橋梁施工柔性止防水技術研究

李義勇

（江西省交通工程集團有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

柔性止防水技術具備施工方便、技術成熟、工藝效果好等優勢，在橋梁工程中得到廣泛應用，對柔性止防水技術進行分析，明確技術操作要點，對提升橋梁工程的建設質量有積極作用。

1 柔性止防水技術概述

柔性止防水技術作為目前止防水工程常見的一項技術，在應用的過程中依靠材料彈塑性變化帶來的形變，適應承臺與樁間的變化形態，通過水工專業橡膠囊充氣膨脹，實現樁基與承臺空隙間的防水效果，達到工程的安全性要求。柔性止防水結構的類型較多，主要包含整體型與分離型防水兩種結構形式。整體型防水形式較為簡單，在施工中極易因為碰撞造成膠囊損壞。鋼筒樁沉樁施工中，精度要求非常高，應盡量避免承臺和樁體出現嚴重位移情況。分離式的柔性止水結構包含充氣結構、膠囊、填芯鋼箱、接連機構、千斤頂、牛腿等部分，這種形式的止防水結構對沉樁精度要求不高，可以滿足承臺與樁間的誤差，從理論角度分析，應用膠囊彈塑變形適應承臺與樁體相對運動，施工復雜，給承臺和樁體形成滲水通道。結合不同形式的止防水難度、特性，此次橋梁工程選擇應用分離型止防水結構形式，滿足橋梁的使用要求。

2 工程概況

該大型橋梁工程項目整體長度為1.1km，下部結構采用預制墩體+預制承臺以及鋼管混合樁基結構。橋梁在運行很長時間后，出現局部結構漏水的問題，為減少基礎阻水率，經過現場勘查后，決定選擇置埋型方案進行施工。同時，經過勘查水文地質、氣候條件等參數，發現這些參數對墩臺裝配造成較大影響，加之承臺頂面和水平是平齊設置的，止防水面受到較大的沖擊，同時現場施工工序較多，工期較長，止防水結構的安全隱患較為嚴重。止防水結構需承受高15m 的水頭壓力，應滿足沉樁施工造成的防水空隙誤差。由于水流產生的波浪沖擊作用，承臺與樁體相互運動的幅度較大。為確保施工順利進行，提高工程的安全性，選擇使用填芯鋼箱柔性止防水結構形式，達到止防水的效果。

3 橋梁柔性止防水施工現狀

3.1 防水材料的質量問題

橋梁工程的柔性止防水施工中，防水材料的質量關系到防水效果，也會對橋梁的使用造成很大影響，所以必須加強防水材料的控制。防水材料性能必須符合設計方案的要求，與設計方案和技術標準匹配，才能達到橋梁工程施工現場的要求。我國工程材料市場比較混亂，監督管理措施無法有效落實，極大地影響橋梁的使用效果。個別單位為了經濟效益，不惜以次充好，使用假冒偽劣的施工材料，如果施工單位監管不嚴格，使用這些材料，會產生極為嚴重的后果，威脅橋梁的安全性。

3.2 柔性止防水施工技術問題

雖然我國工程技術發展速度非常快，科學技術水平日益提升，但是很多橋梁項目中的柔性止防水技術還有一系列的問題存在，具體如下所述：

第一，很多橋梁工程結構出現分離，轉角位置沒有按照弧度處理，也沒有合理應用防滲漏的施工材料，長期運營過程中，容易造成結構老化等問題。個別橋梁工程項目中，因為施工人員對頂部防水結構的基層處理不到位，清理效果較差，長期使用出現滲水的問題，給橋梁防水效果帶來不利影響。

第二，個別橋梁項目頂部防滲漏結構設計不到位，坡度設計缺乏合理性，降雨后極易出現積水的情況，出現了嚴重的損害，影響運行的安全性。

第三，一般來說，橋梁頂部結構應用的柔性防水層與剛性防水層之間要設置隔離層，但是很多項目沒有設置，或者設置的隔離結構效果較差，難以達到使用要求，引發滲漏的問題。

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

4 填芯鋼箱柔性止防水技術驗證試驗

4.1 填芯鋼箱技術方案

填芯鋼箱止防水結構投入運營后，需要使用膠囊和止防水帶達到防水的效果，速凝砂用來二次防水。根據需要配置膠囊，填芯鋼箱安放到規定標高的部位，然后進行鋼筒樁外剪力部位施工，安裝承臺結構并做出調整，保證填芯鋼箱達到設計標準，再進行膠囊充壓，達到規定壓力后，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面。關鍵施工環節如下：

第一，填芯鋼箱。該結構是膠囊安裝的基礎結構，應滿足現場安裝和施工的要求。

第二，膠囊。對分離型止防水結構來說，膠囊要與整體防水膠囊使用原理是相同的，僅規格存在差異，需要確保在20m 位置之下，膠囊抗傾覆系數達到標準要求。

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，導致結構變形，達到橫向止水的效果。安裝時，應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，充氣結構。參照整體防水型結構制作。

