成锯齿状剪力键，设置钎钉，见图3-63-6所示；所示；P P8888 也可采用植筋法连接新老承台，使新旧混凝土形成有机整体，以达到扩也可采用植筋法连接新老承台，使新旧混凝土形成有机整体，以达到扩大原承台尺寸的目的。大原承台尺寸的目的。第21页/共89页3.2.6 3.2.6 质量控制与加固工程质量检验评定方质量控制与加固工程质量检验评定方法法 严格按照施工工序及构造措施要求来保证施工质量，加固施工的质量控严格按照施工工序及构造措施要求来保证施工质量，加固施工的质量控制按制按公
21、路桥梁加固施工技术规范公路桥梁加固施工技术规范（JTG/T J23-2008JTG/T J23-2008）要求进行，重点控）要求进行，重点控制桩基础和承台的施工。制桩基础和承台的施工。（1 1）基本要求）基本要求 所用材料的种类、型号、规格、数量和质量应符合有关规范及设计要求；所用材料的种类、型号、规格、数量和质量应符合有关规范及设计要求；按设计要求的程序进行施工。按设计要求的程序进行施工。（2 2）实测项目）实测项目 实测项目参照实测项目参照公路工程质量检验评定标准公路工程质量检验评定标准（JTG F80/2-2004JTG F80/2-2004）相关）相关规定进行检验评定。规定进行检验评定
22、。第22页/共89页3.2.7 3.2.7 评述评述 采用增补桩基加固法提高基础承载力及增加基础稳定性是比较可靠的方采用增补桩基加固法提高基础承载力及增加基础稳定性是比较可靠的方法，但在施工过程中，往往涉及到水中施工，使得桩基础、新旧承台连接施法，但在施工过程中，往往涉及到水中施工，使得桩基础、新旧承台连接施工难度加大，施工期交通需部分中断。工难度加大，施工期交通需部分中断。第23页/共89页增补桩基加固示例1 1第24页/共89页增补桩基加固示例2 2第25页/共89页增补桩基加固示例3 3第26页/共89页桩基加固示例桩基加固示例第27页/共89页 高压旋喷注浆，就是先利用钻机把带有喷嘴的
23、注浆管钻入土层的预定位高压旋喷注浆，就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置，旋转并以一定的速度提升，同时将浆液或水以高压的形式从喷嘴里射出，置，旋转并以一定的速度提升，同时将浆液或水以高压的形式从喷嘴里射出，冲击破坏土体，高压流切割并搅碎土层，使其成颗粒状分散，一部分被浆液冲击破坏土体，高压流切割并搅碎土层，使其成颗粒状分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而对地基进行加固的一种加固方法。定强度和抗渗能力的固结体，从而对地基进行加固的一种加固方
24、法。旋喷注浆法加固墩台基础的情况见图旋喷注浆法加固墩台基础的情况见图3-73-7所示。所示。P P8989第28页/共89页（1 1）使用范围较广。）使用范围较广。（2 2）施工简便。）施工简便。（3 3）浆液集中。）浆液集中。（4 4）固结体形状可控制。）固结体形状可控制。（5 5）确保固结体强度。）确保固结体强度。（6 6）有较好的耐久性。）有较好的耐久性。（7 7）使用材料来源广，价格低廉。）使用材料来源广，价格低廉。（8 8）设备简单、管理方便。）设备简单、管理方便。（9 9）生产安全。）生产安全。（1010）无公害。）无公害。第29页/共89页3.3.2 3.3.2 附加影响附加影响
