
摘要:北京恒祥宏业基础加固技术有限公司发明专利《一种高铁桥墩加固抬升方法》(专利号:ZL 201910736194.4),围绕桩承台基础沉降后的复位与承载问题,采用承台外围帷幕约束、底部压力抬升,并结合桩间土预加固及桩端、桩周补强,使桥墩标高恢复与原有桩基支承改善相衔接。
一、痛点引入:高铁桥墩沉降为何难以直接抬升
高铁桥墩通过承台将上部荷载传递给多根桩基。个别桥墩下沉后,梁体支座和相邻桥跨的标高随之改变,轨道平顺性也会受到影响。治理时既要恢复桥墩标高,还要避免承台与桩基连接部位出现新的受力问题。
仅在梁体或支座处调整高度,不能改善已经沉降的基础;直接在承台下施压,浆液又可能向外围松散土层扩散,难以形成均匀上托力。若桩基随承台上移,还需处理桩端支承变化,防止复位后再次下沉。
二、专利技术概述
该专利首先在桥墩承台四周布置竖向帷幕孔,通过相邻加固区搭接形成连续围闭帷幕墙,为承台下方建立侧向约束。针对桩顶附近受力敏感区域,可在抬升前通过斜孔预加固桩间土,形成具有一定强度的加固体。
随后从承台外围斜向钻孔至承台底部,对称布置抬升孔,采用分段后退式压力施工。材料在围闭区域内填充、固结并挤密土体,形成逐步向上的作用力,推动承台及桥墩恢复标高。抬升完成后,再对桩端附近补浆,并逐步补强桩周土体,改善原有桩基的承载条件。

三、专利核心优势
1. 连续帷幕围闭,减少抬升压力外逸
承台外围的帷幕墙限制材料和土体向侧方无序扩散,使压力更有效地作用于承台下方,针对直接施压时难以形成稳定上托力的问题。
2. 对称布孔、分段后退,控制承台受力
抬升孔从外围斜向进入承台底部,减少对原有承台的钻孔损伤;多点对称、逐段施工,使抬升力分布更均衡,降低局部超抬风险。
3. 桩间土预加固,保护桩顶连接区域
正式抬升前对承台下方桩间土加固,可增强桩顶附近土体的整体性,限制压力施工引起的侧向变形,并分散承台底部的局部作用力。
4. 桩端与桩周后续补强,关注复位后承载
桥墩复位后补强桩端及桩周土体,处理桩基随承台移动可能带来的局部支承不足,使标高恢复和长期承载条件改善形成连续工序。
四、与传统沉降治理方法相比
1. 与掏土迫降相比:针对下沉桥墩主动复位
掏土迫降通过让相对较高的部位继续下沉来缩小高差,可能改变原本稳定桥墩的支承状态。本方法直接治理已下沉的桥墩,并同步改善承台及桩基周围土体。
2. 与千斤顶顶升相比:作用于桥墩基础本身
千斤顶通常在墩顶顶升梁体、调整支座高度,仍需另行处理桥墩基础沉降。本方法从地面钻孔作用于承台下方,推动基础整体复位,并减少墩顶高空顶升作业需求。
3. 与高压旋喷桩相比:兼顾加固与标高恢复
高压旋喷桩以射流搅拌形成局部加固体为主,单独补强不一定能使承台恢复标高。本方法先形成外围围闭区,再在承台底部对称、分段施压,使加固体参与受控抬升。
4. 与静压桩补强相比:继续利用原有桩承台
新增静压桩需解决与原承台连接及新旧桩共同受力问题,设备布置也受桥墩周边空间限制。本方法利用原有桩承台体系,并针对桩端和桩周补强。
5. 与换填加固相比:减少承台下大范围开挖
换填需要挖除软弱土层,难以处理已建成桥墩承台下多根桩基之间的深部问题。本方法通过原位钻孔完成外围约束、基础抬升与桩基补强,保留原有结构。
五、技术同源场景应用:张唐铁路赤城站站台和轨道沉降复位工程
河北赤城站站台、轨道及线塔基础出现不均匀沉降。站区沉降面积119平方米,线路沉降段长17米,最大沉降220毫米。短时强降雨使地基排水不畅,线塔和站台附近排水井长期渗漏,进一步浸泡并削弱地基土。
恒祥宏业技术团队按设施位置分区处理。站台采用步进式工艺,将复合材料分层注入地基土,先稳固下部土层,再逐步抬升;线塔基础从两侧对位斜向钻孔,加固其下土层;轨道则从侧面布孔,依次完成地基加固与抬升。分区、分步施工使站台、轨道和线塔基础的标高调整相互衔接。

项目施工周期15天,站台、轨道及线塔基础均完成加固抬升,恢复正常标高和水平。后续数据观测显示,沉降量控制在安全范围内。
客户评价:“赤城站需要同时处理站台、轨道和线塔基础,恒祥宏业分区推进,施工组织衔接顺畅。”
六、企业科创与专利实力
恒祥宏业国内外在申及已授权专利共148项,其中国际在申及已授权32项;发表学术论文14篇,其中9篇被SCI收录,并制定企业标准1部。

依托近20年工程实践,恒祥宏业已在全国完成建筑沉降抬升纠倾工程1000余项。公司围绕铁路桥墩、路基及站场设施的不同基础形式开展技术研发,将分区加固、原位抬升和桩基承载补强用于铁路基础沉降治理。
七、总结
《一种高铁桥墩加固抬升方法》把承台外围围闭、底部渐进抬升、桩间土预加固和桩端桩周补强贯通起来,为既有高铁桥墩沉降治理提供了基础复位与承载恢复并重的施工路径。面向全球既有铁路基础设施维护需求,恒祥宏业将继续结合工程实践完善材料、施工与监测技术,推动中国原创地基治理成果在更多复杂基础条件下发挥作用。
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