橋梁施工柔性止防水技術(shù)研究

李義勇

（江西省交通工程集團(tuán)有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

柔性止防水技術(shù)具備施工方便、技術(shù)成熟、工藝效果好等優(yōu)勢(shì)，在橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用，對(duì)柔性止防水技術(shù)進(jìn)行分析，明確技術(shù)操作要點(diǎn)，對(duì)提升橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量有積極作用。

1 柔性止防水技術(shù)概述

柔性止防水技術(shù)作為目前止防水工程常見的一項(xiàng)技術(shù)，在應(yīng)用的過程中依靠材料彈塑性變化帶來的形變，適應(yīng)承臺(tái)與樁間的變化形態(tài)，通過水工專業(yè)橡膠囊充氣膨脹，實(shí)現(xiàn)樁基與承臺(tái)空隙間的防水效果，達(dá)到工程的安全性要求。柔性止防水結(jié)構(gòu)的類型較多，主要包含整體型與分離型防水兩種結(jié)構(gòu)形式。整體型防水形式較為簡(jiǎn)單，在施工中極易因?yàn)榕鲎苍斐赡z囊損壞。鋼筒樁沉樁施工中，精度要求非常高，應(yīng)盡量避免承臺(tái)和樁體出現(xiàn)嚴(yán)重位移情況。分離式的柔性止水結(jié)構(gòu)包含充氣結(jié)構(gòu)、膠囊、填芯鋼箱、接連機(jī)構(gòu)、千斤頂、牛腿等部分，這種形式的止防水結(jié)構(gòu)對(duì)沉樁精度要求不高，可以滿足承臺(tái)與樁間的誤差，從理論角度分析，應(yīng)用膠囊彈塑變形適應(yīng)承臺(tái)與樁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，施工復(fù)雜，給承臺(tái)和樁體形成滲水通道。結(jié)合不同形式的止防水難度、特性，此次橋梁工程選擇應(yīng)用分離型止防水結(jié)構(gòu)形式，滿足橋梁的使用要求。

2 工程概況

該大型橋梁工程項(xiàng)目整體長(zhǎng)度為1.1km，下部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制墩體+預(yù)制承臺(tái)以及鋼管混合樁基結(jié)構(gòu)。橋梁在運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間后，出現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)漏水的問題，為減少基礎(chǔ)阻水率，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘查后，決定選擇置埋型方案進(jìn)行施工。同時(shí)，經(jīng)過勘查水文地質(zhì)、氣候條件等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)對(duì)墩臺(tái)裝配造成較大影響，加之承臺(tái)頂面和水平是平齊設(shè)置的，止防水面受到較大的沖擊，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)施工工序較多，工期較長(zhǎng)，止防水結(jié)構(gòu)的安全隱患較為嚴(yán)重。止防水結(jié)構(gòu)需承受高15m 的水頭壓力，應(yīng)滿足沉樁施工造成的防水空隙誤差。由于水流產(chǎn)生的波浪沖擊作用，承臺(tái)與樁體相互運(yùn)動(dòng)的幅度較大。為確保施工順利進(jìn)行，提高工程的安全性，選擇使用填芯鋼箱柔性止防水結(jié)構(gòu)形式，達(dá)到止防水的效果。

3 橋梁柔性止防水施工現(xiàn)狀

3.1 防水材料的質(zhì)量問題

橋梁工程的柔性止防水施工中，防水材料的質(zhì)量關(guān)系到防水效果，也會(huì)對(duì)橋梁的使用造成很大影響，所以必須加強(qiáng)防水材料的控制。防水材料性能必須符合設(shè)計(jì)方案的要求，與設(shè)計(jì)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匹配，才能達(dá)到橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)的要求。我國(guó)工程材料市場(chǎng)比較混亂，監(jiān)督管理措施無法有效落實(shí)，極大地影響橋梁的使用效果。個(gè)別單位為了經(jīng)濟(jì)效益，不惜以次充好，使用假冒偽劣的施工材料，如果施工單位監(jiān)管不嚴(yán)格，使用這些材料，會(huì)產(chǎn)生極為嚴(yán)重的后果，威脅橋梁的安全性。

