植筋技術(shù)在道路橋梁加固維修中的應(yīng)用分析

徐平

（南平市公路工程試驗檢測中心，福建 南平 353000）

0 引言

在對橋梁的構(gòu)建進行維修、加固以及增強的過程中，最常見的問題就是原有和新加的鋼筋間會存在連接性的問題，以往采取的方法是去除混凝土當(dāng)中的保護層，將原有的鋼筋暴露出來，之后再將原有和新加的鋼筋焊接到一起，以此來確保兩者的共同受力。這種方法雖然較為可靠，但由于工藝上比較復(fù)雜，且會對原有的橋應(yīng)力造成損壞，所以植筋技術(shù)作為一種可靠性高、方便快捷的施工方式，越來越受到青睞。

1 工程概況

溪口大橋位于邵武市拿口鎮(zhèn)G316 國道上，中心樁號為K366+650，跨越富屯溪支流。上部結(jié)構(gòu)采用4×30m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T 梁，橫向布置6 片梁，每跨僅在兩端頭設(shè)置有端隔板。橋面連續(xù)在0臺、4臺處設(shè)置伸縮縫。橋梁總長121.01m。下部結(jié)構(gòu)采用柱式橋墩配鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，U 型橋臺擴大基礎(chǔ)。該橋于1996年通車，于2019年10月橋梁特殊檢測時被評定為3 類橋。原橋相關(guān)技術(shù)指標(biāo)如下：

設(shè)計荷載：汽車-20 級，掛車-100 級。

公路等級：二級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度60km/h，設(shè)計洪水頻率1/50。

橋面寬度：9.0m 行車道+2×1.75m 人行道=12.5m。

預(yù)制T 梁：標(biāo)準(zhǔn)跨徑30m，梁高1.8m，主梁間距2.10m，翼緣板濕接縫1.2m，預(yù)制T 梁采用50 號混凝土，現(xiàn)澆濕接縫及橫隔板均采用40 號混凝土；橋面鋪裝：40 號混凝土。

2 項目主要病害情況

2019年10月，福建省交設(shè)工程試驗檢測有限公司對溪口大橋進行特殊檢測，病害情況如下。

2.1 上部承重結(jié)構(gòu)

該橋采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T 梁，總體狀況一般。主要病害：經(jīng)統(tǒng)計共有10 處翼緣板滲水；2 處翼緣板青苔滋生；8 處翼緣板破損、露筋，總面積0.67m；5 處翼緣板滲水；1 處腹板鋼筋未拆除；2 處腹板蜂窩麻面，總面積30m；30 處馬蹄蜂窩麻面，總面積7.8m；2 處馬蹄骨料外露，總面積0.8m。

2.2 上部一般構(gòu)件

該橋上部一般構(gòu)件為濕接縫和橫隔梁。濕接縫主要病害：19 處混凝土破損、露筋，總面積1.5m；3 處模板未拆除；18 處滲水、鹽析；2 處混凝土蜂窩、麻面，總面積2.0m。橫隔板主要病害：2 處混凝土破損、露筋，總面積0.66m；5 處模板未拆除；20 處鋼筋未切除；1 處空洞，面積0.04m。

2.3 支座

該橋采用板式橡膠支座，總體狀況較好。

主要病害：48 個支座上鋼板均存在輕微銹蝕現(xiàn)象。

觀察兩組護理干預(yù)后的心理狀況，使用焦慮量表對兩組患者的心理情況進行評估[10]，分?jǐn)?shù)越低，說明患者焦慮情況越輕。將患者焦慮情況作為評價護理質(zhì)量的指標(biāo)，對比兩組患者護理質(zhì)量。通過問卷的形式，調(diào)查兩組患者對護理滿意度，總分為100分，80分以上為非常滿意，50～80分為基本滿意，50分以下為不滿意，總滿意為基本滿意與非常滿意之和。

2.4 橋墩

該橋采用柱式橋墩，總體狀況良好。主要病害：蓋梁施工垃圾未清除；2 處蓋梁滲水；1 處蜂窩、麻面，面積0.75m；1 處鋼筋未切除。

2.5 橋臺

該橋采用重力式橋臺，總體狀況良好。主要病害：臺帽施工垃圾未清除、滲水。

2.6 橋面鋪裝

該橋橋面混凝土鋪裝層總體狀況較差，主要病害：橋面鋪裝普遍存在龜裂、磨損嚴(yán)重、骨料外露現(xiàn)象；10 處露筋。

3 維修加固方案

考慮到本橋上部結(jié)構(gòu)T 梁間只有端部設(shè)有橫隔板，橫向聯(lián)系薄弱，整橋剛度不足、整體穩(wěn)定性差，橫向應(yīng)力集中在端部橫隔板及濕接縫上，導(dǎo)致橫隔板出現(xiàn)開裂破損、濕接縫縱向裂縫等病害；全橋橋面鋪裝均存在磨損露骨、橫向裂縫、銹脹露筋、破損等病害。同時結(jié)合《南平市公路局直屬分局關(guān)于G316 線溪口大橋加固方案審查的會議紀(jì)要》（2020-17 號）紀(jì)要要求及《南平市公路局關(guān)于國道316 線邵武市溪口大橋危橋加固工程施工圖設(shè)計審查會議的紀(jì)要》（2020-24號）紀(jì)要要求，此次主要維修加固內(nèi)容如下：

