锚杆静压桩在人行天桥基础工程中的应用研究

锚杆静压桩在人行天桥基础工程中的应用研究摘要：本文对人行天桥基础工程中锚杆静压桩设计进行分析，进一步探究锚杆静压桩如何在人行天桥基础工程有效性应用，希望能为提高人行天桥基础工程建设水平及增强桥梁结构稳固性提供一些建议。关键词：锚杆静压桩；人行天桥；工程质量引言：人行天桥基础工程高质量建设对城市交通水平提高有着一定影响，在人行天桥基础工程中合理化应用锚杆静压桩，不仅有利于提升施工效率和质量，也能减少工程施工期间对周边环境、生活居民的负面影响，增强工程地基结构稳固性，延长人行天桥基础工程使用期限。锚杆静压桩如何有效应用在天桥基础工程中，是目前各相关人员需要考虑的问题。1.人行天桥基础工程中锚杆静压桩设计1.1锚杆静压桩技术特点锚杆静压桩技术在建设完成的工程项目中应用，主要发挥对工程项目进行加固、纠偏等作用，在原有建筑物基础上结合新桩基结构，形成具有承担荷载功能的结构，进一步提升工程项目结构稳固性和安全性。相较于其他类型加固施工技术，锚杆静压桩技术具有操作便捷、污染小、应用成本低等优势，能够有效降低实际施工中资源投入，减少对周边环境、生活居民的负面影响，被广泛应用于基础工程地基加固中。锚杆静压桩技术在实际应用过程中，因其技术优势，在预防基坑沉降及倾斜方面有着较好的应用成效，不均匀沉降问题得到有效性解决，即使作业空间狭小，施工人员也会通过应用锚杆静压桩技术高效率完成相关施工作业，由于操作简单和便利，施工场地条件与外部因素对锚杆静压桩技术应用效果均不会产生过大影响，充分突显了锚杆静压桩较强的适用性[1]。施工期间，必须严格按照相关规范标准进行操作，其目的将锚杆静压桩技术优势最大限度发挥，施工人员需要根据施工设计图纸精准定位现场桩位，做好清除现场内障碍物、杂物等工作，按照施工流程依次完成相关作业；因需要在地下对锚杆螺栓进行埋设，可以和螺栓结构完全适应的压力架设计非常必要，使其更好地承担荷载。1.2锚杆静压桩设计要点人行天桥基础工程中应用锚杆静压桩技术，可实现将整个天桥结构原有承担的重量向地基结构转移，加固人行天桥工程地基结构，提升地基结构稳固性。一般情况下，在天桥的墩台基础底板下面设置静压桩，将其与原桥梁结构结合在一起，在此基础上形成新的整体结构，共同承担新荷载作用下产生的压力，起到强化地基承载力的作用。在实际设计锚杆静压桩过程中，应结合人行天桥基础工程建设性质，综合考虑现场地质条件、土基承载力、桥梁桩基础稳定性等问题，精准落实施工前期现场勘测工作，掌握各土层力学情况，基于锚杆静压桩技术加固原理，合理化设计人行天桥基础工程的桥梁桩加固结构，定桩位置、桩间距、桩深度等关键性参数均要十分明确，便于更好地把控整个工程造价与施工质量管理。此外，在进行锚杆静压桩沉桩时，被桩尖预压作用影响的土体，在其影响冲击下则会产生土体破坏情况，孔隙水也会被冲剪挤压作用影响下出现水头不均匀情况，增加孔隙水压力，干扰土体结构，降低结构稳定性，最终导致桩周部分土体原有抗剪强度大大下降，出现土体重塑现象，让地基土层被静压桩插入的过程更加快速和高效。在沉桩过程中如果出现停顿等情况，随着孔隙水压力逐渐消减，桩周土必然出现固结现象，促使土体密实度增加，某种程度上桩周侧壁摩擦阻力也会被加大，在此方面情况影响下，并不利于锚杆静压桩沉桩作业顺利进行；因此，在实际施工过程中，施工人员必须要保证锚杆静压桩沉桩作业连续性，从根本上规避上述情况在施工过程中出现。2.人行天桥基础工程中锚杆静压桩具体应用2.1工程概况本文以贵州市花溪大道经开段、花溪段增设人行天桥基础工程为案例，解决人行过街需求，保证人行过街安全是该项目工程建设目的。天桥上部结构为一跨简支钢箱梁结构，总长度44.16m，计算跨径40.38m，桥面宽4m，梁高1.6m，设计预拱度为8cm（施工预拱度另计），沿梁长做成平顺曲线。天桥双向横坡1％，纵坡为0.5％。