3.2 柔性止防水施工技術(shù)問題

雖然我國(guó)工程技術(shù)發(fā)展速度非?？?，科學(xué)技術(shù)水平日益提升，但是很多橋梁項(xiàng)目中的柔性止防水技術(shù)還有一系列的問題存在，具體如下所述：

第一，很多橋梁工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分離，轉(zhuǎn)角位置沒有按照弧度處理，也沒有合理應(yīng)用防滲漏的施工材料，長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過程中，容易造成結(jié)構(gòu)老化等問題。個(gè)別橋梁工程項(xiàng)目中，因?yàn)槭┕と藛T對(duì)頂部防水結(jié)構(gòu)的基層處理不到位，清理效果較差，長(zhǎng)期使用出現(xiàn)滲水的問題，給橋梁防水效果帶來不利影響。

第二，個(gè)別橋梁項(xiàng)目頂部防滲漏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不到位，坡度設(shè)計(jì)缺乏合理性，降雨后極易出現(xiàn)積水的情況，出現(xiàn)了嚴(yán)重的損害，影響運(yùn)行的安全性。

第三，一般來說，橋梁頂部結(jié)構(gòu)應(yīng)用的柔性防水層與剛性防水層之間要設(shè)置隔離層，但是很多項(xiàng)目沒有設(shè)置，或者設(shè)置的隔離結(jié)構(gòu)效果較差，難以達(dá)到使用要求，引發(fā)滲漏的問題。

第四，橋梁頂部邊角位置的防水施工是比較容易被忽略的，導(dǎo)致邊角出現(xiàn)滲漏，阻礙橋梁的正常通行使用。

4 填芯鋼箱柔性止防水技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)

4.1 填芯鋼箱技術(shù)方案

填芯鋼箱止防水結(jié)構(gòu)投入運(yùn)營(yíng)后，需要使用膠囊和止防水帶達(dá)到防水的效果，速凝砂用來二次防水。根據(jù)需要配置膠囊，填芯鋼箱安放到規(guī)定標(biāo)高的部位，然后進(jìn)行鋼筒樁外剪力部位施工，安裝承臺(tái)結(jié)構(gòu)并做出調(diào)整，保證填芯鋼箱達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，再進(jìn)行膠囊充壓，達(dá)到規(guī)定壓力后，開始初步防水處理，澆筑水下速凝混凝土，抽水形成干燥的作業(yè)面。關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)如下：

第一，填芯鋼箱。該結(jié)構(gòu)是膠囊安裝的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝和施工的要求。

第二，膠囊。對(duì)分離型止防水結(jié)構(gòu)來說，膠囊要與整體防水膠囊使用原理是相同的，僅規(guī)格存在差異，需要確保在20m 位置之下，膠囊抗傾覆系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

第三，止防水帶（見圖1）。鋼浮體頂部外緣止防水帶受到壓力作用后，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，達(dá)到橫向止水的效果。安裝時(shí)，應(yīng)用螺栓將止防水帶直接固定到鋼浮體頂部。

圖1 止防水帶

第四，充氣結(jié)構(gòu)。參照整體防水型結(jié)構(gòu)制作。

第五，連接結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的制作材料是螺紋鋼筋，直徑為20mm，數(shù)量為4 根，將其與鋼筋連接器連接，目的是把接連頂舉機(jī)構(gòu)和填芯鋼箱連接，再初步放置或固定處理。

第六，牛腿結(jié)構(gòu)。鋼筒樁替打段上部使用普通螺栓固定，可以用來頂舉平臺(tái)。

第七，頂舉機(jī)構(gòu)。一般使用千斤頂，目的是承受承臺(tái)與鋼管壁防水的荷載。

4.2 質(zhì)量功效檢測(cè)

由于橋梁工程施工環(huán)境比較復(fù)雜，止防水設(shè)備施工前，應(yīng)做好質(zhì)量功效檢測(cè)。檢測(cè)環(huán)節(jié)除了進(jìn)行膠囊功效檢測(cè)外，還要進(jìn)行壓縮試驗(yàn)。方法是給膠囊充氣，形成密閉空間，給內(nèi)部充入氣壓，模擬施工水頭，再給膠囊充水，內(nèi)部沒有氣泡后即完成試驗(yàn)，表示功效合格。

