基于PVC復(fù)合模板的橋梁水下結(jié)構(gòu)免圍堰快速加固方法

于文志　姚建群　楊書仁

摘 要：PVC復(fù)合模板在橋梁加固工程中的應(yīng)用，不但縮短工期，更節(jié)約投資成本。文章通過工程實例詳細介紹了基于PVC復(fù)合模板的橋梁水下結(jié)構(gòu)免圍堰快速加固方法的具體步驟、實施原理及其技術(shù)優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：PVC復(fù)合模板；橋梁加固；免圍堰

1 概述

目前，國內(nèi)水下橋梁墩身、樁基的加固大部分采用傳統(tǒng)的圍堰抽水、鋼模板澆筑砼施工工藝，圍堰抽水需大量的施工工期，約占總工期的60%，且圍堰費用較高、施工危險性很大；墩身、樁基加固采用的定型鋼模板雖可重復(fù)利用，但單套模板造價高、安裝時需機械配合，水上作業(yè)時對施工平臺的面積和承載力要求較高。針對上述問題，本文介紹了一種基于PVC復(fù)合模板的橋梁水下結(jié)構(gòu)免圍堰快速加固方法。

2 基于PVC復(fù)合模板的解決方案

2.1 施工平臺搭設(shè)

在圓形橋墩的外側(cè)利用鋼管、扣件搭設(shè)回字形腳手架平臺，寬度130cm，腳手架平臺的內(nèi)側(cè)距橋墩的最近點為50cm，腳手架平臺內(nèi)孔的縱向?qū)挾葹?20cm，腳手架平臺長和寬的尺寸均為480cm。

2.2 水下樁基表面處理

（1）病害情況核實，施工前，首先對水下橋墩樁基的病害情況進行核實。

（2）水下樁基表面處理，主要包括兩個方面：一是對樁基表面進行處理；二是對樁基底部周圍河床進行平整；樁身加固前對對樁身表面進行清理；檢查樁身表面外漏鋼筋，對外露鋼筋除銹處理；樁底處理。

（3）FRP玄武巖網(wǎng)格安裝，水下樁基表面處理工作驗收完畢后，方可進行FRP玄武巖網(wǎng)格的安裝工作，F(xiàn)RP玄武巖網(wǎng)格運至現(xiàn)場后，將其圍繞在樁身四周，利用扎絲將其綁扎成直徑（R+0.4）m的圓柱形，其中R為加固樁基的直徑，F(xiàn)RP玄武巖網(wǎng)格周長[（R+0.4）π+0.1]m，每塊FRP玄武巖網(wǎng)格橫向圍繞樁身一周，豎向搭接長度70cm，橫向搭接長度10cm；搭接區(qū)域內(nèi)所有網(wǎng)格節(jié)點均采用扎絲綁扎牢固。

在FRP玄武巖網(wǎng)格籠上每隔一段距離綁扎限位器即混凝土墊塊，限位器的豎向間隔為0.8m，橫向間距0.8m，以環(huán)繞樁身方向等間距布設(shè)為宜；限位器采用預(yù)制混凝土墊塊，尺寸10×5×10cm，作為FRP玄武巖網(wǎng)格與PVC復(fù)合模板的限位裝置；以防FRP玄武巖網(wǎng)格與樁身、PVC復(fù)合模板間的空間過小，設(shè)置緊貼在一起；玄武巖網(wǎng)格安裝完成后，即可下水就位。

（4）PVC復(fù)合模板安裝，根據(jù)病害情況、FRP玄武巖網(wǎng)格水下結(jié)構(gòu)確定PVC復(fù)合模板（6）采用1.0cm厚PVC板制成內(nèi)徑（R+0.4）m，高度為Hm的圓柱型模板（H為樁基的加固高度）；為方便拼裝，將PVC復(fù)合模板做成高1.5m半圓柱型模板，各半圓柱型模板采用PVC板條制成的法蘭配合高強螺栓進行連接，為加強PVC復(fù)合模板的剛度，在模板外側(cè)每隔30cm設(shè)置一道鐵皮帶；PVC復(fù)合模板采用工廠預(yù)制，預(yù)制完成后，首先進行拼裝驗收，驗收完畢后經(jīng)物流運輸至施工現(xiàn)場備用；待橋墩FRP玄武巖網(wǎng)格就位完畢后，即可進行PVC復(fù)合模板的現(xiàn)場拼裝。

