橋梁樁基脫空應急搶險綜合處治技術(shù)研究

文光斗　王俊

受河水長期沖刷腐蝕等因素的影響，嚴重時導致橋梁樁基脫空。針對樁柱式橋梁樁基脫空病害，該文提出了橋梁樁基脫空應急搶險綜合處治技術(shù)，集成了定型化灌注模具、分區(qū)外包鋼套筒等關(guān)鍵技術(shù)。通過在脫空層缺陷位置剩余支撐混凝土附近安裝支墊鋼板支撐，采用脫空層定型化灌注模具灌注自流平微膨脹混凝土，然后在樁基脫空區(qū)域附近外包鋼套筒并灌注自密實混凝土。研究成果有助于提高橋梁樁基脫空病害處治效率，修復效果良好。

橋梁樁基?脫空病害?灌注模具?鋼套筒

中圖分類號：U445.7+1???文獻標識碼：A ??文章編號：1672-3791（2022）02（a）-0000-00

?Affected by factors such as long-term erosion and corrosion of river water， the bridge pile foundation may become empty in severe cases. Aiming at the pile-column bridge pile foundation vacancy disease， this paper proposes a comprehensive emergency treatment technology for the bridge pile foundation vacancy emergency rescue， which integrates key technologies such as stereotyped infusion molds and partitioned outer steel sleeves. By installing a supporting steel plate support near the remaining supporting concrete at the defect position of the void layer， a self-leveling micro-expansion concrete is poured with a void layer stereotyped pouring mold， and then a steel sleeve is wrapped around the void area of the pile foundation and self-compacting concrete is poured. The research results are helpful to improve the treatment efficiency of the bridge pile foundation void disease， and the repair effect is good.

??Bridge pile foundation; Void disease; Pouring mold; Steel sleeve

橋梁建成后，水流沖刷和人類生產(chǎn)活動導致橋位處河床下切，樁基混凝土強度低，河床下切以后直接暴露在外界環(huán)境中，長期受水流的沖蝕、磨耗以及外界其他不利環(huán)境條件的腐蝕，混凝土逐漸被消磨，并引起樁柱式橋梁樁基混凝土保護層的剝落，造成鋼筋裸露、銹蝕以及樁基的縮徑現(xiàn)象，發(fā)展嚴重時造成樁頭脫空。在國內(nèi)許多橋梁質(zhì)量檢查中，都存在橋梁樁基脫空、偏位的問題，影響主梁的穩(wěn)定性，損害橋梁的使用壽命，影響橋梁的使用性能。因此，發(fā)現(xiàn)橋梁樁基脫空時有必要及時處理，避免橋梁水毀事故發(fā)生。

盡管目前在橋梁基礎(chǔ)自身結(jié)構(gòu)設(shè)計方面方法已相對成熟，近年來，由于交通部對舊橋改造工作的日益重視，使舊橋改造的實例增多。針對梁橋樁基礎(chǔ)的加固，國內(nèi)專業(yè)人士也在不斷地尋找新的維修和加固的方法和手段，并針對不同的病害成因，提出了相應的加固方法。但在實際中，針對橋梁樁基脫空應急搶險綜合處治施工經(jīng)驗還非常有限，始終無法有效解決此問題。

依托某實際工程，該文提出采用橋梁樁基脫空應急搶險綜合處治技術(shù)，在對橋梁樁基脫空區(qū)應急處理的基礎(chǔ)上進行進一步加固，可有效增加樁基脫空區(qū)域的承載力，為今后類似工程提供經(jīng)驗借鑒。

樂雅高速公路張徐壩特大橋（右幅）應急搶險處治工程位于成渝環(huán)線高速公路（G93）樂雅段張徐壩特大橋，主線橋左、右幅跨徑布置均為預應力混凝土簡支T梁+預應力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+（38×20 m）預應力混凝土簡支小箱梁，共計92跨，全長2 277 m，設(shè)計荷載等級為公路-I級。該次應急搶險加固的右幅5-2#號樁基與墩柱存在大面積脫空缺陷，存在嚴重安全隱患，如圖1所示。

右幅5#墩位于第二聯(lián)兩跨50 m T梁之間，半徑600 m的圓曲線上，縱坡4‰，結(jié)構(gòu)主要尺寸如下：墩柱直徑2 m，墩柱高度13.692 m，墩柱中心間距7.11 m，樁基直徑2.2 m，樁基深度30 m，樁基嵌入基巖深度約15 m。

如圖2所示，該文采用的橋梁樁基脫空應急搶險綜合處治體系包括：蓋梁、橋墩、系梁、樁基脫空區(qū)域、鋼套筒、水下封底混凝土、樁基、圍堰。在脫空層缺陷位置剩余支撐混凝土附近安裝支墊鋼板支撐，采用脫空層定型化灌注模具灌注自流平微膨脹混凝土，然后在樁基脫空區(qū)域附近外包鋼套筒，并灌注自密實混凝土，鋼套筒外采用環(huán)形抱箍、豎向加固肋進加固。該技術(shù)采用鋼套筒包括系梁區(qū)鋼套筒和非系梁區(qū)鋼套筒。鋼套筒內(nèi)布置豎向鋼筋和環(huán)向鋼筋，灌注自密實混凝土。鋼套筒外安裝環(huán)形抱箍、豎向加固肋進一步加固。鋼套筒為兩個半圓形套筒，焊縫應互相錯開。系梁區(qū)鋼套筒與系梁連接處預留預留系梁槽口，預留系梁槽口兩側(cè)焊接鋼套筒錨固板，鋼套筒錨固板通過膨脹螺栓固定在系梁上，鋼套筒如圖3所示。

