橋梁水下樁基加固施工技術(shù)

張才金

(江蘇沿江高速公路有限公司，江蘇 蘇州 215500)

1 工程概況

某橋梁建設(shè)施工總長(zhǎng)度258.5 m，橋梁左右線橋孔布置設(shè)定為2 m×4 m×30 m的預(yù)應(yīng)力混凝土T梁結(jié)構(gòu)。在橋梁工程項(xiàng)目基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)，工程施工單位使用的是雙墩柱結(jié)構(gòu)來(lái)作為基礎(chǔ)支撐部分，通過(guò)使用多種不同形式的樁基礎(chǔ)加固工作方法，實(shí)現(xiàn)整個(gè)橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提升，通過(guò)對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性情況進(jìn)行檢測(cè)分析之后發(fā)現(xiàn)，本次橋梁樁基礎(chǔ)接頭部分的混凝土產(chǎn)生明顯的薄弱松散、鋼筋外漏、夾雜泥沙以及混凝土骨料分布不均勻等多方面問(wèn)題，對(duì)整個(gè)橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的威脅。對(duì)此，需要針對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行全面加固處理，經(jīng)過(guò)相關(guān)施工單位的綜合研究之后，決定本次橋梁工程項(xiàng)目基礎(chǔ)加固工作中采用直接加固處理方法、鉆孔鋼管旋噴加固處理方法以及其他補(bǔ)樁加固處理工作方法等，對(duì)橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行加固處理，提高橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2 橋梁工程樁基礎(chǔ)植筋加固技術(shù)分析

通過(guò)樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)勘查和分析工作之后，相關(guān)工作人員發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)位置出現(xiàn)不同程度的混凝土材料脫落等不良問(wèn)題，造成樁基礎(chǔ)的鋼筋結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)比較明顯的腐蝕情況。因此，工程施工單位經(jīng)過(guò)綜合分析研究后，決定使用植筋加固方法來(lái)進(jìn)行處理。

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

在原有的樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)周圍進(jìn)行基坑開(kāi)挖，一邊開(kāi)挖一邊抽水保證整個(gè)施工快速不間斷進(jìn)行，開(kāi)挖的廢棄土壤運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢眠M(jìn)行堆放，不能對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染?；娱_(kāi)挖工作深度需要根據(jù)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分產(chǎn)生的病害嚴(yán)重程度來(lái)進(jìn)行判斷，要保證混凝土基礎(chǔ)面部分不存在明明顯的病害因素情況。通過(guò)使用素混凝土材料進(jìn)行表面澆注抹平處理，材料厚度大小控制在10 cm左右，在樁基處周圍保留積水坑方便在后續(xù)加固工作當(dāng)中進(jìn)行水體排放工作[1]。

2.2 鋼筋植入

(1)鉆孔工作

在對(duì)原樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分加固處理工作中，需要有效確認(rèn)鋼筋的具體施工位置情況，對(duì)鋼筋材料表面存在的大量液體進(jìn)行徹底清除，然后進(jìn)行鉆孔施工。在鉆孔施工作業(yè)工作當(dāng)中，如果樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在大量的鋼筋材料，則需要根據(jù)鋼筋材料所處位置，進(jìn)行重新測(cè)量和定位工作，保證鉆孔位置的準(zhǔn)確性。根據(jù)鋼筋材料的直徑大小不同，以及實(shí)際埋設(shè)深度的差異性，對(duì)鉆頭的規(guī)格進(jìn)行合理選擇，要求鉆頭的型號(hào)必須要超過(guò)鋼筋材料的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，超出范圍控制在4～6 mm之間，需要原混凝土構(gòu)件的施工厚度大小確認(rèn)最終的鉆孔深度，同時(shí)實(shí)際的鉆孔深度需要比設(shè)計(jì)工作深度超出6～8 cm，如圖1。

