公路路基锚固桩快速施工关键技术及施工对既有桥梁的影响研究

公路路基锚固桩快速施工关键技术及施工对既有桥梁的影响研究

杨景

山东高速股份有限公司菏泽运管中心

摘要：本文以公路路基锚固桩快速施工为背景，深入分析了该技术在市政道路施工中的应用特点及其对既有高铁桥梁结构的影响。通过系统的理论分析和工程实践，总结了不同施工阶段对桥梁基础和桥墩变形的影响规律，评估了锚固桩施工的安全性和适用性。

关键词：公路路基；锚固桩；既有桥梁

在现代工程中，锚固桩技术因其能够实现地基结构的改善、提升承载能力以及加快施工进度等优点，被广泛应用于复杂地质条件下的桥梁和路基工程。尤其是在公路路基与既有桥梁紧邻的施工场景中，锚固桩的快速施工对确保既有桥梁结构安全和施工高效性具有重要意义。

一、锚固桩快速施工技术的应用特点

采用灌浆锚固桩技术可实现超前成孔，减少桩的嵌岩深度，降低施工难度。通过灌浆充填、渗透、挤密等原理，能够改善地基结构，增强地基的承载能力，从而提供一种经济、安全且合理的施工方法。锚固桩技术不仅加快了施工进度，还提高了工作效率和整体施工质量[1]。锚固桩施工的主要技术的主要优势在于：一、降低地下水位，减弱水对围岩的影响；二、强化支护结构，提高支护的承载力和初期强度，减少开挖进尺；三、采取超前支护工艺，提前加固围岩；四、利用钢板沉井对既有建筑物进行加固。

二、公路路基锚固桩快速施工对既有高铁桥梁的影响及应对

（一）工程概况

某工程为一条设计时速50km、总长4.86km的市政道路。其中，K4+320至K4+386.5区间穿越一段已运营多年的既有铁路线路，路基与桥墩之间的最小净距仅为2.05m。为了确保施工安全，本工程设计了10根直径1.5m、桩长60m的钻孔灌注桩作为基础。为了进一步提高基础的稳定性，本项目拟采用一种新的加固方案，采用桩长45m、直径1.25m、底板宽24m的锚碇桩进行处理（如下图1所示）。本项目的主要任务是通过锚碇桩的加固效应，满足高速铁路桥梁对地基的特殊需求，确保全线的安全性和稳定性。

图 1拟建道路与高铁桥的相对位移关系（m）

（二）影响分析

1.不同施工阶段对桥梁基础的影响

预应力混凝土灌注桩是一种新型的桥梁结构形式，经过技术改进后取得了良好效果。在既有桥梁的锚固桩快速施工中，开孔时的最大水平位移为0.473mm，而混凝土浇筑后，最大水平位移仅为0.044mm。桩孔开挖会引起桩周土体松动，进而影响桥梁桩基的稳定性（如下图2所示）。然而，在灌注过程中，由于触变液的保护作用，灌注完成后，桩基的水平变形基本恢复到初始状态，能够有效弥补钻孔施工产生的不利影响。由于基坑底部土体的横向移动，桩基产生了水平位移，在距桩顶1.82m的地方，出现了2.93m的水平位移，但灌注混凝土后，桩基的变形几乎完全恢复。在工程实践中，筏式施工对桩基的变形有一定影响，但其作用幅度较小，影响范围也较为有限。在路堤填筑期间，桥台桩基的最大水平位移出现在46.27m处，对既有桩基的影响较大，但比锚固桩快速施工的工期要短[2]。

图 2锚固桩快速施工阶段桥梁桩基位移变化

2.同施工阶段对桥墩变形的影响

第一，在锚固桩快速施工中，桩孔开挖施工导致既有桥墩产生了水平和纵向变形，但在混凝土灌注后，变形几乎完全恢复。例如，靠近高速公路的1#墩的最大水平位移为0.633mm，2#墩的最大沉降量分别为2.256mm和0.768mm，最大沉降量为1.488mm。桥墩的最大变形与最大沉降差值均小于规范规定的4mm，说明锚碇桩的快速施工对既有桥墩的安全没有影响。

第二，在筏板施工阶段，1#墩的最大水平位移为2.2mm，0.65mm，1#墩的最大沉降量分别为3.899mm和1.360mm。与锚固桩快速施工相比，筏形施工阶段桥墩的最大位移和最大沉降差值较大，但仍在规范要求的范围内。

第三，在路基填筑过程中，1#桥墩的最大水平位移为0.882mm，2#墩分别为0.606mm、3.709mm、1.837mm和0.729mm。墩顶的最大位移与最大沉降差值均在规范范围内。尽管这一阶段对桥墩的变形影响较大，但总体来说，其影响小于筏板施工阶段。除了2#墩外，其他桥墩的整体影响与对桩基础的影响基本相同。

（三）加固措施与施工工艺优化

1.混凝土护壁多段施工。首先，对于混凝土护壁施工，施工人员可采用内齿式C30混凝土，每节护壁长1m，壁厚在10-15cm，并设有高出地面30cm的井圈。护壁模板可选用组合式弧形钢模，混凝土浇筑过程中振捣密实，严格控制坍落度在7-9cm范围内。整个施工过程中，应逐节进行开挖、加固和浇筑，确保接缝处密合且不漏水，以提升结构的稳定性和安全性。

2.旋挖多段成孔钻岩。在旋挖多段成孔钻岩方面，施工人员可使用额定功率为220kW的旋挖钻机，钻头直径大于桩径的1.25倍。施工过程中，应先钻至填土层底部，然后埋设钢护筒至硬质岩层，再进行二次钻岩。钻进过程中，应根据地质情况灵活调整钻进速度，及时清理孔口残渣，并留存土样和岩体进行材性试验。当遇到斜岩或硬岩时，需及时更换钻头，以避免卡钻现象的发生。

3.钢护筒制作与安装。在钢护筒的制作与安装方面，施工人员应严格按照规范进行操作。桩基直径为1.25m，而钢护筒内径则设定为1.65m，由20mm厚的钢板卷制而成。护筒底部及外侧均用黏质土进行回填并夯实，护筒顶部则高出地面约0.5m。在埋设过程中，必须确保护筒中心与桩中心的偏差不超过50m，倾斜度不超过1%。埋设完成后，再对填土进行夯实，并再次检查护筒的中心位置和竖直度[3]。待混凝土浇筑完毕后，应使用专业设备将护筒拔出。

结束语：公路路基锚固桩快速施工技术在提升施工效率、优化工艺流程、保障既有桥梁安全方面具有显著优势。特别是在复杂地质条件下，其超前成孔、灌浆加固等特点有效降低了施工难度，减少了对既有结构的扰动。通过科学的施工工艺优化与加固措施的实施，公路路基锚固桩快速施工技术的合理应用将为既有桥梁相邻施工的安全性和高效性提供可靠保障。

参考文献：

[1]廖焕旺,张源斌.高速公路路基高边坡锚固防护施工技术应用分析[J].运输经理世界,2023,(03):26-28.

[2]张叔恩.高速公路路基高边坡锚固防护施工技术要点探究[J].工程建设与设计,2022,(15):213-215.

[3]王杨.公路路基锚固桩快速施工关键技术及施工对既有桥梁的影响分析[J].建筑机械,2024,(11):96-100+104.