橋臺(tái)加固施工技術(shù)探討

曹衛(wèi)軍,白曉紅

(中鐵二局集團(tuán)有限公司，四川成都 610031)

近年來，隨著我國公路建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)公路的通行能力、服務(wù)水平等公路交通基礎(chǔ)設(shè)施的要求越來越高。橋梁結(jié)構(gòu)作為公路運(yùn)輸線上的“瓶頸”，由于在長(zhǎng)期外界自然環(huán)境和使用環(huán)境的雙重作用下，以致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害、出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)功能逐漸減弱，難以滿足承載力要求，影響橋梁的正常使用。因此，許多工程技術(shù)人員和研究團(tuán)體開始把注意力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)加固這一領(lǐng)域，進(jìn)行科學(xué)地評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)損傷的規(guī)律和程度，并及時(shí)采取有效處理措施，達(dá)到延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命的目的。

本文結(jié)合某一級(jí)公路橋臺(tái)加固施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一座大橋的橋臺(tái)提出加固方案，結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行了綜合比選，確定了合理、經(jīng)濟(jì)、美觀的加固方案，對(duì)以后其它公路橋梁橋臺(tái)加固施工有一定的參考價(jià)值。

1 工程概況

該橋梁為跨路橋，位于線路直線上，設(shè)計(jì)荷載為公路-I級(jí)。橋臺(tái)采用空心橋臺(tái)，基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ)，錐體采用砂卵石填充，預(yù)制六邊形混凝土預(yù)制塊護(hù)面。經(jīng)檢測(cè)，橋臺(tái)混凝土強(qiáng)度不足、橋臺(tái)和錐體表面出現(xiàn)多處裂縫，嚴(yán)重影響了大橋的使用。

2 裂縫原因分析

混凝土作為一種復(fù)合型的建筑材料，具有不連續(xù)性，所以產(chǎn)生裂縫是必然的?；炷两Y(jié)構(gòu)帶裂縫工作是業(yè)界的共識(shí)。裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣，但裂縫的寬度應(yīng)該加以控制。一般寬度較大的肉眼可見裂縫，和貫穿截面可能引起滲漏的裂縫，由于影響到觀感、密封等使用功能和耐久性，作為缺陷應(yīng)該加以處理。

3 整治方案

臺(tái)身外露部分采用涂刷無機(jī)溶膠型滲透結(jié)晶型材料進(jìn)行防護(hù)；在空心臺(tái)內(nèi)側(cè)對(duì)橋臺(tái)前墻植筋并包護(hù)30 cm厚的收縮補(bǔ)償混凝土；將橋臺(tái)空心部分采用收縮補(bǔ)償混凝土填實(shí)(僅留排水管檢查空間)。在橋臺(tái)前墻基礎(chǔ)及錐體邊緣采用φ108 mm鋼花管注漿封閉。

4 整治施工

工藝流程見圖1、圖2。

圖1 橋臺(tái)整治施工工藝流程

圖2 橋臺(tái)帷幕注漿施工工藝流程

4.1 橋臺(tái)整冶施工工藝要點(diǎn)

施工前，確保原材料檢驗(yàn)合格，核對(duì)鋼筋及其它材料各項(xiàng)性能指標(biāo)檢驗(yàn)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況并與交底內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)反饋相應(yīng)信息。橋臺(tái)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋按照設(shè)計(jì)尺寸制作加工完成，運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)，存放于箱梁下，做好下墊上蓋措施。

4.1.1 鑿除空心部分混凝土

人工使用風(fēng)鎬鑿除橋臺(tái)空心部分回填的C15混凝土，鑿除的混凝土應(yīng)使用編織袋裝好運(yùn)輸至指定地點(diǎn)棄置，鑿除混凝土?xí)r不應(yīng)破壞橋臺(tái)其它部位混凝土。

4.1.2 鑿毛

對(duì)清空后的橋臺(tái)空心部分進(jìn)行鑿毛，除排水管檢查空間范圍內(nèi)的上半部分后墻不鑿毛外其余均應(yīng)進(jìn)行機(jī)械鑿毛處理，鑿毛區(qū)域邊緣應(yīng)保持齊平，機(jī)械鑿毛保證新鮮混凝土面積不小于90 %，不得出現(xiàn)空白區(qū)域，鑿毛過程中應(yīng)及時(shí)采用高壓水及鋼絲刷清潔接觸面。保證處理后的基層凹凸高差達(dá)到0.6～1 cm，接觸面清潔、干燥，無異物，不起皮及無過大凹凸，無空鼓、蜂窩、麻面、浮渣和油污。

4.1.3 鉆孔植筋

植筋鉆孔前，先用鋼筋探測(cè)儀探測(cè)鋼筋水平、豎向關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置，畫出鋼筋標(biāo)識(shí)框格線，用以指導(dǎo)鉆孔施工。用鉆孔機(jī)具在設(shè)計(jì)植筋位置水平鉆設(shè)φ25 mm深0.31 m的孔洞(若觸碰鋼筋可略微移動(dòng)位置)，高壓空氣管插入孔洞底部吹出殘留物，再用毛刷擦刷孔壁，吹風(fēng)、擦刷過程進(jìn)行三次，確?？锥礉崈?；然后用注膠管將植筋膠從孔底開始注射，注入至孔洞的2/3處。

植筋前進(jìn)行植筋強(qiáng)度的拉拔試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)人員配合試驗(yàn)人員按要求植筋作業(yè)、養(yǎng)護(hù)、試驗(yàn)，相應(yīng)參數(shù)滿足GB 50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。植筋時(shí)，對(duì)準(zhǔn)孔中央沿同一方向旋轉(zhuǎn)鋼筋，并緩慢插入，盡可能排除孔中空氣，以確保鋼筋表面與藥劑充分結(jié)合。鋼筋植入完畢時(shí)，鋼筋與孔壁之間的孔隙應(yīng)由藥劑充分填滿。在植筋膠固化前，嚴(yán)禁觸碰、擾動(dòng)鋼筋。

