鋼護筒圍堰在橋梁水下樁基維修加固施工中的運用

■常彬彬

（福建省漳州市公路局，漳州　363000）

鋼護筒圍堰在橋梁水下樁基維修加固施工中的運用

■常彬彬

（福建省漳州市公路局，漳州363000）

結合國道319線51K+066處江東大橋樁基病害的維修加固工程，探討了混凝土灌注樁基礎的病害修復施工工藝，針對水下樁基病害修復時常規(guī)采用的鋼板樁圍堰投入高、施工風險大、工期長等弊端，著重介紹了一種高效便捷的水下樁基鋼護筒圍堰方法，可在類似工程中推廣應用。

樁基病害鋼護筒圍堰維修加固施工

1　前言

橋梁墩臺基礎是橋梁的重要組成部分，是直接承受橋梁上部結構荷載，同時將荷載傳遞給地基的受力結構。在使用過程中，樁基礎受大氣、江河海水沖刷、腐蝕等影響會出現(xiàn)樁身縮頸、凹槽、混凝土剝落、鋼筋外露銹蝕等病害。如不及時修復，這些病害將加速發(fā)展，直接影響整個橋梁的承載能力和安全使用。而修復水下樁基礎病害時，需要采用鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰等施工輔助措施以營造無水施工環(huán)境，但這些措施投入高、所需設備大型化、施工風險大。本文結合樁基病害維修加固的工程實例，探討了混凝土樁基礎的病害修復施工工藝，介紹了一種高效便捷的水下樁基鋼護筒圍堰方法。

2　工程概況

漳州江東大橋位于國道319線51K+066處，大橋于1991年12月動工，1993年11月竣工通車，該橋是國道上一座重要橋梁，它橫跨九龍江北溪，大橋全長1259.05m，橋寬12.5m，全橋共51孔，布孔為：19×20m（RC 5片T型梁）+19×35m（PC 5片T型梁）+13×16m（RC空心板），下部結構為雙柱式橋墩、肋板式橋臺（廈門臺）和柱式橋臺（漳州臺）、灌注樁基礎，設計荷載為汽-20級，掛-120級。根據2010年福建省公路工程試驗檢測中心站出具的樁基水下摸探檢測報告，19#～36#墩的36根樁基有24根樁基出現(xiàn)病害，其中技術狀況為“二類”的為14根，技術狀況為“三類”的為10根，亟需維修加固處理。

3　樁基“二類”病害處理及加固

3.1樁基“二類”病害處理方案

將樁基表面的局部縮頸、凹槽等病害處鑿毛，鑿除松軟混凝土，同時將縮頸周圍20cm范圍內樁基外壁也鑿平，將孔洞內的雜質清理干凈后，安裝鋼模板并壓注濕固性環(huán)氧水泥砂漿補強處理。

3.2鋼模板的制作安裝

對于整段縮頸的樁基，如有原護筒，采用兩片半圓（直徑與原護筒相同）拼焊成鋼模套在樁頭上，并焊接于原鋼護筒上；如無護筒，采用兩片半圓拼焊成鋼模套在樁頭上，鋼模（鋼模板厚度在8mm以上）底部應比樁頭破損部位低30cm，并在鋼模底部塞橡膠帶止?jié){。安裝好鋼模板后，在模板最下面沿樁基周長方向設置三個壓漿管，最上面設置三個出漿管。對于局部縮頸段的樁基，則根據樁基表面破損的實際尺寸制作鋼模板 （鋼模板厚度在3mm以上），模板周邊要超出縮頸10cm以上，并在模板上按樁基周長方向和豎向間距40cm鉆Ф12螺栓孔。在鋼模板內壁靠螺栓孔內側粘貼2cm橡膠止水帶，將壓漿管和出漿管布置在模板的上下，壓漿管要足夠長，能伸出水面便于壓漿。在縮頸樁基外壁混凝土上與模板螺栓孔對應位置鉆Ф10膨脹螺栓，將膨脹螺栓打入孔內，然后將模板安裝到樁基上，并擰緊螺帽，檢查四周止?jié){帶，如有不密貼處，用海綿或其他物質塞緊，保證不漏漿。

3.3壓漿、養(yǎng)生

按要求配制濕固性環(huán)氧水泥砂漿；從鋼模下面的進漿管壓漿，直到上面出漿管出漿后，持續(xù)10min后即停止壓漿，并檢查是否密實。壓漿過程中應時刻注意模板周圍是否有漏漿，如有漏漿，需及時封塞。按設計要求養(yǎng)生。

4　樁基“三類”病害處理及加固

4.1樁基“三類”病害處理方案

先對樁基采用栓接鋼護筒圍水并以C20混凝土封底，抽水提供施工操作空間，清除樁基縮頸處已剝落的混凝土并鑿毛，鉆孔植入錨桿鋼筋后掛設鋼筋網，安裝鋼模板后澆筑C30混凝土補強。