圖1 橋梁植筋鉆孔

(2)清孔工作

在成孔工作完成之后，工作人員需要對(duì)孔洞內(nèi)部存在的多余殘?jiān)M(jìn)行有效清理，可以通過(guò)使用強(qiáng)壓吹風(fēng)機(jī)，或者是電動(dòng)毛刷等對(duì)鉆孔的外表壁存在的多余雜質(zhì)進(jìn)行徹底清理，防止表面存在多余的灰塵。將壓縮空氣直接輸送到孔洞內(nèi)部，對(duì)內(nèi)部的雜質(zhì)進(jìn)行徹底清理，實(shí)際清理次數(shù)為2～3次。在清孔工作當(dāng)中可以通過(guò)采取化學(xué)清孔處理工作方法，具體操作步驟為使用棉刷蘸取一定量的丙酮，在孔壁表面反復(fù)進(jìn)行涂抹，直到浮塵直接粘貼在連刷表面為止，需要及時(shí)更換沾滿浮塵的棉刷，有效保證孔壁表面被徹底清理。在孔洞內(nèi)部的丙酮發(fā)揮作用之后，需要將事先準(zhǔn)備好的清孔膠直接注入到孔洞內(nèi)部，并且對(duì)材料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，有效保證清孔膠直接附著在孔壁表面，粘掉表面產(chǎn)生的灰塵和其他雜質(zhì)[2]。

(3)干燥處理

我們除了可以使用自然的暗角控制畫(huà)面視覺(jué)平衡之外，還可以使用更醒目、濃重的個(gè)性化暗角給畫(huà)面加入當(dāng)下流行的復(fù)古風(fēng)效果。單純從操作上來(lái)說(shuō)這個(gè)效果并不復(fù)雜，只需要把影調(diào)的調(diào)整值設(shè)置得更高一些，然后降低濾鏡的羽化半徑，使暗角范圍更加明顯。

在植筋孔洞當(dāng)中必須要做好干燥處理工作，有效防止?jié)B透孔洞內(nèi)部的水或者油污等，對(duì)材料形成腐蝕性影響。在干燥處理工作當(dāng)中，可以采取以下幾種方式進(jìn)行處理：①化學(xué)干燥處理工作方法，該方法在使用過(guò)程中更加適用于將一些滲入油污的孔壁展開(kāi)二次清理工作，可以使用一些具有強(qiáng)溶解性的化學(xué)試劑，將其直接輸送到孔洞內(nèi)部，以此可以達(dá)到油污徹底清理的工作目標(biāo)。②火焰干燥處理法。所謂火焰干燥處理工作方式，主要是針對(duì)一些必須要進(jìn)行干燥處理的空地區(qū)域，由于滲透大量的污水需要進(jìn)行徹底清理，可以通過(guò)使用火焰將其直接噴射到孔洞內(nèi)表壁當(dāng)中，以此來(lái)保證火焰的強(qiáng)度大小符合噴射施工要求，不能對(duì)樁基礎(chǔ)的基本形態(tài)和穩(wěn)定性造成影響[3]。

(4)鋼筋植入

植筋結(jié)構(gòu)膠材料在配置過(guò)程中主要包含主試劑、輔試劑以及催化劑等，需要對(duì)各種不同類型的試劑摻入比例進(jìn)行嚴(yán)格控制，并且將其直接放入到容器當(dāng)中進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?。由于結(jié)構(gòu)膠屬于一種易燃易腐蝕性的化學(xué)品，因此必須要妥善保管結(jié)構(gòu)膠材料。在實(shí)際施工過(guò)程中需要有效佩戴防腐蝕手套，避免對(duì)工作人員造成傷害，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的尺寸大小進(jìn)行鋼筋材料加工，并且將鋼筋材料直接彎曲成型，有效去除鋼筋材料表面的銹蝕，將其直入端的尖角進(jìn)行充分打磨，在孔洞內(nèi)部注入植筋結(jié)構(gòu)膠材料，并且將其直接植入到孔洞內(nèi)部。在植入工作過(guò)程中需要保證材料勻速緩慢移動(dòng)，直到鋼筋材料完全植入到底部位置，將底面直接進(jìn)行充分固定，有效防止鋼筋材料出現(xiàn)松動(dòng)問(wèn)題，植筋工作之后需要去除其中多余的結(jié)構(gòu)膠材料。