圖2 模具結(jié)構(gòu)圖

4.3 試驗(yàn)驗(yàn)證

4.3.1 膠囊檢測(cè)試驗(yàn)

（1）驗(yàn)證止防水效果。經(jīng)過試驗(yàn)分析，膠囊中氣壓升高到0.3MPa 時(shí)，可以滿足防水要求，但是會(huì)出現(xiàn)氣泡滲出的情況。壓力提升到0.4MPa 后，止防水效果較好。

（2）誤差適應(yīng)性。結(jié)構(gòu)安裝后，鋼管壁與填芯箱空隙在3cm 以內(nèi)，內(nèi)部沖壓之后能夠隨著鋼筒樁傾斜，具備一定的誤差適應(yīng)性。

（3）膠囊浮抗試驗(yàn)。 壓力參數(shù)值為0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa 時(shí)，下浮抗常數(shù)分別是4.78、6.05、7.32。該參數(shù)能超過整體型止防水結(jié)構(gòu)，滿足現(xiàn)場(chǎng)使用的要求。

（4）極限壓力試驗(yàn)。經(jīng)過對(duì)比分析，分離型結(jié)構(gòu)與整體型的止防水形式極限壓力相差不大。

4.3.2 止防水帶壓縮試驗(yàn)

止防水帶施工完成后，選擇一段進(jìn)行荷載試驗(yàn)分析，寬度為105mm。從試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，止防水帶存在5mm 的壓縮量時(shí)，荷載增加到1750N，觸接長(zhǎng)度為24mm。因此，從性能層面分析，分離型的止防水效果比較強(qiáng)，可以滿足使用的需要。

5 施工應(yīng)用止防水技術(shù)及功效現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

此次橋梁項(xiàng)目中，總計(jì)設(shè)置4 根鋼筒樁結(jié)構(gòu)，為了檢驗(yàn)分析兩種止防水結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將1、4 選用整體型，而2、3 采用分離型，對(duì)比分析兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

5.1 承臺(tái)與樁間止防水施工技術(shù)

分離型止防水結(jié)構(gòu)施工流程如下：

第一，沉樁處理，進(jìn)行承臺(tái)預(yù)制施工。

第二，制作鋼板止防水圍堰結(jié)構(gòu)。

第三，使用浮吊開展吊具的安裝作業(yè)。

第四，把填芯鋼箱放置到指定位置，采取臨時(shí)固定措施進(jìn)行固定。

第五，裝配承臺(tái)，調(diào)整安裝參數(shù)。

第六，將鋼箱提升到設(shè)計(jì)位置，提升膠囊的沖擊壓力（提升值為0.4MPa），使其滿足止防水要求。

第七，管腔抽水處理，檢查是否有足量的水泡出現(xiàn)。

第八，膠囊內(nèi)注入速凝砂漿，達(dá)到總體防水效果要求。

第九，焊接剪力鍵，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系。

第十，后續(xù)施工。

5.2 關(guān)鍵工序控制措施

分離型止防水結(jié)構(gòu)的施工中，應(yīng)特別注意下述幾個(gè)方面的問題：

第一，填芯鋼箱加工精度。分離型止防水結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中，橫向止水應(yīng)用止防水帶實(shí)現(xiàn)，垂直止防水通過膠囊實(shí)現(xiàn)，需要確保鋼箱結(jié)構(gòu)的加工精度合格，通常而言，相關(guān)取值按照設(shè)計(jì)方案確定。

第二，止防水帶性能。在橫向防水階段，需要考慮止防水帶的壓縮處理要求，通過試驗(yàn)分析可知，止防水帶的變形尺寸控制在5mm 以內(nèi)，基本可以達(dá)到止防水的要求。因?yàn)橹狗浪畮Ь邆漭^高的剛度實(shí)現(xiàn)防水效果，但是因?yàn)榧庸こ叽缛菀壮霈F(xiàn)偏差，還需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制，在頂面凹槽部位設(shè)置一些剛度相對(duì)較小的橡膠帶。

