李遠(yuǎn)明

摘要：高速公橋高架橋基礎(chǔ)病害的維修加固。該工程的特點(diǎn)是：加固施工過程要保證不中斷交通。施工風(fēng)險大；施工凈空小，僅有4到5m，樁基施工不能按照常規(guī)辦法施工，需要創(chuàng)新樁基施工的工藝；施工地質(zhì)差，砂層厚度達(dá)20m；舊橋震動對樁基施工影響大，成孔和清孔困難。下面介紹通過施工技術(shù)研究如何克服以上難題。

關(guān)鍵詞：維修、加固、樁基、成孔

Abstract: the basic diseases and bridge viaduct maintenance and reinforcement. The engineering features are: strengthening the construction process to ensure that don''t interrupt the traffic. Construction risk is big; Construction headroom small, only 4 to 5 m, pile foundation construction according to the conventional way not construction, the need for innovation of pile foundation construction process; Construction geological poor, sand layer thickness 20 m; Old bridge is vibration on the pile foundation construction great influence, into the holes and hole cleaning difficult. By the construction technology introduces below to study how to overcome the above problems.

Keywords: maintenance, strengthening, pile foundation, into a hole

中圖分類號:U448.28 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、施工概況

某高速公路高架橋52#～56#墩位于某市鎮(zhèn)國道旁，由于基礎(chǔ)下沉出現(xiàn)橋面開裂，防撞攔頂裂，經(jīng)分析主要原因?yàn)闃痘A(chǔ)下沉引起，通過資料查閱和外觀檢查發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)已出現(xiàn)不同程度的病害，須對其進(jìn)行了維修加固。需在橋底下原樁位附近增加樁基和承臺。該橋梁上部結(jié)構(gòu)形式為30m簡支T梁橋面連續(xù)，下部結(jié)構(gòu)形式全部為單樁單柱式結(jié)構(gòu)，樁頂設(shè)樁帽，樁帽間設(shè)系梁。

二、加固形式和加固施工難點(diǎn)及措施

在原樁位附近新增φ1500mm鉆孔灌注樁，樁基按摩擦樁設(shè)計(jì)，樁底嵌入弱風(fēng)化巖層。新增設(shè)承臺為條形承臺，承臺基本位于地面以上。

本工程全部屬于舊結(jié)構(gòu)加樁施工，與一般施工相比有以下難點(diǎn)：

1）施工空間不足，橋底凈空有限普遍均在4～6m，一般鉆機(jī)的高度約9.5m，無法進(jìn)入橋底施工，需對鉆機(jī)改造。

2）受橋底空間限制，起重設(shè)備無法進(jìn)入橋底作業(yè)，鉆機(jī)、反循環(huán)泵、鋼筋籠等大型設(shè)備無法在橋底裝卸。鉆機(jī)移機(jī)、就位相當(dāng)困難。

3） 新建樁基與原結(jié)構(gòu)樁基距離較近，而需加固的墩的舊樁基、承臺都屬于工作狀況比較差。鉆樁施工時風(fēng)險較大，萬一發(fā)生塌孔等事故，將對原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生難以估計(jì)的影響。因此鉆孔施工時需采取相應(yīng)的技術(shù)措施來保證樁基施工的安全。

4）由于地處鬧市區(qū)，泥漿池的布置，泥漿的處理排放，發(fā)電機(jī)的噪音等污染均要制定專項(xiàng)的環(huán)境保護(hù)措施。

5）受凈空限制，起重設(shè)備無法作業(yè)，下鋼筋籠，打灌注樁施工困難。

針對以上這些施工難點(diǎn)，在施工中采用了以下相應(yīng)的措施，來保證施工的質(zhì)量與安全：

1）對鉆機(jī)進(jìn)行了改造，以滿足橋底凈空要求。鉆機(jī)改造后高度約為6.5m，并伴隨對鉆樁位周圍進(jìn)行基坑開挖和砼圍堰擋土墻施工，使得鉆機(jī)可以安全地進(jìn)行鉆樁施工。

2）根據(jù)實(shí)際情況，在橋位外側(cè)填筑場地，用來做為材料設(shè)備裝卸和堆放使用。鉆機(jī)移機(jī)時，利用枕木和型鋼鋪設(shè)軌道，再用卷揚(yáng)機(jī)配合移動。卷揚(yáng)機(jī)錨固在混凝土基礎(chǔ)或木樁上。

3）訂制加工1.5長一節(jié)的鉆桿并配相應(yīng)的鉆桿螺栓和密封圈，用于改造后的鉆樁施工，針對工序增多并加大勞動量和增加勞動力。

4）鉆樁施工時采用全護(hù)筒跟進(jìn)施工，護(hù)筒一直落到強(qiáng)風(fēng)化巖面。并特別配置優(yōu)質(zhì)泥漿用于鉆孔施工。

5）根據(jù)各個墩周圍環(huán)境制定了專項(xiàng)環(huán)境保護(hù)技術(shù)措施，減小環(huán)境污染，泥漿外運(yùn)到指定地點(diǎn)排放。