第五，連接結構。該結構的制作材料是螺紋鋼筋，直徑為20mm，數量為4 根，將其與鋼筋連接器連接，目的是把接連頂舉機構和填芯鋼箱連接，再初步放置或固定處理。

第六，牛腿結構。鋼筒樁替打段上部使用普通螺栓固定，可以用來頂舉平臺。

第七，頂舉機構。一般使用千斤頂，目的是承受承臺與鋼管壁防水的荷載。

4.2 質量功效檢測

由于橋梁工程施工環境比較復雜，止防水設備施工前，應做好質量功效檢測。檢測環節除了進行膠囊功效檢測外，還要進行壓縮試驗。方法是給膠囊充氣，形成密閉空間，給內部充入氣壓，模擬施工水頭，再給膠囊充水，內部沒有氣泡后即完成試驗，表示功效合格。

圖2 模具結構圖

4.3 試驗驗證

4.3.1 膠囊檢測試驗

（1）驗證止防水效果。經過試驗分析，膠囊中氣壓升高到0.3MPa 時，可以滿足防水要求，但是會出現氣泡滲出的情況。壓力提升到0.4MPa 后，止防水效果較好。

（2）誤差適應性。結構安裝后，鋼管壁與填芯箱空隙在3cm 以內，內部沖壓之后能夠隨著鋼筒樁傾斜，具備一定的誤差適應性。

（3）膠囊浮抗試驗。 壓力參數值為0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa 時，下浮抗常數分別是4.78、6.05、7.32。該參數能超過整體型止防水結構，滿足現場使用的要求。

（4）極限壓力試驗。經過對比分析，分離型結構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

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

5 施工應用止防水技術及功效現場驗證

此次橋梁項目中，總計設置4 根鋼筒樁結構，為了檢驗分析兩種止防水結構的特點，將1、4 選用整體型，而2、3 采用分離型，對比分析兩種技術的優勢。

5.1 承臺與樁間止防水施工技術

分離型止防水結構施工流程如下：

第一，沉樁處理，進行承臺預制施工。

第二，制作鋼板止防水圍堰結構。

第三，使用浮吊開展吊具的安裝作業。

第四，把填芯鋼箱放置到指定位置，采取臨時固定措施進行固定。

第五，裝配承臺，調整安裝參數。

第六，將鋼箱提升到設計位置，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。

第八，膠囊內注入速凝砂漿，達到總體防水效果要求。

第九，焊接剪力鍵，轉換結構體系。

第十，后續施工。

5.2 關鍵工序控制措施

分離型止防水結構的施工中，應特別注意下述幾個方面的問題：

第一，填芯鋼箱加工精度。分離型止防水結構在設計中，橫向止水應用止防水帶實現，垂直止防水通過膠囊實現，需要確保鋼箱結構的加工精度合格，通常而言，相關取值按照設計方案確定。

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，通過試驗分析可知，止防水帶的變形尺寸控制在5mm 以內，基本可以達到止防水的要求。因為止防水帶具備較高的剛度實現防水效果，但是因為加工尺寸容易出現偏差，還需要加強現場控制，在頂面凹槽部位設置一些剛度相對較小的橡膠帶。

第三，填芯鋼箱提升。承臺結構裝配工序完成以后，需要確定后續吊裝方案。在具體施工環節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，使其達到5mm 的標準要求，這樣才能保證止水效果。

5.3 止防水功效現場驗證

柔性分離型止防水結構施工時，先進行墩臺吊裝，然后制作止防水結構，將其放置在規定部位上，再裝配承臺、膠囊充氣，檢查效果。從實際應用效果看，分離型柔性止防水結構的總體應用價值較高。在該結構的施工中，由于樁孔制作時間較短，目前也沒有專業性的模具，所以在現場手工制作膠囊的環節，容易發生結構病害，造成壓力不穩、墩臺放置時局部損壞等問題，所以需要做好各個環節的控制，提高柔性止防水結構的施工效果。投入使用后，經過一段時間的檢查，止水效果較為理想，未出現滲漏問題，給后續施工提供安全、可靠的環境，達到止防水的效果。

6 防水施工中的質量控制措施

6.1 正確選材

橋梁防水效果直接受到材料質量的影響，所以選材必須加強控制。任何材料都要有出廠合格證以及相關單位出具的檢驗檢測證書。對砂漿、卷材等關鍵性材料，必須加強質量監督與檢查，禁止不合格的材料進入施工現場。

6.2 灌縫、補洞要密實

灌縫施工材料為細石混凝土，其標號應超出原混凝土標號一個等級，并采取兩次密實灌注的施工方式，不能一次成型。

6.3 做好防水試驗

防水層制作結束，應經過驗收，確認達到要求。檢測邊緣是否達到牢固性要求，是否有褶皺、缺損、空鼓等問題，沒有問題后再進行蓄水試驗，如果發現滲漏，應及時進行修復處理。

6.4 重要節點部位的施工質量控制

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

6.5 找平層表面要壓實、平整

基層與突出層面的連接部位和基層轉角的位置，應制作圓弧形。找平層應預留部分分割縫，填充柔性防水材料。基層結構噴灑處理劑要達到均勻性要求。鋪貼卷材應按照先低后高、先遠后近的原則進行，集中處理各個關鍵節點，尤其是排水位置，保證達到防水效果要求。

7 結語

橋梁施工中柔性止防水結構的應用價值較高，本文主要分析應用填芯鋼箱分離型柔性止防水結構形式，經過試驗室檢驗分析以及現場試驗功能檢測，發現該結構形式止防水效果良好，可以達到橋梁工程的止防水效果，對延長使用壽命有積極的作用。