4.2鋼護筒圍堰的制作與安裝

制作鋼護筒圍堰的材料是Q235鋼，鋼板厚6mm，角鋼L80X7，槽鋼 ［10，連接螺栓M16，防水橡膠帶厚2～3mm。鋼護筒圍堰由若干節(jié)組成，圍堰最下部的兩節(jié)分別高1m，以上各節(jié)高3m或1m，直至出水面，每節(jié)橫斷面為直徑4m的圓柱殼體，為了克服樁基系梁對下放鋼護筒圍堰時的障礙，圓柱殼由兩部分組成，一部分為“C”型，“C”型缺口寬約2m，缺口由圓柱殼余下部分封口，封口柱殼寬約2m，封口柱殼每塊高50cm～60cm，圍堰安裝步驟如下：

①預制鋼圍堰，大樣圖見圖1，圍堰節(jié)段間接縫連接方式見圖2。

圖1　“C”型鋼護筒大樣圖

圖2　圍堰節(jié)段間接縫連接

②將封底鋼護筒圍堰內（最下面一節(jié)圍堰）的構造鋼筋與圍堰焊接。

③施工樁位復核水深，確定組裝方式。如水深7.8m，圍堰采取1m+1m+3m+3m組裝方式；如水深8.2m，圍堰采取1m+1m+3m+3m+1m組裝方式。

④在樁柱或系梁上植筋，安裝結點板，為現(xiàn)場拼裝鋼圍堰設吊裝點。

⑤鋼護筒圍堰現(xiàn)場拼裝：安裝第一節(jié)圍堰，拼裝環(huán)向鋼筋，搭接長度大于50cm并綁扎，接縫處外包防水橡膠帶并用角鋼壓緊，吊裝第二節(jié)圍堰，接縫處用石棉繩防水，用螺栓連接，一二節(jié)連接螺栓的螺桿應與圍堰焊接，以方便水下拆除。逐段拼裝并下放護筒直至圍堰觸河底。鋼護筒圍堰上口加支桿與樁柱連接，以防圍堰晃動，為使封底砼澆筑均勻，下放鋼圍堰時應將多根砼導管同步安裝。

⑥澆筑水下自密實砼封底，砼方量約10m3。

圖3　拼裝好的鋼護筒圍堰

4.3鋼護筒圍堰制作安裝要點

（1）兩片鋼護筒之間采用螺栓連接（螺栓孔最好全部設置于鋼護筒外部，便于外部密封堵漏），層與層之間放置橡膠片后采用螺栓固定連接，接觸部再用無機料密封一道，確保不滲水。

（2）鋼護筒的層與層之間，以及豎向兩條連接縫全部用無機料進行密封。由于最高水位超過系梁面，并且護筒需穿過系梁，在與系梁接觸處需做好可靠的堵漏措施，拼裝好的單樁鋼護筒圍堰如圖3。

（3）鋼護筒的抗浮措施：為預防水抽干后產生的浮力對鋼護筒的影響，需在護筒頂端焊接鋼構件與墩柱或系梁可靠連接并確保鋼護筒不移位。

4.4樁基“三類”病害維修施工工藝

（1）等封底混凝土強度滿足要求后，將鋼護筒圍堰內的水抽干，經過一晝夜后檢查，確保不漏水后工人方可進入鋼護筒內部施工。

（2）清除樁基縮頸處已剝落的混凝土并鑿毛，對外露鋼筋進行除銹處理。

（3）錨桿（植筋）施工。鉆孔和插入錨桿的施工程序為放樣、鉆孔、清孔及用膠結材料填充孔眼和插入錨桿。設計錨桿采用Ф20螺紋鋼筋，錨固長度為10d。植筋膠采用喜得利HY-150化學粘合劑固定鋼筋，要求凝膠時間10min以內，固化時間1h以內，抗拔力5t以上。

（4）掛設鋼筋網。當錨桿插定兩天后開始掛設，把位于錨桿處的橫向箍筋擱置在錨桿上，先綁扎點焊好箍筋本身，然后再把箍筋綁扎點焊于錨桿上。鋼筋接頭均為搭接焊。

（5）采用兩片半圓鋼板栓接成鋼模套在樁基上，鋼模頂?shù)装鍛葮痘『Σ垦娱L30cm以上，并在鋼模底部塞橡膠帶用來止?jié){。

（6）混凝土澆筑及養(yǎng)生?，F(xiàn)澆C30混凝土，混合料中應摻早強劑，提高混凝土早期強度。養(yǎng)護初期需要24h保持混凝土表面濕潤。

（7）拆除鋼護筒。施工人員穿救生衣下至圍堰底，清理底節(jié)圍堰與上部圍堰的螺栓并卸下螺母，使上部圍堰與底部脫離，逐段提出鋼護筒，拆除鋼護筒時注意避免碰撞樁基。

5　結語

（1）采用上述工藝，江東大橋樁基維修加固工程質量達到合格標準，加固效果良好。

（2）鋼護筒圍堰和傳統(tǒng)的鋼板樁圍堰相比具有施工便捷可控、所需設備小型化、成本低的優(yōu)勢，在類似的水下樁基病害修復工程中具有推廣應用的前景。

［1］陳曉周.壓漿包樁法在橋梁樁基加固中的應用.山西建筑，2008（6）.

［2］公路橋涵施工技術規(guī)范.