6）利用型鋼在蓋梁頂設(shè)置錨固吊點(diǎn)，再用卷揚(yáng)機(jī)和滑輪組構(gòu)成整套起重設(shè)備，以滿足下鋼筋籠和灌注樁施工要求。澆筑混凝土基礎(chǔ)，用來錨固卷揚(yáng)機(jī)。

7）增加鋼筋工勞動力和鋼筋加工設(shè)備，確保鋼筋籠加工的進(jìn)度和質(zhì)量。

8）灌注樁施工前對場地和道路進(jìn)行平整壓實(shí)，對樁位附近場地進(jìn)行填筑，確?；炷聊茼樌\(yùn)輸?shù)轿弧?/p>

9）使用挖掘機(jī)，配合人工在承臺兩側(cè)填筑坡道，做夯實(shí)處理后，混凝土攪拌車方可進(jìn)行卸料。并配置一臺泵機(jī)

三、施工順序

第一步：臨時附屬工程施工，包括澆筑擴(kuò)大基礎(chǔ)；搭設(shè)頂梁貝雷支撐架；開挖圍水墻，進(jìn)行砼圍堰施工；開挖基坑，澆筑封底層；

第二步：樁基礎(chǔ)施工；

第三步：承臺施工。

四、分項(xiàng)施工工藝

1、支撐頂梁施工

由于加固施工是在通車狀況下實(shí)施，而加固施工過程中難免會對原結(jié)構(gòu)造成影響，為確保結(jié)構(gòu)安全，在加固施工前先用支架將原結(jié)構(gòu)梁板支撐頂緊，再進(jìn)行加固施工。

在進(jìn)行開挖前，采用打木樁擴(kuò)大基礎(chǔ)貝雷片形式的支架對原結(jié)構(gòu)梁板進(jìn)行支撐。本著安全第一的指導(dǎo)思想，對于支撐的總體思路是先將橋墩場地進(jìn)行平整，打入木樁，澆筑鋼筋砼擴(kuò)大基礎(chǔ)，在上面搭設(shè)貝雷支撐架，將兩孔T梁或空心板梁臨時支撐住，再進(jìn)行下一步重新修復(fù)工作。

施工步驟：

首先將場地表面進(jìn)行初步平整和處理。

打入木樁。木樁直徑20cm長約5m，采用挖掘機(jī)配合壓入土體。

綁扎鋼筋，立模板，并澆筑鋼筋砼擴(kuò)大基礎(chǔ)。

在鋼筋砼擴(kuò)大基礎(chǔ)上先澆筑混凝土調(diào)平塊，用來調(diào)整標(biāo)高。

然后利用小型機(jī)械設(shè)備配合人工拼裝貝雷片，并用枕木和木楔在T梁底頂緊。

2、樁基礎(chǔ)施工

本工程采用回旋鉆機(jī)，正循環(huán)泥漿護(hù)壁、懸浮鉆渣，回旋鉆鉆進(jìn)成孔。鉆頭在土質(zhì)層中采用刮刀鉆，為保證鉆頭剛性，采用三翼鉆頭或四翼鉆頭，在巖層中采用牙輪鉆頭。工藝流程如下：

1）開鉆準(zhǔn)備

測量放樣出樁基的中心點(diǎn)，控制護(hù)筒中心與樁基中心偏位不能超過50mm，為防止塌孔且保證鉆進(jìn)速度,全程跟進(jìn)套埋護(hù)筒至強(qiáng)風(fēng)化巖面,。鉆機(jī)就位后，測出鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤標(biāo)高，通過所測的標(biāo)高控制鉆機(jī)鉆進(jìn)深度，使樁底標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2）泥漿循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置

每臺鉆機(jī)配備一臺3PNL型泥漿泵及反循環(huán)砂石泵，在淤泥層和砂層采用正循環(huán)鉆進(jìn),入巖層后改用反循環(huán)鉆進(jìn)。開鉆前在樁基周圍適當(dāng)位置采用人工開挖泥漿池形成泥漿正循環(huán)系統(tǒng)。泥漿池距施工孔5~8m，采用迂回蜿蜒路徑的方法，增加泥漿的流程及減緩流速，有利于鉆渣的沉淀過濾，灌注水下混凝土?xí)r大量的泥漿則通過人工開挖的溝渠排到一個集中池里，在后繼的場地平整施工中再統(tǒng)一清挖掉。

泥漿正循環(huán)示意圖：

3）鉆孔工藝

① 鉆孔前需檢查和加固鉆頭，確保鉆頭本身的強(qiáng)度、剛度和垂直度；鉆機(jī)精確就位后，升起鉆機(jī)架，使轉(zhuǎn)盤中心、吊架中心、樁位中心三者同一垂線上，轉(zhuǎn)盤面調(diào)至水平后利用鉆機(jī)自身卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)將鉆頭吊入護(hù)筒內(nèi)接鉆桿，接鉆桿前，檢查鉆桿有無彎曲變形，法蘭盤位置有無裂痕現(xiàn)象，度量每節(jié)鉆桿長度，作好鉆頭、方桿、鉆桿相關(guān)尺寸的記錄。