25、 旋喷注浆过程中对土体产生扰动，对既有基础的沉降旋喷注浆过程中对土体产生扰动，对既有基础的沉降有一定的影响。有一定的影响。3.3.3 3.3.3 材料要求材料要求 旋喷注浆加固使用的浆液应是真溶液而不是悬浊液，旋喷注浆加固使用的浆液应是真溶液而不是悬浊液，浆液年度低，流动性好，能进入细小裂缝；浆液凝胶时间浆液年度低，流动性好，能进入细小裂缝；浆液凝胶时间可以在一定范围内随意调节；浆液的稳定性好，对环境无可以在一定范围内随意调节；浆液的稳定性好，对环境无污染；材料来源丰富，价格低廉，配制方便，操作容易。污染；材料来源丰富，价格低廉，配制方便，操作容易。（1 1）有良好的可喷性）有良好的可喷性 施
26、工中水灰比一般采用施工中水灰比一般采用1:11:12:12:1就能保证较好的喷射就能保证较好的喷射效果。效果。（2 2）有足够的稳定性）有足够的稳定性 浆液的稳定性可用浆液的析水率来评定。浆液的稳定性可用浆液的析水率来评定。第30页/共89页3.3.3 3.3.3 材料要求材料要求（续）（续）（3 3）气泡少。不能用起泡剂，必须用非加气型外加剂。）气泡少。不能用起泡剂，必须用非加气型外加剂。（4 4）调剂浆液的胶凝时间可调。）调剂浆液的胶凝时间可调。（5 5）有良好的力学性能。）有良好的力学性能。要求具有一定的力学强度。要求具有一定的力学强度。（6 6）浆液不污染环境，无毒、无臭。）浆液不污染
27、环境，无毒、无臭。（7 7）结石率高）结石率高 固化后的固结体有一定的粘结性，能牢固地与岩石、固化后的固结体有一定的粘结性，能牢固地与岩石、砂粒、粘土等粘结。砂粒、粘土等粘结。3.3.4 3.3.4 力学特点力学特点 （1 1）固结体和原土层共同受力。）固结体和原土层共同受力。（2 2）固结体的形变模量较土层大很多倍。）固结体的形变模量较土层大很多倍。（3 3）固结体和土体的受力在时间上不同步，一般是土体已达到或接近其极限）固结体和土体的受力在时间上不同步，一般是土体已达到或接近其极限强度后，固结体才进入工作状态，强度后，固结体才进入工作状态，第31页/共89页3.3.5 3.3.5 设计计算
28、设计计算 旧桥墩台基础用旋喷法加固的设计计算按下述方法进行。旧桥墩台基础用旋喷法加固的设计计算按下述方法进行。加固前墩台基础承载能力的估算。加固前墩台基础承载能力的估算。加固前进行调查分析；根据病害发生、发展程度，推算现有地基的承载能加固前进行调查分析；根据病害发生、发展程度，推算现有地基的承载能力。力。用地质钻探的方法确定基岩或硬层的深度，决定旋喷固结体的性质。用地质钻探的方法确定基岩或硬层的深度，决定旋喷固结体的性质。在现场选取各层土样，按加固需要和现场可能达到的水泥、水、土之比进在现场选取各层土样，按加固需要和现场可能达到的水泥、水、土之比进行配方试验，决定固结体的材料强度。行配方试验，
29、决定固结体的材料强度。计算加固所必须的固结体的总面积计算加固所必须的固结体的总面积A A桩桩。P P9292)/()(0101KAWA桩桩（3-23）第32页/共89页 加固总面积加固总面积桩桩求得以后，可用试桩或经验公式法确求得以后，可用试桩或经验公式法确定旋喷固结体的有效直径定旋喷固结体的有效直径D D，从而计算出旋喷桩根数。，从而计算出旋喷桩根数。进行孔位布置。进行孔位布置。对原有墩台基础的承载力估算；对原有墩台基础的承载力估算；定出桥梁将来使用时所需支承的最大荷重；定出桥梁将来使用时所需支承的最大荷重；标出现在加固前地基所承受的荷重；标出现在加固前地基所承受的荷重；假定加固后结构新增加
30、的荷重由全部固结体所承受；假定加固后结构新增加的荷重由全部固结体所承受；加强所需桩柱的总面积；加强所需桩柱的总面积；总面积确定后，即可决定固结体的有效直径总面积确定后，即可决定固结体的有效直径D D；决定桩数；决定桩数；进行桩位布置。进行桩位布置。第33页/共89页 钻机就位；钻孔；插管；喷射作业；冲洗。钻机就位；钻孔；插管；喷射作业；冲洗。施工过程如图施工过程如图3-83-8所示。所示。P P9494第34页/共89页喷前检查高压设备，其压力和流量必须满足设计要求。喷前检查高压设备，其压力和流量必须满足设计要求。垂直施工时，钻孔的倾斜度一般不得大于垂直施工时，钻孔的倾斜度一般不得大于1.5%
