公路橋梁墩臺加固施工技術研究

陳鋼

（江西省交投集團南昌東管理中心，江西南昌 330086）

0 引言

橋梁墩臺一旦出現病害問題，就會對橋梁結構的穩定性與安全性造成影響，因此在對橋梁墩臺加固時，需要按照墩臺的病害問題合理地選擇加固策略，為橋梁的穩定運行提供保障。

1 工程概況

某高速公路橋梁項目上部結構為31～30m 預制混凝土T 梁結構形式，下部應用雙柱式墩的結構，連接有雙排摩擦樁基礎，長度設計為15m。在2007年，橋梁的底部因為受到巨大的水流沖擊而形成較大的空洞，考慮到橋梁工程的穩定性,在經過現場勘查后決定針對20～27墩及附近區域進行整治處理。近年來，經過橋梁管理單位全面查看分析，了解到21～22墩之前加固處理的部分全部沖毀，基礎裸露出來的尺寸較大，對整個橋梁的安全性帶來很大的影響。

經過技術人員詳細勘察與分析，確定采用如下方案：每一個橋墩設置4 根樁基，直徑1.5m，總計32 根。承臺加固處理，左右幅承臺加固成為整體結構，16 個承臺加固后變為8 個。原直徑1.2m 的樁基礎增加鋼護筒結構。河流兩側應用C20 混凝土防護。

2 施工工藝、施工方案、方法與技術措施

2.1 施工工藝

20～27墩施工工藝流程，見圖1。

圖1 工藝圖

2.2 施工期間監控

2.2.1 承臺沉降監控

承臺沉降監控需要在相關的點位設置測試點，一般來說，測點要布設4 個，使其能夠掌握沉降參數。測點確定后，利用水準儀進行標高測量，在加固位置的承臺位置采取2 個點進行標記，獲取初始標號的參數。在現場施工中，每日進行一次標高測量，確保其處于合理范圍內。如果發現報告變化超出規定標準，應加大監測力度，并且及時采取處理措施。

2.2.2 橋墩位移監控

測量工作實施中，一旦發現原橋墩柱存在偏移，需要采取臨時加固措施進行偏差控制。而后對橋墩的位移參數進行監測，監測過程中一般使用全站儀。在每個墩柱上植入小棱鏡作為測點，測點以及后視點選擇應做好數據記錄工作。項目正式實施后，每日進行一次測量，確保每日測量數據達到準確、一致性要求，且第一根樁基搭設與承臺混凝土澆筑時，應增大監測力度。對于超出規定范圍的數據信息，必須立即采取處理措施。

2.3 新增鉆孔灌注樁施工

對于新設置的鉆孔灌注樁，應進行20～27橋墩樁基加樁施工，選擇使用鋼護筒防護的方式，護筒表面加強防銹處理。加固樁長包含24m、27m 兩種，根據現場實際情況選擇確定。

2.3.1 泥漿制備及泥漿循環鉆孔

泥漿制備時，應加強技術參數控制，該工程選擇PHP 泥漿，其性能是不分散、低固相、黏度高，且在制備的24h 內全部使用完畢，指標見表1 所示。

表1 各個階段泥漿性能指標要求

2.3.2 鉆孔施工

（1）鉆進成孔，鉆孔灌注樁成孔應按如下步驟進行：第一，護筒內鉆進。鉆機安裝到規定部位，在護筒內鉆進施工，因為經過護筒防護處理，所以各項指標應滿足要求。鉆入護筒口以上1.0m 的位置，進行內部泥漿置換處理，指標達到要求后再緩慢鉆進。第二，護筒外鉆進。筒口周邊位置是鉆孔的核心部位，因為護筒沉放時，護筒口周圍往往會產生振動，此時需要控制護筒穩定性，才能開展后續工程。結合地質條件，確定最佳鉆進速度，保證與護壁指標是一致的。鉆孔采取連續性作業的方式，做好護筒記錄工作，為后續施工提供基礎。

（2）清孔，鉆孔后，開始清孔處理。清孔時，鉆具與孔底有15cm 左右的距離，慢速旋轉鉆頭，通過氣舉吸出孔底鉆渣，使用泥漿做出調整，利用反復循環的方式，確定泥漿技術指標。監理人員進行檢測，合格后才能開展后續施工。

