橋梁樁基植筋加固技術的應用探討

陳豐，周家強，陳億勝

（江西省交通運輸科學研究院有限公司，江西 南昌 330052）

0 引言

某高速公路是項目所在省重要的出省通道，穿越群山、跨越深溝，修建于崇山峻嶺之間，項目所在地段位于東南地區槽系南嶺向斜邊緣地帶，區域構造發育且活動頻繁，導致地殼下算性熔巖多次侵入。所以，區域內巖層產狀存在較大變化，斷裂構造復雜。該高速公路K250+141～K261+120標段正好位于這一復雜地質條件下，其中的一座互通式立體交通樁基全部為設計深度20～25m的人工挖孔樁，并全部采用混凝土護壁施工。該互通式立交挖孔樁按嵌巖樁設計，且為設計樁徑1500mm的鉆孔抽芯檢驗樁，護壁混凝土采用C25強度等級，嵌巖深度3.0m，樁端持力層主要為弱風化花崗巖，根據設計要求，鉆孔抽芯檢驗樁鉆芯取樣深度應不小于樁底1.0m。試驗結果表明，樁身結構良好，但是鉆進至樁底以下55cm時遇到軟弱夾層，通過繼續鉆進發現，軟弱夾層厚度僅為5.0m，其下為弱風化巖層。針對以上特殊地質條件問題，業主方、設計方、施工方會同業內專家進行商討，結果表明，該嵌巖樁恰好位于風化裂隙發育且地質條件復雜的地層，在勘察階段也只是對該地層的另一根嵌巖樁進行了地勘，勘測結果顯示的各項指標合格，在樁底55cm及以下并未發現軟弱夾層。

考慮到該嵌巖樁所屬橋梁是該互通式橋梁的控制性工程，且對整橋施工進度有關鍵性影響，所以在保證施工質量的基礎上加快施工進度尤為重要。有專家提出采用高壓旋噴注漿法處理樁底軟弱夾層，但是由于軟弱夾層較厚，旋噴注漿具有很大的施工難度，很難達到較好的處理效果；其余專家提出可進行加樁處理，在加固樁基的同時還可以進行墩柱的同步施工，為加快工期贏得時間。具體而言，就是將原樁基和新加樁基通過系梁連接，使本應該由原樁基承受的墩柱力由系梁轉換為同時由兩根新加樁承受[1]。由于增設的系梁發揮著十分重要的傳力作用，所以必須增強系梁與墩柱連接的牢固性，本工程系梁設置時墩柱已經完成施工，所以通過植筋技術使系梁和墩柱有機連接。本文主要對該互通式橋梁樁基植筋加固的施工要點進行探討。

1 植筋加固技術原理

植筋加固技術屬于新型的鋼筋混凝土結構錨固技術，其按照工程設計要求在現有混凝土結構或構件上鉆孔并采用專用植筋膠，將鋼筋植入鉆孔后利用植筋膠的粘接和鎖鍵原理使新植入的鋼筋與原混凝土結構牢固粘接，以通過植筋膠將作用于植筋上的拉力傳遞至混凝土結構并形成整體受力[2]。

2 植筋加固施工步驟

2.1 施工準備及測量放樣

根據《混凝土結構加固技術規范》，混凝土強度在不低于C15時可以采用植筋加固技術，本橋梁嵌巖樁混凝土結構強度符合規范所規定的植筋加固強度要求；所選用的鋼筋強度也滿足《普通碳素結構鋼技術條件》等規范的規定。植筋施工溫度對植筋膠的粘接及固化時間有較大影響，通常情況下，植筋膠固化時間隨溫度升高而縮短，故本工程植筋施工應選擇非高溫環境[3]。

按照本橋梁樁基設計圖進行孔位確定，并標記，為保證植筋加固施工質量，必須將孔位與設計要求的偏差嚴格控制在0.2cm內；測量放樣過程中如遇鋼筋，必須將孔位調整和移動至少2.0cm，以保證鉆孔施工不損傷既有鋼筋。