2.2钢箱梁分段情况本工程项目的箱梁采用单箱单室结构，顶板12mm、腹板为厚10mm、底板为厚14mm的Q345C钢板，并设数条10mm厚加劲肋板，间距300~320mm，每隔1.5m设一道厚12mm横隔板。端部与楼梯和坡道连接处牛腿宽200cm，并在两侧设牛腿与梯道相连。根据钢箱梁长度以及运输条件，在不影响钢箱梁结构受力的前提下，同时尽量减少节段数量和能满足钢箱梁运输条件；该项目钢箱梁采取分节段进行加工制作，分段方案在征得设计单位同意后进行加工。钢箱梁制作完成后，直接在加工场进行试拼装，待拼装检查合格后再通过拖车运至吊装现场。钢箱梁吊装危险源及风险参考表1。表1钢箱梁吊装危险源及风险序号危险源名称危险源活动及场所控制措施风险级别1起重伤害箱梁吊装按照方案选用吊车和施工重大2物体打击及高空坠落箱梁吊装及附属工程施工加强防护管理重大3机械事故机械使用规范机械使用一般4交通事故车辆行驶加强交通疏导一般2.3施工前准备工作人行天桥基础工程应用锚杆静压桩技术进行施工之前，需要做好施工前各项准备工作，具体内容主要包括以下几个方面：制定施工计划。先将桥墩钢柱及楼梯梯柱在施工现场相应位置进行安装，待安装作业结束后，再进行临时支墩安装，上述安装工序完成，方可开始吊装钢箱梁。要求钢箱梁吊装完毕后，再对天桥左右幅梯道分别吊装。因钢箱梁及楼梯的各分段提前在厂内匹配制造完成，为了确保施工质量，工程管理人员需要再次检验运输至现场的钢箱梁及楼梯的各分段，确认无任何问题后，按照吊装顺序将同节段内各分段吊装进行初定位，严格把控各分段间的匹配精度，焊接各分段间的纵向对接焊缝，形成钢箱梁节段[2]。钢箱梁节段的施工工序结束后，检查钢箱梁节段的线型是否与人行天桥基础工程设计要求相一致，再进入焊接钢箱梁节段间环焊缝作业阶段，直至全桥钢箱梁节段安装完毕。切记施工期间必须严格按照上述施工计划执行，避免影响后续其他施工作业开展。施工图纸审核。施工前期做好施工图纸审核非常必要，防止后期出现实际施工与预期施工效果不符情况，做好图纸审查记录，并在施工前期组织相关人员进行图纸会审，将图纸会审记录、设计交底记录及设计答疑文件等形成正式归档文件；在此基础上完成切实可行的施工方案编制，施工中重难点或关键部位应明显标注。现场测量及运梁路线确认。根据平面控制网线，准确定位，钢箱梁下部结构施工过程中及时复测墩顶标高、坐标等，并将实测标高和坐标反馈至钢箱梁加工人员，保证钢箱梁加工与现场保持一致，确保箱梁线型符合要求。钢箱梁出厂前，应组织人员对既定的运梁路线进行实地考察，重点对运梁路线车流量、车辆类型、线路弯度坡度、限高线宽路段进行统计，并做好与沿途交管部门和路政单位的沟通联系，再次对运梁路线、运梁时间和运输工具选择进行评估，确保钢箱梁顺利安全运至施工现场，尽可能减少运输过程对钢箱梁构件的损坏影响。2.4临时支墩安装现场临时支墩安装工序具体操作如下：(1)临时支架搭设。该项目工程临时支架基础要求地基承载力为200Kpa，为保证吊装稳定，对地基承载力不满足要求的，对托架及临时支架基础进行硬化处理。采用钢管格构支架设计，标准节段尺寸长为2m，宽为2m,高为2m。立杆采用Ф299*10mm焊接钢管，材质为Q235B，高度3m，整体尺寸为0.8*3m。横杆采用Ф152*5mm焊接钢管，斜撑采用Ф114*4mm焊接钢管，材质为Q235B，整体尺寸为2.2*2.7m。中间撑采用C16B槽钢，长度3.7m，材质为Q235B，中间撑两段与立杆的连接采用连接板节点，连接板规格为PL10*200mm，每个连接板设置2个M20*50HS10.9级高强螺栓，两中间撑之间的连接采用1个M20*50HS10.9级高强螺栓连接。其中立杆与横杆及中间撑的连接均增加PL12*100*100加强板围焊接在立杆上，其目的确保临时支架稳定性。临时支架基础大样参考图1。图1临时支架基础大样(2)临时支墩安全防护。将安全防护和警示标志在支墩四周进行设置，其目的确保临时支墩结构安全，结合现场实际情况，导向警示牌、爆闪灯和水马均在来车方向的辅道起点位置开始设置，并封闭左右侧辅道快车道，另外两车道用于正常通行。