31、1.5%。在插管。在插管 和喷射过程中，要注意防止喷嘴被堵。和喷射过程中，要注意防止喷嘴被堵。喷射时，要做好压力、流量和冒浆量的量测工作，并按喷射时，要做好压力、流量和冒浆量的量测工作，并按 要求逐项记录，不得使喷射固结体脱节。要求逐项记录，不得使喷射固结体脱节。深层旋喷时，应先喷浆后旋转提升，以防注浆管扭断。深层旋喷时，应先喷浆后旋转提升，以防注浆管扭断。搅拌水泥时，水灰比要按设计规定，在旋喷过程中应防搅拌水泥时，水灰比要按设计规定，在旋喷过程中应防 止水泥浆沉淀，使浓度降低。禁止使用受潮或过期水泥。止水泥浆沉淀，使浓度降低。禁止使用受潮或过期水泥。施工完毕，立即拨出注浆管，彻底清洗注浆管和
32、注浆泵，施工完毕，立即拨出注浆管，彻底清洗注浆管和注浆泵，管内不得有残存水泥浆。管内不得有残存水泥浆。第35页/共89页3.3.73.3.7 质量控制与加固工程质量检验评定质量控制与加固工程质量检验评定方法方法 固结体的质量控制包括：固结体的整体性和均匀性；有固结体的质量控制包括：固结体的整体性和均匀性；有 效直径；垂直度；强度特性；溶蚀和耐久性能等。效直径；垂直度；强度特性；溶蚀和耐久性能等。（1 1）开挖检查）开挖检查 （2 2）室内试验）室内试验 在室内制作标准试件，进行各种力学物理性的试验，以在室内制作标准试件，进行各种力学物理性的试验，以求得设计所需的理论配合比。求得设计所需的理论配
33、合比。（3 3）钻孔检查）钻孔检查 钻取旋喷固结体岩芯；渗透试验；标准贯入度试验钻取旋喷固结体岩芯；渗透试验；标准贯入度试验 （4 4）载荷试验）载荷试验 载荷试验可分为平板静载荷试验和孔内载荷试验两种载荷试验可分为平板静载荷试验和孔内载荷试验两种。第36页/共89页3.3.8 3.3.8 评述评述 旋喷注浆加固法，用途广泛，加固地基的质量可靠而且效果好，成本旋喷注浆加固法，用途广泛，加固地基的质量可靠而且效果好，成本低，加固效果明显，且施工便捷，故目前已逐渐成为我国常用的对桥梁墩低，加固效果明显，且施工便捷，故目前已逐渐成为我国常用的对桥梁墩台基础处理方法之一。台基础处理方法之一。第37页/
34、共89页3.4.1 3.4.1 特点及适用条件特点及适用条件 桥台发生水平位移使拱顶区段的正弯矩增大，因此在该区段产生径向裂桥台发生水平位移使拱顶区段的正弯矩增大，因此在该区段产生径向裂缝，使主拱圈截面强度严重削弱甚至破坏，这时可采取顶推工艺消除桥台位缝，使主拱圈截面强度严重削弱甚至破坏，这时可采取顶推工艺消除桥台位移引起的病害，调整拱体内力。移引起的病害，调整拱体内力。此法适用于有可能发生桥台位移或已发生桥台位移（水平位移小于此法适用于有可能发生桥台位移或已发生桥台位移（水平位移小于L/1160L/1160L/158L/158且趋于稳定）的钢筋混凝土刚架拱桥、桁架拱桥和双曲拱桥，且趋于稳定）
35、的钢筋混凝土刚架拱桥、桁架拱桥和双曲拱桥，这种工艺也可作为调整拱桥应力的一种措施。这种工艺也可作为调整拱桥应力的一种措施。第38页/共89页3.4.2 3.4.2 附加影响附加影响 采用顶推法进行加固，需拆除腹拱和截断拱脚处受采用顶推法进行加固，需拆除腹拱和截断拱脚处受力钢筋，其应力释放有一定的风险。力钢筋，其应力释放有一定的风险。3.4.3 3.4.3 力学特点力学特点 拱桥在竖向荷载作用下，拱的两端支承处除有竖向拱桥在竖向荷载作用下，拱的两端支承处除有竖向 反力外，还有水平推力，见图反力外，还有水平推力，见图3-93-9所示。所示。P P9696 水平推力使结构在荷载作用下产生的弯矩大大降