（3）鋼筋籠制作與安裝，鋼筋籠應用后場分節同槽長線臺座法開展施工，使用汽車運輸到作業現場，鉆孔檢驗符合要求，使用吊車分節段吊入施工現場。鋼筋籠單節段長度6m 以內，相同截面的接頭數量不能超過鋼筋總數的50%。鋼筋籠應緩慢下放，以免給孔壁造成較大的損壞。使用型鋼把鋼筋籠直接固定到護筒上，承受鋼筋籠自重，還能防止鋼筋籠出現上浮的情況。固定完成后，確保鋼筋骨架與孔中心線是符合的，沒有傾斜、移動等情況。

（4）二次清孔，二次清孔環節，需要把混凝土導管直接放入底部，對孔底的沉渣厚度進行檢測，最后使用高壓水槍進行沖洗，沖洗時一定要保證所有雜物全部被排出。需要注意的是，在二次清孔的過程中，還要檢測孔徑參數是否滿足設計規范，是否存在斜孔等情況，若存在此類問題，則要進行二次糾正，才能給后續工程開展奠定基礎。

（5）水下混凝土灌注，在水下混凝土灌注施工過程中，針對單根樁體混凝土用量要控制在55m，灌注時間在2.5h 左右?；炷劣蓴嚢枵竟?，運輸到現場，采取泵送方式灌注施工，通過導管直接灌注。封底工作結束后，及時開展灌注施工?；炷帘盟褪┕?，要通過導管連續性灌入水下，直到整根樁體灌入完畢。一般來說，灌注施工中，導管埋入深度在4～6m 之間，每7～5min 進行一次檢測，保證標高尺寸合格。施工環節一旦出現超過規定標高的情況，需要及時做好導管埋深調節，同時控制護筒的穩定性，避免出現偏移等情況。在樁基混凝土灌入護筒底口時，應保持均勻慢速灌注施工。灌入施工臨近結束時，檢測混凝土灌入量，達到要求方能結束施工。

2.4 原樁基加固施工方法

2.4.1 原有樁基附近河床開挖，施工之前，需要明確樁基區域的施工位置和原樁基的開挖范圍，一般來說，原樁基開挖時，其寬度為1.2m，開挖工序完成后，使用填筑材料進行回填處理。

2.4.2 搭設小圓鋼圍堰，該結構的直徑設定為3.2m，使用吊車放入承臺下部，應用5t 手拉葫蘆提升，安裝密封膠條以及螺栓，整體下放。

2.4.3 封底混凝土澆筑，在封底混凝土澆筑環節，需要使用導管進行施工，操作時控制好澆筑的壓力與澆筑厚度，才能提高舊樁的整體質量。

2.4.4 原樁基表面鑿毛處理，施工期間，為了讓新舊混凝土的結合質量達標，需要按照設計參數做好原樁基表面的鑿毛處理，給后續工程奠定基礎。

2.4.5 植筋施工，混凝土結合面鑿毛處理、驗收合格后，才能開始植筋施工。按照設計方案加工鋼筋材料，達到設計圖紙的要求。

（1）按照設計要求，每根植筋都必須設置標識，鉆孔前進行現場探測。

（2）植筋施工。其一，將原結構內雜物清理干凈，混凝土表面溫度、濕度符合工程標準要求。其二，植筋時應使用沖擊鉆施工，孔深與埋入深度相同，孔徑超過螺紋鋼外徑2～4mm；鉆入設計深度后，使用毛刷、壓縮空氣清孔。其三，清孔后，立即開始植筋施工。

2.4.6 鋼筋制安，按照設計方案要求進行鋼筋加工制造，保證結構性能合格，現場開展綁扎、焊接施工，提高鋼筋連接效果。

2.4.7 原混凝土表面清潔，將原混凝土表面松散物、浮塵清理干凈，裸露出實體結構，使用高壓水槍沖洗。在新混凝土澆筑前，應保證舊混凝土結構達到飽和狀態。

2.4.8 模板制安，對原有樁基加固時，模板應用半圓鋼模拼接形成，尺寸按照設計方案進行，并且進行編號，保證模板安裝順序進行。安裝后，使用螺栓固定連接。

2.4.9 混凝土施工及養生，執行設計方案的要求，應用C30 混凝土進行加固施工。為了保證混凝土澆筑效果、提高結構性能，應加強混凝土配合比的設計，展開強度、彈性模量檢測，根據不同情況選擇合適的養護措施。商品混凝土應持續供應，保證加固施工連續進行，不存在中途斷供的情況。原樁基結構加固時，應用自卸或者泵送方式進行灌注施工。灌注完成后，使用直徑50mm 的振搗棒插入式振搗施工，采取梅花形的布置形式，保證振搗達到密實、均勻的效果，且混凝土標高滿足要求。根據工藝要求，現場采集混凝土試樣，每次澆筑選取4 組試件，進行性能參數檢測。澆筑結束后，進行養護施工，一般采取覆蓋、灑水方式，時間在7d 以上。