2.2 鉆孔

按照設計植筋直徑進行孔徑的確定，并保證孔徑略大于植筋鋼筋直徑。本橋梁樁基采用技術成熟，并具備導向定位能力，震動小，不破壞橋梁結構表面，孔徑及孔深準確性高的水鉆鉆孔施工技術。本橋梁樁基植筋采用直徑2.5cm和2.8cm的兩種螺紋鋼，根據表1所確定出的鉆孔直徑為3.2cm和3.6cm，孔深分別為38cm和42cm。

表1 鉆孔施工參數確定表

在鉆孔前將橋墩墩身厚度5.0cm的混凝土鑿除，并使粗骨料外露，清理干凈混凝土殘渣。為采用水鉆進行鉆孔施工，必須通過鋼管搭設操作支架，并保證鉆機機身和孔軸線的平行，成孔過程中必須在鉆桿上標出設計孔深，始終保持鉆機機身與孔軸線平行鉆進。鉆進過程中還應隨時復核實際孔深，保證實際孔深始終比設計孔深值小0.5cm。在鉆進施工過程中還應控制孔徑實際尺寸，預防發生偏鉆、超鉆等現象。

2.3 清孔及烘干

待完成鉆孔施工后，應通過硬毛刷將孔壁清理干凈，再采用干凈的壓縮空氣二次清除鉆孔內灰塵和雜物，若仍有部分附著性灰塵未清理干凈，應采用干凈棉布蘸取適量丙酮或酒精擦凈孔壁，并通過烘干器將孔壁徹底烘干。

2.4 鋼筋處理

按照設計要求的尺寸進行鋼筋加工，并嚴格按照上下、左右的交錯位置進行鋼筋配料的布設，通過棉布蘸取適量丙酮或酒精擦拭鋼筋表面，并進行除銹處理，以保證鋼筋表面無雜物、塵土和銹斑，增強鋼筋和植筋膠的粘結性。

2.5 植筋

為保證植筋施工效果，待完成植筋膠的注入后應迅速將按設計要求加工完畢的直徑2.8cm和2.5cm、長度分別為42cm和38cm的鋼筋勻速緩慢插入植筋孔內至埋筋深度，之后緩慢轉動鋼筋，并保證鋼筋和植筋膠以及鋼筋和孔壁之間完全粘接。如果鋼筋的插入存在難度，應采用錘子錘擊鋼筋植入，以防止拖延植筋時間而導致植筋膠凝固，影響植筋效果。此外，還應刮干凈植筋孔口的溢膠，保證鋼筋和孔壁之間不存在任何孔隙。待完成植筋后應養護24h并使其充分固化，期間不得擾動鋼筋。

3 施工質量控制要點

3.1 施工前的試驗

在本橋梁樁基植筋加固施工前進行抗拉拔試驗，以進行樁基植筋錨固力的檢驗，并獲取相關的施工參數。本工程選擇結構條件類似的嵌巖樁墩柱進行2根植筋試驗，并于3天后進行抗拉拔試驗，結果完全符合設計要求，且在拉拔至設計拉拔力時試驗植筋并無任何拔出跡象，再按照設計力+5t的拉拔力拉拔時，仍無拔出跡象。試驗結果表明，本橋梁樁基植筋錨固力完全符合設計要求。

3.2 成孔控制

成孔質量是本橋梁樁基植筋加固施工質量控制的關鍵，嚴格按照設計要求進行成孔孔位、孔距、孔徑、孔深等指標的檢測與控制，并加強清孔處理，在注膠和植筋前確保孔洞內干凈、干燥，避免因清孔不徹底及孔內不干燥而影響植筋加固施工質量。

4 結語

本橋梁樁基按照設計施工工藝流程進行了2根加樁共200多根直徑2.5cm和2.8cm的植筋施工，施工過程中共采用2臺鉆機鉆孔施工，植筋施工進度為60～80根/天，根據施工前的抗拉吧試驗及施工后的抽樣檢查，錨固力和植筋施工各項指標均符合設計要求，合格率100%，植筋施工后墩柱和新加樁基連接效果良好，植筋施工技術能有效解決橋梁及其他建筑物缺陷加固問題，提升建筑物安全系數并延長使用壽命。