为避免支墩因物体冲撞被破坏，需要对其进行硬性防护，同样设置反光灯和警示牌[3]。2.5钢构件吊装为确保钢构件吊装作业安全有序进行，结合现场实地勘查数据，制定钢构件吊装计划，明确各阶段钢构件吊装位置。钢构件吊装具体操作如下：第一，检查吊装钢丝绳是否有变形、腐蚀、磨损等缺陷；第二，对参与吊装作业的施工人员进行安全、技术交底并做好记录，确保各个环节的工作均有相应人员负责；第三，清除吊装作业现场障碍物，确保吊车和拖车在安全的环境中作业，复测墩柱顶高程，箱梁安放位置标注明确；第四，吊装顺序。先进行临时支墩的加工和安装，将加工好的临时支墩吊至指定位置，设置顶部调节管高度，先A节段吊装钢箱梁，其次B节段吊装钢箱梁，楼梯吊装则是从上至下依次完成第一节、第二节和第三节楼梯安装。吊装前对施工场地进行清理和平整，重点对支墩基础、吊车支腿位置进行地基处理，确保承载力满足要求，按照施工组织要求合理布置现场各种机械设备，吊车开赴作业现场后，要选择地面坚实能够保证安全作业的稳车地点，车要平稳，不准倾斜，吊车支腿必须落实放稳，确保施工安全。2.6钢构件安装首先，A节段箱梁进行吊装，箱梁长度25m，吊车摆放在K11+103左幅主线内，吊车作业半径为6.5m。吊车通过缓慢旋转、变幅等操作，将构件移至安装位置，平稳起吊梁至离墩顶0cm～2cm。将钢箱梁与支座中心准确对位并下落梁体到支座上。此时，吊车作业半径为6.5m，下放后必须进行临时固定防止梁体倾覆。A段吊装示意参考图2。图2A段吊装示意其次，B节段箱梁进行吊装，箱梁长度19m，吊车摆放在K11+103右幅主线内，吊车作业半径为6.0m，吊车通过缓慢旋转、变幅等操作，将构件移至安装位置，平稳起吊梁至离拖车0cm～2cm高处。将钢箱梁与支座中心准确对位并下落梁体到支座上，此时，吊车作业半径为6.0m，下放后必须进行临时固定防止梁体倾覆。最后，现场焊接。碍于现场及室外的工作环境和施工操作条件，做好各种技术准备工作尤为重要，所有焊缝必须在全长范围内进行外观检验，不得有裂纹、未熔合、未填满弧坑和焊瘤等缺陷，并应符合钢结构焊接规范》（GB50661-2011）对焊缝外观的要求。经外观检查合格后，所有焊缝均应进行超声波探伤检验，探伤检验应在焊接24小时后进行。2.7锚杆静压桩应用注意事项地基沉降是人行天桥基础工程使用期间较为常见的问题，与地基土应力情况有着密切关联，当基底产生较大应力，地基沉降问题也愈加严重。为了解决地基沉降问题，则需对人行天桥基础工程的地基进行加固处理，因该项目上部结构钢箱梁结构，所以对地基强度有着较高要求，做好钢箱梁安装前期地基加固处理非常必要。人行天桥基础工程中应用锚杆静压桩时需要注意以下几项内容：连接桥墩与新增承台植筋。在明确施工区域土层条件的前提下，根据设计图纸所标示的信息确定对应锚杆孔位，待土层平整处理完成后，依次进行桩体孔位预留、压桩以及固件预埋等操作。施工期间必须严格按照植筋施工规范进行作业开展，尽可能减少贯穿墩身底筋的数量[4]。适当调整锚杆静压桩沉桩深度。根据现场桩径规格与单桩竖向抗压承载力实际情况，对沉桩深度加以调整和优化，其目的降低压桩作业操作难度，同样需要做好清除桩基础周围异物工作，使其有效减少压桩阻力，为压桩作业顺利开展提供保障。管桩质量控制。孔洞是较为常见的焊接缺陷类型，对整个工程焊接作业质量有着较大影响，在一定程度上会导致焊缝金属强度降低，难以保证地基结构稳固性，不利于承担钢箱梁构件荷载。因此，应加强对管桩焊接质量控制，根据焊接操作规范开展相应焊接作业，重点预防焊接气孔情况出现，根据工程施工要求，选择合适的焊接方式，减少焊缝缺陷情况出现，保证焊接质量。结束语：综上所述，人行天桥基础工程作为市政工程重要组成部分，为人们日常生活出行提供了极大地便利，锚杆静压桩技术是现阶段一种具有环保性的新型技术，将其应用于人行天桥基础工程中，不仅有利于进一步提高工程建设水平，也能有效降低成本投入，促进施工效率与质量