36、低，水平推力使结构在荷载作用下产生的弯矩大大降低，同时降低了对材料抗拉性能的要求。同时降低了对材料抗拉性能的要求。第39页/共89页3.4.4 3.4.4 设计计算设计计算 刚性横隔梁为外包拱肋的新筑钢筋混凝土体与旧拱肋的组合体，按钢筋混刚性横隔梁为外包拱肋的新筑钢筋混凝土体与旧拱肋的组合体，按钢筋混凝土深梁设计。新浇混凝土与肋结合面的抗剪强度可由高强螺栓的预压力产生凝土深梁设计。新浇混凝土与肋结合面的抗剪强度可由高强螺栓的预压力产生的摩阻力提供，见图的摩阻力提供，见图3-103-10所示。所示。P P9797第40页/共89页 金属夹具的位置尽可能靠近拱脚布置。夹具到拱脚的距离，应根据千斤金
37、属夹具的位置尽可能靠近拱脚布置。夹具到拱脚的距离，应根据千斤顶活塞的最大行程和预估的顶推位移量及千斤顶底座垫板的情况确定。夹具顶活塞的最大行程和预估的顶推位移量及千斤顶底座垫板的情况确定。夹具的横向布置应在拱肋同一横截面位置上，见图的横向布置应在拱肋同一横截面位置上，见图1-3-111-3-11所示。所示。P P9797第41页/共89页 千斤顶最大负载设计时要考虑部分千斤顶机械效率可能达不到正常规定的千斤顶最大负载设计时要考虑部分千斤顶机械效率可能达不到正常规定的标准。一般按千斤顶标定顶推吨位的标准。一般按千斤顶标定顶推吨位的2/32/3，同时考虑顶推时应尽量使顶推截面，同时考虑顶推时应尽量
38、使顶推截面受力均匀，具体设置要根据桥的实际情况计算确定。受力均匀，具体设置要根据桥的实际情况计算确定。（1 1）计算千斤顶数量）计算千斤顶数量 按受力要求计算千斤顶数量：按受力要求计算千斤顶数量：按构造要求的千斤顶数量按构造要求的千斤顶数量 按合力的中心与顶推（拱脚处）换算截面重心重合的原则，沿顶推截面试按合力的中心与顶推（拱脚处）换算截面重心重合的原则，沿顶推截面试布置的千斤顶要满足构造的要求，每根拱肋经反复试布置、调整，最后确定千布置的千斤顶要满足构造的要求，每根拱肋经反复试布置、调整，最后确定千斤顶数量。斤顶数量。第42页/共89页 （2 2）千斤顶的位置设计）千斤顶的位置设计 千斤顶的
39、布置按下列原则考虑：千斤顶的布置按下列原则考虑：拱肋每个单元之上的千斤顶台数相等，顶推力的大小相拱肋每个单元之上的千斤顶台数相等，顶推力的大小相 等，每个单元受力尽可能均匀。等，每个单元受力尽可能均匀。每个单元上、下两侧千斤顶换算截面重心轴的力矩值尽每个单元上、下两侧千斤顶换算截面重心轴的力矩值尽 量相接近，顶推力的合力尽可能作用在单元的换算截面量相接近，顶推力的合力尽可能作用在单元的换算截面 重心轴上。重心轴上。千斤顶的位置尽可能和拱肋的混凝土表面接近，以减小千斤顶的位置尽可能和拱肋的混凝土表面接近，以减小 对夹具的偏心力矩对夹具的偏心力矩。第43页/共89页 控制拱桥设计承载力的主要截面为
40、拱顶和拱脚。通过顶推作业，顶推端的控制拱桥设计承载力的主要截面为拱顶和拱脚。通过顶推作业，顶推端的拱脚弯矩得以释放，非顶推端的拱脚向正弯矩转化，两处的受力状态场得到改拱脚弯矩得以释放，非顶推端的拱脚向正弯矩转化，两处的受力状态场得到改善。善。通过顶推只要能使拱顶弯矩接近于零的状态（均匀受压），可认为拱桥已通过顶推只要能使拱顶弯矩接近于零的状态（均匀受压），可认为拱桥已经恢复了原设计承载力。经恢复了原设计承载力。恢复拱桥承载力的顶推水平距离：恢复拱桥承载力的顶推水平距离：P P9999 Mshuk)(（3-31）第44页/共89页3.4.5 3.4.5 施工工序施工工序 准备工作；安装工作；顶推