(5)模板安裝

在樁基礎(chǔ)加工之前需要做好基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)底部的放樣工作，并且需要對(duì)橋梁的墩身上升量大小進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，有效標(biāo)注出相應(yīng)的控制線。在施工過(guò)程中可以選擇適用5 mm厚度的鋼模板材料，對(duì)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行全面加固處理將鋼模板材料，直接運(yùn)輸?shù)焦こ淌┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行使用，同時(shí)要求相關(guān)施工人員需要做好模板的拼裝工作。在模板拼裝工作當(dāng)中所使用的海綿膠條，需要有效做好接觸位置的填充和處理工作，以此來(lái)保證鋼模板施工材料相互之間拼接的效果和緊密性，要對(duì)鋼模板材料表面產(chǎn)生的銹蝕情況進(jìn)行徹底處理，同時(shí)需要對(duì)模板的內(nèi)壁存在的雜質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行清理[4]。

(6)混凝土澆筑施工

在混凝土澆筑施工之前，相關(guān)施工人員需要有效檢查模板材料相互之間的拼接工作質(zhì)量，要保證模板拼接的嚴(yán)密性和穩(wěn)定性，然后審核合格之后進(jìn)入到下一個(gè)施工步驟。施工人員需要使用振搗設(shè)備，對(duì)施工所使用的混凝土原材料進(jìn)行充分振搗處理，通過(guò)將振搗棒直接插入到混凝土原材料當(dāng)中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的施工步驟，對(duì)振搗棒進(jìn)行勻速移動(dòng)和上架抽插，保證混凝土材料振刀的充分性和均勻性。在澆筑施工當(dāng)中不能出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的間隔停滯情況，混凝土澆筑施工結(jié)束之后需要對(duì)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行必要的灑水養(yǎng)護(hù)處理，有效防止混凝土表面出現(xiàn)嚴(yán)重的干縮裂縫情況，提高橋梁樁基礎(chǔ)加固處理工作效果。

3 橋梁工程樁基礎(chǔ)鉆孔鋼管旋噴加固施工

通過(guò)對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行重新檢測(cè)工作之后發(fā)現(xiàn)，該橋梁樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分存在夾泥沙、骨料分布不均勻等病害問(wèn)題，因此在本次項(xiàng)目工程加固工作當(dāng)中，通過(guò)使用鉆孔鋼管旋噴加固處理工的方法對(duì)這一病害問(wèn)題進(jìn)行處理，有效保證樁基礎(chǔ)的加固工作效果。

3.1 施工準(zhǔn)備

在項(xiàng)目工程正式開(kāi)始施工之前，工程施工人員要對(duì)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行精確測(cè)量，同時(shí)需要對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中的平臺(tái)搭設(shè)質(zhì)量進(jìn)行有效控制，對(duì)樁基礎(chǔ)施工區(qū)域范圍內(nèi)產(chǎn)生的垃圾和雜物進(jìn)行徹底清理，以此有效保證樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量和效果。對(duì)鋼管樁結(jié)構(gòu)位置進(jìn)行定位，同時(shí)有效做好施工樁體位置的標(biāo)記處理工作。通過(guò)將鉆機(jī)設(shè)備設(shè)置在對(duì)應(yīng)的施工平臺(tái)，表面保證鋼管鉆孔的施工位置和鉆機(jī)的鉆頭位置之間相一致，有效提高鉆孔工作的垂直程度[5]。

3.2 鋼管樁成孔和清孔工作

在鉆機(jī)鉆孔工作過(guò)程中，需要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確認(rèn)，鉆孔的直徑大小，需要略超過(guò)鋼管的直徑大小，并且在鉆孔工作當(dāng)中需要對(duì)實(shí)際的鉆孔深度情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)與分析。確認(rèn)鉆孔深度需要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的水利部的要求和標(biāo)準(zhǔn)，穿孔工作結(jié)束之后在孔洞內(nèi)部需要使用專用的清理鉆頭，對(duì)其中產(chǎn)生的大量多余殘?jiān)M(jìn)行徹底清理。