首先采用人工配合手拉葫蘆、鋼絲繩將首節(jié)PVC復(fù)合模板在施工平臺上就位，利用高強螺栓、墊片將首節(jié)PVC復(fù)合模板拼裝完成，并將鐵皮帶擰緊在首節(jié)PVC復(fù)合模板的外側(cè)；拼裝完成后保證首節(jié)模板的頂面為同一水平面，以利于第二節(jié)PVC復(fù)合模板的拼裝；將首節(jié)PVC復(fù)合模板沉入水中，直至其頂面位于施工平臺下沿為止，方便第二節(jié)PVC復(fù)合模板的拼裝；利用人工將第二節(jié)PVC復(fù)合模板搬到首節(jié)PVC復(fù)合模模板上方，對齊橫向連接法蘭的螺栓孔，穿入螺栓后擰緊螺栓，再進行豎向連接法蘭的連接工作；第二節(jié)PVC復(fù)合模板拼裝完成后，即可進行整個PVC復(fù)合模板的拼裝驗收工作；驗收完畢后，進行PVC復(fù)合模板的入水就位工作。

PVC復(fù)合模板入水時，利用鐵片制作四個吊點對稱布置在第二節(jié)PVC復(fù)合模板外側(cè)的中上部，通過手拉葫蘆起吊下沉、潛水員的水下引導(dǎo)，使其能避開玄武巖網(wǎng)格及混凝土墊塊順利沉入水底就位；采用草袋包裹級配碎石等重物在PVC復(fù)合模板底部將模板埋住，防止?jié)仓炷習(xí)r跑漿，埋置深度以30～40㎝為宜，草袋內(nèi)外埋設(shè)兩層；PVC復(fù)合模板就位完畢，經(jīng)水下檢查，驗收后，即可進行水下混凝土澆筑工作。

（5）混凝土澆筑。灌注的混凝土采用水下不分散混凝土；混凝土拌合采用混凝土攪拌機進行拌合，每組拌合時間約10min；混凝土灌注采用水下灌注法，利用10cm×4m的PVC管配合PVC漏斗、接頭等制成水下灌注導(dǎo)管；將導(dǎo)管I和導(dǎo)管II分別插入模板內(nèi)側(cè)、FRP玄武巖網(wǎng)格外側(cè)的樁基加固區(qū)域，導(dǎo)管底距河床10cm；首先對模板內(nèi)澆筑區(qū)域進行封底澆筑，澆筑高度10～15cm，以防整體澆筑時，基底承受壓力過大，造成模板底部翻漿、模板開裂現(xiàn)象的發(fā)生；封底澆筑完成12h后即可進行正式澆筑；考慮到水下不分散混凝土的水中流動性、自密實性，正式澆筑采用雙導(dǎo)管水下灌注法，即將兩套導(dǎo)管對稱布置在樁基外圍，同時進行灌注；拌合好的混凝土經(jīng)自制拌料斗底部的圓孔流入PVC漏斗，經(jīng)PVC管灌入水下樁基加固區(qū)域；灌注過程中，根據(jù)混凝土灌注量、導(dǎo)管埋深情況，對導(dǎo)管進行拔管、截短處理，使混凝土埋深不大于1.5～2m；混凝土澆筑至設(shè)計高度后，緩慢向上拔起導(dǎo)管，直至導(dǎo)管地面略低于混凝土面，緩慢澆筑混凝土直至水下混凝土溢出PVC復(fù)合模板；再拔出導(dǎo)管，依靠混凝土自身流動性、自密實性，完成水下自流平后，潛水員對PVC復(fù)合模板頂面、外部的混凝土進行清理，使新澆筑的混凝土表面平整、模板外側(cè)清潔；養(yǎng)生；混凝土澆筑完成后進行養(yǎng)生，待混凝土強度達到一定程度后方可拆模檢查；澆筑過程中，在拌合好的混凝土中現(xiàn)場制作混凝土試件，現(xiàn)場同步條件下養(yǎng)生，待施工完成后7d將試件帶回實驗室進行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，并進行7d、28d混凝土強度實驗。

3 結(jié)語

本文所述的水下加固解決方案基于PVC復(fù)合模板代替?zhèn)鹘y(tǒng)定型鋼模板，F(xiàn)RP玄武巖網(wǎng)格代替鋼筋，PVC復(fù)合模板造價較低、安裝時僅需人工配合即可完成的優(yōu)勢，PVC復(fù)合模板宜可一次性使用，混凝土澆筑完成后，PVC復(fù)合模板不用拆除，在新澆筑混凝土表面形成新的保護層，防止水流對混凝土的再次沖刷或侵蝕。在此基礎(chǔ)上提出了實用的創(chuàng)新技術(shù)方案，可方便快捷地進行水下安裝作業(yè)，有效地節(jié)省了施工工期、減少了施工費用。并最終形成了一套創(chuàng)新的專利技術(shù)。

參考文獻

[1] 中交第一公路勘察設(shè)計院，公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范JTG/T J23-2008[C].人民交通出版社（第1版），2008，11.

[2] 張樹仁，橋梁病害診斷與加固設(shè)計[C].人民交通出版社（第1版），2013，9.