41、施工；监测工作；准备工作；安装工作；顶推施工；监测工作；空缝填塞等。空缝填塞等。（1 1）准备工作）准备工作 根据拱桥实际状况，做顶推时各截面的内力和应力分析，制订具体顶推根据拱桥实际状况，做顶推时各截面的内力和应力分析，制订具体顶推方案，编制顶推施工预算。准备顶推机具和观测用的仪器。方案，编制顶推施工预算。准备顶推机具和观测用的仪器。（2 2）安装工作）安装工作 钻孔和制作横隔梁；顶推用的高强螺栓使用前的试验和处理；钢夹钻孔和制作横隔梁；顶推用的高强螺栓使用前的试验和处理；钢夹具安装；千斤顶安装具安装；千斤顶安装（3 3）顶推施工）顶推施工 根据需要可以单边顶推或双边顶推。顶推前需将顶推端对
42、岸的伸缩缝处根据需要可以单边顶推或双边顶推。顶推前需将顶推端对岸的伸缩缝处理好。试顶推距离约为理好。试顶推距离约为5mm5mm左右。左右。第45页/共89页3.4.5 3.4.5 施工工序施工工序（续）（续）（4 4）监测工作）监测工作 测量顶推端拱脚截面两侧的位移量，桥纵轴线变化；控制截面应变值。同测量顶推端拱脚截面两侧的位移量，桥纵轴线变化；控制截面应变值。同时监视桥面和路缘石变形等。时监视桥面和路缘石变形等。（5 5）空缝填塞）空缝填塞 顶推后，将空缝认真冲洗，然后立即填塞快凝砂浆或混凝土，仔细捣实、顶推后，将空缝认真冲洗，然后立即填塞快凝砂浆或混凝土，仔细捣实、养护；维持千斤顶油压不变
43、，直至砂浆强度完全符合要求为止。养护；维持千斤顶油压不变，直至砂浆强度完全符合要求为止。（6 6）拆除顶推机具）拆除顶推机具 当高强快凝砂浆或小石子混凝土强度达到一定强度后，拆除顶推机具。当高强快凝砂浆或小石子混凝土强度达到一定强度后，拆除顶推机具。（7 7）修补工作）修补工作 顶推工作完成后修补腹拱及桥面结构。顶推工作完成后修补腹拱及桥面结构。第46页/共89页（1 1）做好两桥台上方带三铰腹拱孔的支护，凿除顶推伸缩）做好两桥台上方带三铰腹拱孔的支护，凿除顶推伸缩 缝隙顶推作业时，要确保拱上建筑安全。缝隙顶推作业时，要确保拱上建筑安全。（2 2）安装钢夹具时要确保与主拱圈上下缘面接触密贴；高
44、）安装钢夹具时要确保与主拱圈上下缘面接触密贴；高 强螺栓的预拉力要符合设计要求；钢夹具的加工样板与强螺栓的预拉力要符合设计要求；钢夹具的加工样板与 工地安装用钻孔样板要一致；标定高强螺栓达要求预拉工地安装用钻孔样板要一致；标定高强螺栓达要求预拉 力时的所需扭矩。力时的所需扭矩。（3 3）千斤顶的安装要保证顶底面钢板平整、密贴，千斤顶）千斤顶的安装要保证顶底面钢板平整、密贴，千斤顶 合力作用点尽量与拱桥设计要求的合力位置相符。合力作用点尽量与拱桥设计要求的合力位置相符。（4 4）顶推过程中应保证桥面伸缩缝留有空隙，防止掉进杂）顶推过程中应保证桥面伸缩缝留有空隙，防止掉进杂 物顶死而影响顶推。物顶
45、死而影响顶推。第47页/共89页3.4.7 3.4.7 质量控制与加固工程质量检验评定方质量控制与加固工程质量检验评定方法法 按照施工工序及构造措施要求施工，加固施工质量控按照施工工序及构造措施要求施工，加固施工质量控制按制按公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000JTJ 041-2000）要求）要求进行，重点控制拱脚处截断钢筋和顶推施工。进行，重点控制拱脚处截断钢筋和顶推施工。基本要求基本要求 所用材料的种类、型号、规格、数量和质量应符合所用材料的种类、型号、规格、数量和质量应符合有关规范及设计要求；按设计要求的程序进行施工。有关规范及设计要求；按设计要求的程序进行