橋梁樁基脫空應急搶險綜合處治施工工藝流程如圖4所示。

3.1 圍堰施工

對樁基四周采用就地取材使用河道內(nèi)的砂石進行圍堰;并采用將圍堰加高方式，保證不受正常水流及水電站放水影響保證施工場地正常作業(yè)，在墩柱之間埋入涵管及鋼波紋管進行釋放水壓，主副河道進行半幅作業(yè)減緩水流壓力。

3.2 先期應急處治

樁柱間脫空范圍較大，該樁柱基本處于極限受壓狀態(tài)，為保障后續(xù)施工安全，需首先采用C40自密實微膨脹混凝土將樁柱間的脫空區(qū)域灌注密實。施工前采用可靠排水措施保證脫空層施工區(qū)域完全處于干處環(huán)境;脫空層上下面應仔細清理，除去淤積物或松散層，采用鋼釬手工小心清鑿后洗凈;用薄鋼板或其他合適材料進行支墊，然后安裝脫空層定型化灌注模具。

3.3 外包鋼套筒

鋼套筒選用 Q345NH 耐候鋼，采用防腐涂裝，分段焊接拼裝。由于樁基缺陷區(qū)域上下段存在一定的錯位，具體施工時優(yōu)先以下段樁基軸線作為基準線，現(xiàn)場根據(jù)實際情況適當調(diào)整，均衡兼顧全段，確保有足夠的施工操作空間。

3.4 筒內(nèi)鋼筋施工

結(jié)構(gòu)植筋時，應避開原結(jié)構(gòu)鋼筋，植筋施工應符合相關(guān)規(guī)范要求，確保植筋質(zhì)量。系梁位置主筋與環(huán)向箍筋截斷，并與系梁對應位置的植筋相連接。系梁頂?shù)酌婕皞?cè)面植筋時，植筋孔應與主筋及箍筋相對應。

3.5 現(xiàn)場抽排水

在樁外包鋼套筒施工過程中，應做好抽水工作，嚴格控制圍堰內(nèi)水位，保持水位低于鋼套筒上緣20 cm，確保鋼套筒內(nèi)干燥環(huán)境。

3.6 混凝土澆筑

鋼套筒安裝及筒內(nèi)鋼筋施工完畢后，灌注C40自密實微膨脹混凝土。向鋼套筒中澆筑混凝土時，應均勻?qū)ΨQ澆筑;澆筑過程中，安排專人在混凝土澆筑時敲擊鋼套筒壁，以確認鋼套筒柱內(nèi)混凝土的密實度，同時也利于管內(nèi)空氣的排出。鋼套筒內(nèi)混凝土澆灌接近頂面時，應測定混凝土浮漿厚度，計算與原混凝土相同級配的石子量并投入和振搗密實，或刮去浮漿，采用水泥基灌漿料補齊。

3.7 鋼結(jié)構(gòu)防腐

鋼結(jié)構(gòu)處于水下區(qū)腐蝕環(huán)境，應選擇表面容忍性好的涂料，并能適應潮濕涂裝環(huán)境的涂層體系，進行雙面防腐，總干膜厚度不宜低于450 μm。

經(jīng)估算，該工程通過應用本技術(shù)進行橋梁樁基脫空應急搶險綜合處治，施工效率提高13%，綜合節(jié)約造價10%左右。相比傳統(tǒng)施工技術(shù)，該技術(shù)的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）采用脫空層定型化灌注模具對樁基脫空區(qū)域進行填充加固，在缺陷位置剩余支撐混凝土附近安裝支墊鋼板支撐，然后安裝脫空層定型化灌注模具，灌注自流平微膨脹混凝土，操作簡單，脫空層填充施工效率高。

（2）在樁基脫空區(qū)域附近外包鋼套筒，并灌注自密實混凝土，鋼套筒外采用防腐涂料涂裝，分段焊接拼裝。

（3）鋼套筒系梁區(qū)預留槽口，通過錨固板固定在系梁上，顯著了增加樁基脫空區(qū)域的承載力，具有整體施工速度快、施工安全可靠、可顯著增加樁基脫空區(qū)域的承載力等優(yōu)點。

針對樁柱式橋梁樁基因混凝土保護層剝落造成的鋼筋裸露、樁頭脫空病害，該文提出了橋梁樁基脫空應急搶險綜合處治技術(shù)，集成了定型化灌注模具、分區(qū)外包鋼套筒等關(guān)鍵技術(shù)，解決了橋梁質(zhì)量檢查中橋梁樁基脫空、偏位，影響主梁的穩(wěn)定性，損害橋梁的使用壽命，影響橋梁的使用性能的問題。

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文光斗（1976—），男，本科，工程師，主要從事公路橋梁建設(shè)工作。

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