4.1.4 濕潤混凝土基面并涂刷界面劑

待植筋膠完全固化后，使用高壓水對(duì)接觸面進(jìn)行沖洗，充分濕潤接觸面后涂刷混凝土界面劑，涂刷界面劑時(shí)應(yīng)使用毛刷順著鑿毛后的混凝土面來回涂刷，應(yīng)保證涂刷面積不低于95 %、涂刷次數(shù)不低于2次，保證新舊混凝土粘接可靠。

4.1.5 臺(tái)帽面、前墻、側(cè)墻鋼筋綁扎

鋼筋表面應(yīng)潔凈、平直、無局部彎折，使用前將表面油膩、銹蝕等清除干凈。橋臺(tái)空心部分僅在前墻內(nèi)側(cè)和側(cè)墻上部及臺(tái)帽頂面設(shè)置鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)應(yīng)與植入的鋼筋綁扎牢固，并形成穩(wěn)定的鋼筋骨架。

4.1.6 混凝土澆筑

橋臺(tái)空心部分混凝土的澆筑應(yīng)在整個(gè)截面內(nèi)按先中間后兩邊的順序進(jìn)行分層澆筑，應(yīng)在下層混凝土初凝前澆筑完上層混凝土，分層應(yīng)保持水平，分層厚度按30 cm控制。臺(tái)身空心部分使用泵管進(jìn)行混凝土澆筑，采用插入式振搗器振搗混凝土?xí)r，要求快插慢拔，以混凝土表面呈水平，不下沉，無氣泡冒出，表面泛漿為宜，保證振搗密實(shí)，嚴(yán)防漏振及過振。在前墻鋼筋較密處，應(yīng)采用φ50 mm、φ70 mm振搗棒進(jìn)行搗固，避免出現(xiàn)漏振等現(xiàn)象。混凝土振搗完成后，應(yīng)及時(shí)修整、抹平混凝土表面，抹面時(shí)嚴(yán)禁灑水。

4.1.7 模板安裝、拆除及養(yǎng)護(hù)

模板使用18 mm厚竹膠板，模板接縫處使用雙面膠帶粘接，以防止漏漿；模板安裝好后施工人員應(yīng)使用水平尺、卷尺對(duì)模板軸線、水平位置進(jìn)行檢查，符合要求后使用對(duì)拉桿對(duì)模板進(jìn)行加固。

非承重模板應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa以上，其表面及棱角不致因拆模而受損時(shí)方可拆除，拆模過程中注意不碰落邊角混凝土。

補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)采用灑水加外包土工布方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，時(shí)間不少于14 d。

4.1.8 涂刷水泥基材料

水泥基原液使用前，應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行噴涂。噴涂時(shí)應(yīng)劃分區(qū)段，噴具左、右運(yùn)行，當(dāng)立面的水泥基滲透結(jié)晶材料開始流淌時(shí)應(yīng)加快噴具的運(yùn)行速度、加大噴嘴至墻面的距離，第二區(qū)段的噴涂應(yīng)覆蓋前一區(qū)段150 mm，防止漏噴、漏涂。噴涂施工前，先在混凝土基面噴灑清水，濕潤、清洗，干燥后開始進(jìn)行水泥基滲透結(jié)晶涂料的噴涂，若有局部混凝土基面的涂料滲透較快時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)噴。在噴涂施工后5 h噴灑清水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，加快涂料的滲透速度，增加結(jié)晶的完善程度。

4.2 橋臺(tái)帷幕整治施工工藝要點(diǎn)

施工前，按照設(shè)計(jì)圖紙要求提前將鋼花管加工好運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，材料進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)復(fù)核材料是否按要求加工，鋼花管壁厚、長(zhǎng)度、材質(zhì)應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范、設(shè)計(jì)文件要求。

4.2.1 測(cè)量放線

鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)就位后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖使用全站儀將孔位逐一定位并用紅油漆標(biāo)識(shí)清楚。

4.2.2 鉆孔及下鋼花管

使用3臺(tái)CK-180型地質(zhì)鉆機(jī)同時(shí)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，1臺(tái)從梁下向線路兩側(cè)鉆孔，另外2臺(tái)分別從錐體左右側(cè)往梁下進(jìn)行鉆設(shè)。鉆孔、清孔完成后立即將加工好的鋼花管下入孔中防止塌孔。鋼花管下入后應(yīng)在鋼花管內(nèi)再下入一根等長(zhǎng)的φ100 mm PVC管防止鉆設(shè)下一孔時(shí)竄孔堵塞鋼花管。

4.2.3 注漿

橋臺(tái)帷幕注漿配合比為水灰比1∶1的水泥漿。注漿前抽出PVC管并再次檢查孔內(nèi)沉渣厚度，若大于5 cm應(yīng)再次清孔。注漿壓力為1.0～2.0 MPa，注漿時(shí)應(yīng)確保注漿壓力不低于1.0 MPa，待鋼花管尾部10 cm止?jié){段冒出大量水泥漿時(shí)繼續(xù)保持壓力1 min即可停止注漿。

4.2.4 鋼花管封閉

注漿完成后將鋼花管外露不均勻部分切割均勻，使用C25混凝土包封鋼花管外露部分。

5 結(jié)束語

此處橋臺(tái)加固工作自進(jìn)場(chǎng)開始至工程全部竣工，歷時(shí)一個(gè)多月，經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。整治后，公路恢復(fù)運(yùn)營至今，各加固部位使用狀態(tài)良好，說明整治措施是有效的。