其一，每跨中間均新增設(shè)3 道鋼結(jié)構(gòu)橫隔板；

其二，橋面鋪裝層進行鑿除更換（厚度為10cm）；

其三，全橋伸縮縫進行拆除更換；

其四，行車道和人行道間增設(shè)波形鋼護欄，防撞等級SB 級；

其五，拆除原人行道欄桿，改為不銹鋼復(fù)合管欄桿；

其六，對全橋支座進行更換；

其七，對全橋混凝土剝落、露筋、銹蝕（含支座上鋼板銹蝕）、裂縫等病害進行修復(fù)處治。

采用本方案加固后較加固前恒載增加對比如表1所示(注：此次原設(shè)計是依據(jù)竣工圖紙，混凝土按2.6t/m)。

表1 加固后較加固前恒載增加對比表

4 項目施工中的植筋技術(shù)問題探討

4.1 鉆孔

對于鉆孔施工來說，其具體位置的確定應(yīng)以前期的設(shè)計為準(zhǔn)，所存在的誤差不得超過2cm。具體操作的過程中應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)精細，并實時查看鋼筋的位置，以免對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)造成影響。其中所涉及的偏移量，通常應(yīng)控制在3cm 以內(nèi)，孔深按照既定的標(biāo)準(zhǔn)確定，埋深至少應(yīng)在8～l0cm 之間。鉆孔的實施務(wù)必要按照既定的各項指標(biāo)進行，在確定達到既定的效果以后即可終孔。

4.2 清孔

清理孔洞(除塵、干燥)：完成批量的鉆孔施工以后，即可逐個進行清理，達到孔壁沒有灰塵且應(yīng)處在既定的干燥狀態(tài)的效果。為確保鉆孔操作與既定測試標(biāo)準(zhǔn)的一致，針對混凝土粉塵的定期清理應(yīng)穩(wěn)定有序地進行，所選用的工具以及具體的操作都應(yīng)確保專業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)。清洗完成后，對其實施干燥處理，而后對其實施堵塞，以為后續(xù)施工的穩(wěn)定高效提供切實的保障。

4.3 植筋膠

植筋技術(shù)主要用于混凝土結(jié)構(gòu)和磚石結(jié)構(gòu)。橋梁結(jié)構(gòu)部分的操作通常使用環(huán)保型植筋膠，而具體的配制應(yīng)嚴(yán)格遵照既定的相關(guān)要求。具體操作時應(yīng)嚴(yán)格按照廠家的要求，整個的實施務(wù)必要保證嚴(yán)謹(jǐn)高效。首先將植筋膠放入膠槍中，同時將攪拌頭旋至膠槍的頭部，然后扣動膠槍使其流出膠體。需要注意的是，初次流出的膠體一般不用，待其均勻流出且呈現(xiàn)為灰色狀態(tài)才可使用。注膠通常是在攪拌頭插入孔的情況下進行，一般注入約2/3 即可，每次膠槍的停頓應(yīng)保持在5～6s。另外，需要注意，后續(xù)的膠體更換也應(yīng)按照既定的要求穩(wěn)定有序地實施，以切實地保障注膠操作的穩(wěn)定高效。由于植筋工程的原材料為植筋結(jié)構(gòu)膠、鋼筋和丙酮，丙酮的主要作用是對鉆孔進行清理。植筋工程的主要施工器具包括了用于在原本基礎(chǔ)上鉆孔的電錘、壓縮空氣吹塵的空氣壓縮機、鋼筋除銹的手動砂光機、鋼筋打孔的手錘。該項目維修加固中植筋錨固用膠黏劑性能指標(biāo)如表2所示（表中的性能指標(biāo)除標(biāo)有標(biāo)準(zhǔn)值外，均為平均值）。

表2 維修加固中植筋錨固用膠黏劑性能指標(biāo)

4.4 基材表面溫度的控制

一般來說，植筋加固施工時，基層表面溫度必須符合黏合劑使用說明。在一些被檢查的施工現(xiàn)場，植筋加固施工過程中沒有嚴(yán)格按照施工程序進行，基層表面溫度控制不嚴(yán)。由于結(jié)構(gòu)不是在指定溫度下制造的，因此將“植筋”黏合劑注入孔中，固化時間是結(jié)構(gòu)在規(guī)定溫度下固化時間的兩倍以上。因此如果對于植筋工程的外部溫度控制不當(dāng)?shù)脑?，可能將原本正常情況下只需要6d 的固化時間延長為12d 甚至更長。因此，如果對植筋工程的外部溫度控制不正確，不僅僅會影響固化的時間，還會給加固設(shè)計的整體質(zhì)量帶來施工隱患。