3.3 鋼管樁施工

鋼管樁施工過(guò)程中所使用的鋼管材料外壁厚度為14 mm，長(zhǎng)度為20 m的鋼管，在鋼管表壁上每間隔50 cm的間距設(shè)置一個(gè)孔洞，孔洞直徑大小為20 mm，檢查鋼管樁一端是否存在明顯的銹蝕和油污問(wèn)題。如果存在嚴(yán)重的銹蝕和油污，必須要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)清理，要保證鋼管材料充分干燥、表面完好不存在明顯的損傷。鋼管直接穿過(guò)樁體結(jié)構(gòu)，本身尤其需要注意穿過(guò)夾泥沙段的深度需要控制在2 m范圍之內(nèi)。

3.4 高壓注漿施工

在鋼管下管工作結(jié)束后通過(guò)使用高壓灌漿施工方法，將水泥材料直接灌注到鋼管內(nèi)部高壓注漿管，直接深入到管道底部。根據(jù)自下而上的順序進(jìn)行注漿工作，管道內(nèi)部的漿液由原本的預(yù)留孔直接向外滲透直到灌滿整個(gè)孔洞為止，砂漿材料使用的是普通硅酸鹽水泥材料，水泥的水灰比控制在1∶2[6]。

4 橋梁工程樁基礎(chǔ)補(bǔ)樁加固處理

4.1 施工前準(zhǔn)備工作

在正式開(kāi)始施工之前需要有效清理樁基礎(chǔ)周圍的施工場(chǎng)地和環(huán)境并且搭設(shè)施工平臺(tái)，在樁基礎(chǔ)周圍開(kāi)挖圓形坑，圓形坑的直徑大小需要比樁體直徑大1.5 m?；A(chǔ)構(gòu)成設(shè)置在斷樁位置樁頭以下5 cm位置，并且對(duì)樁頭進(jìn)行進(jìn)一步處理，清理掉樁頭以上受到破壞的混凝土材料，同時(shí)要保證樁頭鋼筋材料的完整性，在圓坑內(nèi)部清除其中的多余殘?jiān)?/p>

4.2 鋼筋和鋼模板加工

需要根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)工作要求和標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)?shù)奶岣呓M間結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大小，同時(shí)通過(guò)加固螺旋箍筋以及加勁箍筋結(jié)構(gòu)，保證與原有的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)之間相適應(yīng)。通過(guò)制作鋼模板，將其直接連接在樁頭的施工位置，保證鋼模板的連接穩(wěn)定性，提高樁體端頭部位的清潔程度。通過(guò)使用方木材料來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)位置的支撐。

4.3 混凝土澆筑施工

用清水沖洗樁基礎(chǔ)底部混凝土面，同時(shí)在基礎(chǔ)底部當(dāng)中注意一層水泥砂漿材料厚度大小為2 cm，水泥砂漿材料的配比參數(shù)為1∶2。使用分層澆筑施工方法進(jìn)行混凝土澆筑施工，圍墻混凝土的澆筑中厚度不能超過(guò)30 cm，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的澆筑施工標(biāo)高為止。澆筑過(guò)程中所使用的混凝土材料，要比原樁基礎(chǔ)混凝土的標(biāo)號(hào)高出一個(gè)等級(jí)。在混凝土澆筑施工結(jié)束后，進(jìn)行后續(xù)的混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土材料凝固后，進(jìn)行外部的鋼模板材料拆除，將土壤直接回填到圓坑內(nèi)部，對(duì)圓坑進(jìn)行分層夯實(shí)處理，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[7]。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在橋梁工程項(xiàng)目的長(zhǎng)時(shí)間使用工作當(dāng)中，由于受到各種因素的影響會(huì)產(chǎn)生樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)破損以及不穩(wěn)定性病害問(wèn)題。因此，必須要對(duì)橋梁水下樁基礎(chǔ)進(jìn)行必要的加固處理，有效提高橋梁樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性，解決樁基礎(chǔ)存在的各種病害問(wèn)題，有效保證橋梁主體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，為我國(guó)交通系統(tǒng)建設(shè)工作的快速發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。