46、施工。实测项目实测项目 实测项目参照实测项目参照公路工程质量检验评定标准公路工程质量检验评定标准（JTG F80/2-2004JTG F80/2-2004）相关规）相关规定进行检验评定。定进行检验评定。第48页/共89页3.4.8 3.4.8 评述评述 该加固方法可以消除桥台位移引起的病害，并有调整控制内力的作用。经该加固方法可以消除桥台位移引起的病害，并有调整控制内力的作用。经过顶推后，主拱的原来裂缝基本上都能消失或有所缩小，拱顶下沉能得到不同过顶推后，主拱的原来裂缝基本上都能消失或有所缩小，拱顶下沉能得到不同程度的恢复，拱的抗弯刚度也有所提高。程度的恢复，拱的抗弯刚度也有所提高。施工过程中
47、基本上不阻碍桥下通航，桥面交通中断时间亦较短。因此顶推施工过程中基本上不阻碍桥下通航，桥面交通中断时间亦较短。因此顶推法是一种较为简便经济的，能在较短时间内奏效的加固方法。法是一种较为简便经济的，能在较短时间内奏效的加固方法。第49页/共89页第50页/共89页 桥梁加固后评价类似公路建设项目后评价，但又有其自身的特点。桥梁加固桥梁加固后评价类似公路建设项目后评价，但又有其自身的特点。桥梁加固的效果不仅要改善提高结构的功能，还应产生社会经济效益。的效果不仅要改善提高结构的功能，还应产生社会经济效益。（1 1）经加固技术改造后，结构性能、承载能力与耐久性等）经加固技术改造后，结构性能、承载能力与
48、耐久性等 都能满足使用上的要求。都能满足使用上的要求。（2 2）具有较明显的经济效益和社会效益。）具有较明显的经济效益和社会效益。（3 3）具有可持续性。）具有可持续性。第51页/共89页桥梁加固后评价桥梁加固后评价 桥梁加固后评价是指在桥梁加固工程完工一定时间后，利用系统工程的桥梁加固后评价是指在桥梁加固工程完工一定时间后，利用系统工程的思想方法，从效益、技术、影响、发展等方面对桥梁加固的效果进行系统的、思想方法，从效益、技术、影响、发展等方面对桥梁加固的效果进行系统的、客观的分析评价。客观的分析评价。结合桥梁加固工程的特点，桥梁加固后评价的内容包括目标评价、实施结合桥梁加固工程的特点，桥梁
49、加固后评价的内容包括目标评价、实施过程评价、技术性评价，效益性评价、影响性评价和持续性评价等几个方面。过程评价、技术性评价，效益性评价、影响性评价和持续性评价等几个方面。我国曾在我国曾在19901990年颁布试行了年颁布试行了公路桥梁承载能力鉴定办法公路桥梁承载能力鉴定办法，但都只是，但都只是局限于桥梁结构承载能力评价方面，没有从经济效益、社会环境影响等方面局限于桥梁结构承载能力评价方面，没有从经济效益、社会环境影响等方面加以考虑。加以考虑。第52页/共89页 一般工程建设项目后评价是在工程达到设计能力和投资直接经济效益发挥一般工程建设项目后评价是在工程达到设计能力和投资直接经济效益发挥出来时
50、进行。桥梁加固效果后评价，可以借鉴交通部在出来时进行。桥梁加固效果后评价，可以借鉴交通部在公路建设项目后评价公路建设项目后评价报告编制办法报告编制办法中规定的做法，在公路通车运营中规定的做法，在公路通车运营2 23 3年后进行项目评价。年后进行项目评价。总的原则是在后评价的时候，应该能够全面系统地总结、分析项目所带来总的原则是在后评价的时候，应该能够全面系统地总结、分析项目所带来的效益、作用及影响。的效益、作用及影响。（1 1）桥梁加固工程中的大中型项目，即特大桥、大桥主要承重构件加固或加）桥梁加固工程中的大中型项目，即特大桥、大桥主要承重构件加固或加宽。宽。（2 2）国道、省道中某段的所有中