4.5 插筋

項目施工中，注膠以后就應(yīng)對鋼筋施加壓力，然后按照向同一方向轉(zhuǎn)動的方式使其逐漸地植入到孔內(nèi)。需要注意的是，孔內(nèi)的空氣應(yīng)預(yù)先排出，注膠應(yīng)確保飽滿充分，以起到對鋼筋特定的保護。如有溢出的膠體，應(yīng)及時將其清理干凈，以為后續(xù)混凝土澆筑的穩(wěn)定推進提供切實保障。膠體應(yīng)確保均勻充分地附著在鋼筋上，達到規(guī)定時間后即可進行相應(yīng)的焊接和綁扎。另外，需要注意的是，插筋和后續(xù)的養(yǎng)護期間，應(yīng)切實地防范橋上可能出現(xiàn)的震動。

5 施工操作要點及注意事項

第一，對于植筋孔來說，不僅要保證位置和直徑等相關(guān)指標(biāo)的達標(biāo)，后續(xù)的例如凈邊距以及植入鋼筋的結(jié)構(gòu)深度等也應(yīng)按照既定的標(biāo)準(zhǔn)實施，只有各個方面都處在既定的要求之下，最終的操作才會更為高效。

第二，正式施工之前應(yīng)對膠體的黏結(jié)強度以及其與混凝土的黏結(jié)程度實施測定，確定其符合既定的施工要求后才可正式投入使用。通常來看，所涉及的膠黏劑的注射應(yīng)由鉆孔底部開始，且應(yīng)保證注射均勻充分，以切實地保障其應(yīng)有特性的最大程度發(fā)揮。

第三，對于植筋施工來說，施工過程對于各個節(jié)點的把控應(yīng)確保精細，通常植筋應(yīng)在補強鋼筋網(wǎng)安設(shè)之前進行，以起到對鋼筋防護的一個現(xiàn)實作用。

第四，具體施工的過程中往往會遇到結(jié)構(gòu)尺寸較小的情況，例如邊距厚度等相關(guān)內(nèi)容，鑒于保障混凝土施工的穩(wěn)定，鉆孔進行應(yīng)以電動或是氣動的沖擊鉆為準(zhǔn)，以切實高效地保障相關(guān)操作的嚴(yán)謹(jǐn)精細。

第五，需要注意的是，鋼筋進行膠體固結(jié)的過程中，嚴(yán)禁對其擾動，否則必將前功盡棄，而這樣的操作還將再度實施。

第六，施工應(yīng)盡量選擇天氣狀況較好的時候進行，處在氣溫較高的夏季施工，應(yīng)重點關(guān)注結(jié)構(gòu)表面的溫度，以免影響到其施工質(zhì)量。一般應(yīng)在氣溫較低的條件下進行，如果時間較長還應(yīng)對其實施灑水降溫處理。對于植筋錨固來說，應(yīng)重點關(guān)注清孔，以免其對錨固的施工質(zhì)量造成影響。在一些工地，為了跟上工作進度，不顧風(fēng)吹雨打，照常進行施工。惡劣的施工條件和氣候條件，不僅對施工人員的人身安全構(gòu)成威脅，而且施工質(zhì)量也無法保證（鋼筋植筋前應(yīng)檢查新舊銹跡。若有新舊銹點，需要用砂紙擦干凈?？變?nèi)要求保持無塵且干燥）。如果不滿足以上要求，則植筋工程的質(zhì)量無法得到保證。

第七，混凝土噴射時應(yīng)保證其質(zhì)量的穩(wěn)定，且應(yīng)使其達到密實連續(xù)的效果，而新舊混凝土之間的結(jié)合也應(yīng)保證穩(wěn)固，以最大程度地增強結(jié)構(gòu)的承載力。

6 植筋施工質(zhì)量檢驗及驗收

植筋或螺桿后的部位無混凝土破碎、裂縫等現(xiàn)象，植筋或螺桿孔填充飽滿，無松動的空洞和縫隙等現(xiàn)象。

植筋抗拔力設(shè)計值:N=f×A

《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB 50367—2013）中f為植筋抗拉強度設(shè)計值N/mm；A為鋼筋截面面積。

7 結(jié)語

在該工程道路橋梁維修加固過程中，通過植筋技術(shù)的應(yīng)用，橋梁結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)定性得到提升。綜上所述，植筋技術(shù)在道路橋梁加固維修中的應(yīng)用包含了多種通用技術(shù)，而隨著國內(nèi)外關(guān)于植筋技術(shù)研究的不斷深入，植筋用膠的種類和技術(shù)也在不斷進步，應(yīng)用性能也隨之大幅提升。因此，植筋技術(shù)作為橋梁加固維修處理的常用方式之一，在具體實踐中可以很好地確保施工的安全性和可靠性，值得應(yīng)用推廣。