第三，填芯鋼箱提升。承臺(tái)結(jié)構(gòu)裝配工序完成以后，需要確定后續(xù)吊裝方案。在具體施工環(huán)節(jié)需要控制好鋼筋的拉力，使其滿足施工要求。一般來說，提升鋼筋主要作用是將止防水帶的壓縮量提升，使其達(dá)到5mm 的標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣才能保證止水效果。

5.3 止防水功效現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

柔性分離型止防水結(jié)構(gòu)施工時(shí)，先進(jìn)行墩臺(tái)吊裝，然后制作止防水結(jié)構(gòu)，將其放置在規(guī)定部位上，再裝配承臺(tái)、膠囊充氣，檢查效果。從實(shí)際應(yīng)用效果看，分離型柔性止防水結(jié)構(gòu)的總體應(yīng)用價(jià)值較高。在該結(jié)構(gòu)的施工中，由于樁孔制作時(shí)間較短，目前也沒有專業(yè)性的模具，所以在現(xiàn)場(chǎng)手工制作膠囊的環(huán)節(jié)，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)病害，造成壓力不穩(wěn)、墩臺(tái)放置時(shí)局部損壞等問題，所以需要做好各個(gè)環(huán)節(jié)的控制，提高柔性止防水結(jié)構(gòu)的施工效果。投入使用后，經(jīng)過一段時(shí)間的檢查，止水效果較為理想，未出現(xiàn)滲漏問題，給后續(xù)施工提供安全、可靠的環(huán)境，達(dá)到止防水的效果。

6 防水施工中的質(zhì)量控制措施

6.1 正確選材

橋梁防水效果直接受到材料質(zhì)量的影響，所以選材必須加強(qiáng)控制。任何材料都要有出廠合格證以及相關(guān)單位出具的檢驗(yàn)檢測(cè)證書。對(duì)砂漿、卷材等關(guān)鍵性材料，必須加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督與檢查，禁止不合格的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

6.2 灌縫、補(bǔ)洞要密實(shí)

灌縫施工材料為細(xì)石混凝土，其標(biāo)號(hào)應(yīng)超出原混凝土標(biāo)號(hào)一個(gè)等級(jí)，并采取兩次密實(shí)灌注的施工方式，不能一次成型。

6.3 做好防水試驗(yàn)

防水層制作結(jié)束，應(yīng)經(jīng)過驗(yàn)收，確認(rèn)達(dá)到要求。檢測(cè)邊緣是否達(dá)到牢固性要求，是否有褶皺、缺損、空鼓等問題，沒有問題后再進(jìn)行蓄水試驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)滲漏，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理。

6.4 重要節(jié)點(diǎn)部位的施工質(zhì)量控制

防水施工前，層面混凝土含水量應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，不能過大，做好表面的清理，確保表面沒有浮塵、浮渣，監(jiān)理人員檢查合格后，才能繼續(xù)開展后續(xù)工序施工。

6.5 找平層表面要壓實(shí)、平整

基層與突出層面的連接部位和基層轉(zhuǎn)角的位置，應(yīng)制作圓弧形。找平層應(yīng)預(yù)留部分分割縫，填充柔性防水材料?；鶎咏Y(jié)構(gòu)噴灑處理劑要達(dá)到均勻性要求。鋪貼卷材應(yīng)按照先低后高、先遠(yuǎn)后近的原則進(jìn)行，集中處理各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，尤其是排水位置，保證達(dá)到防水效果要求。

7 結(jié)語

橋梁施工中柔性止防水結(jié)構(gòu)的應(yīng)用價(jià)值較高，本文主要分析應(yīng)用填芯鋼箱分離型柔性止防水結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)過試驗(yàn)室檢驗(yàn)分析以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)功能檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)形式止防水效果良好，可以達(dá)到橋梁工程的止防水效果，對(duì)延長(zhǎng)使用壽命有積極的作用。