2.5 承臺施工方法及步驟

2.5.1 樁基檢測、樁頭鑿除，樁頭鑿除前，使用聲測管進行質量檢查。使用空壓機、風鎬等設備進行鑿除施工，直到達到設計標高為止，再進行沖洗處理。最后完成現場清理，不對后續施工產生影響。

2.5.2 舊有承臺底部開挖或回填，使用挖機開展該項工作，確保施工后的表面超出承臺底部2m 即滿足要求。

2.5.3 舊有承臺底部鑿毛、植筋

在鑿毛處理的過程中，凹凸差在6mm 以上位置，需要使用鑿毛機進行處理，相關參數滿足施工要求后再進行鋼筋植入。鋼筋植入時，采用直徑為

φ

20mm的鋼筋，操作環節控制植入的參數，保證承臺的質量。

2.5.4 舊有承臺底部鋼筋制作安裝，鋼筋制作安裝時，按照施工方案進行鋼筋制作，制作時控制鋼筋的焊接質量。鋼筋接頭采取交錯方式設置，每個斷面鋼筋接頭數量控制在50%以內。鋼筋延伸到原承臺底部，保證和其他部位上鋼筋搭接長度合格。

2.5.5 舊有承臺下方回填，鋼筋綁扎工作結束后，進行原土石結構的回填施工，到達新承臺50cm 的位置，采取分層填筑、壓實的方式。回填處理時還可以使用碎石進行填充，而后使用壓路機壓實，保證整體強度滿足施工標準。

2.5.6 承臺墊層鋪設，在承臺墊層鋪設的環節中，若加固位置比較低，需要采取回填方法處理，再進行平整施工，在面層澆筑一層混凝土，保證承載的墊層參數滿足工況需求。

2.5.7 舊有承臺下方混凝土澆筑，墊層混凝土強度性能合格、人員站在頂部沒有腳印，即可開始下部澆筑施工。使用木模板制作，設置在原承臺20cm 的部位上，澆筑環節后立即開始振搗施工，達到飽和度要求后，再進行養護施工。

2.5.8 承臺支撐體系安裝，混凝土澆筑施工中，為了提高橋梁安全性，布置承臺支撐結構。

2.5.9 其余區域鑿毛及植筋，鑿除及植筋工藝與舊有承臺底加厚相同。

2.5.10 鋼筋制作安裝，根據方案要求開展鋼筋綁扎施工，加強原材料抽查與焊接檢驗。交錯設置焊接接頭，同一斷面不超過50%。鋼筋保護層厚度達到要求，采用梅花形墊塊的形式，設置長度為間隔1m一道。

2.5.11 模板安裝，模板使用前，進行清理處理，保證表面質量合格，沒有任何雜物。使用吊車安裝模板，使用拉桿進行模板連接。對模板接縫位置要嚴格處理，使用膠帶進行密封處理，防止澆筑時出現偏移、漏材料等情況。保證固定效果合格，拉桿連接達到穩固性標準。

2.5.12 混凝土澆筑，澆筑施工采用自卸車傾卸或者泵入方式進行，使用50mm 振搗棒插入式振搗施工，達到結構密實度的標準。振搗施工中，振搗棒的移動距離控制在直徑的1.5 倍左右，通過快插慢拔的方式進行。澆筑環節由專人進行檢測，一旦發現混凝土松動的情況，需要采取有效的措施進行處理。混凝土澆筑的過程按照兩側對稱的方式操作，混凝土初凝之后要再次抹光處理，從而控制水分蒸發、減少混凝土裂紋。

2.5.13 混凝土養護，混凝土結構達到初凝狀態后即可進行養護施工，組織專人進行養護管理，覆蓋薄膜或者持續澆水，時間7d 以上。

3 結語

橋梁墩臺加固施工中，應以現場實際情況為出發點，分析研究影響的因素，落實施工工藝方案要求，加強各個環節控制，才能加強加固施工效果，使橋梁墩臺符合交通通行的標準，為我國道路橋梁事業發展做出貢獻。