②根據(jù)地質(zhì)鉆探情況樁基所在位置沙層較厚，采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土配制，達(dá)到泥漿懸浮鉆碴和鉆孔護(hù)壁的目的，確保高質(zhì)量成孔。其性質(zhì)：相對密度1.20；粘度18～20Pa.s；膠體率＞98%；失水率＜15~20ml/30min；含砂率6%；酸堿度9PH。

③ 鉆進(jìn)過程先采用低速開鉆，不啟動泥漿循環(huán)系統(tǒng)，等孔內(nèi)形成一定濃度的泥漿，增強(qiáng)護(hù)筒處護(hù)壁效果后，開啟泥漿泵循環(huán)泥漿撈取鉆渣。在鉆進(jìn)過程中，要進(jìn)行泥漿的維護(hù)管理，每半小時測一次泥漿比重，根據(jù)鉆進(jìn)速度及撈取鉆渣量的多少來調(diào)整泥漿比重，及檢查泥漿的粘稠度。在鉆進(jìn)過程中及時撈取鉆渣，正確判明地質(zhì)情況并與地質(zhì)孔資料相比較，做好鉆孔記錄

4）清孔：采用抽漿清水換漿法清孔。鉆頭提離孔底約50cm，開動泥漿泵循環(huán)泥漿，撈取鉆渣，降低泥漿濃度。泥漿中鉆渣含量較小時，清孔接近尾聲，往孔內(nèi)加入適量小比重泥漿，降低泥漿濃度，同時往大泥漿池抽漿，繼續(xù)撈渣。清孔工作因鉆孔過程采用較大的泥漿比重而需時較長，一般6~12小時。

5）鋼筋籠制作下放

①概述

樁基鋼筋籠連接采用剝肋直螺紋連接。采用直螺紋連接可提高連接速度、以及鋼筋接頭的強(qiáng)度；縮短了從成孔后到灌注砼前的間隔時間，進(jìn)一步保障樁基的安全和質(zhì)量。

②鋼筋籠制作

樁基鋼筋籠考慮到橋底凈空有限，把鋼筋籠根據(jù)每根樁基的設(shè)計(jì)標(biāo)高來進(jìn)行加工，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加工成3m一段，鋼筋籠從頂節(jié)開始加工，底節(jié)以實(shí)際樁底標(biāo)高情況來定長加工。鋼筋骨架保護(hù)層采用定位筋，最后安裝和固定聲測管。聲測管埋置到樁底與樁長相同。

6）二次清孔

鋼筋籠下放完畢后搭設(shè)砼澆注平臺，下放灌注混凝土導(dǎo)管并記錄每一節(jié)導(dǎo)管的長度和順序。導(dǎo)管下放結(jié)束后利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，待泥漿相對密度：1.12；粘度：17Pa.s；含砂率：<1%；膠體率：>98%，即可準(zhǔn)備水下混凝土澆注。

7）砼澆筑

樁基礎(chǔ)砼采用導(dǎo)管法水下灌注。砼集料漏斗要滿足首批砼需要量要求，保證首批砼灌注后導(dǎo)管埋深1m以上，用剪球塞法澆筑首批砼，首批砼灌入孔底后，立即探測孔內(nèi)砼面高度，計(jì)算導(dǎo)管埋置深度，驗(yàn)算正常與否。

在砼灌注過程中設(shè)專人測量孔深并記錄，做好每下一盤料進(jìn)行測量與記錄，準(zhǔn)確掌握砼面上升高度，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深在2m~6m之間，防止埋管過深提不起來或埋管過淺脫空產(chǎn)生的斷樁事件發(fā)生。砼面灌注至高出設(shè)計(jì)樁頂面標(biāo)高0.5m以上為止。

7）砼澆注過程中經(jīng)驗(yàn)技術(shù)總結(jié)

1） 灌注開始后連續(xù)進(jìn)行，觀察管內(nèi)砼下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時測量孔內(nèi)砼面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。導(dǎo)管在砼內(nèi)埋深控制在2m~6m。

2）在砼灌注過程中，后續(xù)砼要沿導(dǎo)管壁徐徐灌入，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，同時避免樁基在土層中產(chǎn)生縮頸、斷樁等現(xiàn)象。

3）為確保樁頂質(zhì)量，砼澆筑標(biāo)高比設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高高出50cm。

3、承臺施工

1）施工工序：

2）墩身植筋

施工步驟：

準(zhǔn)備：檢查被植筋混凝土表面是否完好，鋼筋探測核對標(biāo)記植筋部位。

鉆孔：在根據(jù)鋼筋直徑按照設(shè)計(jì)和廠家技術(shù)參數(shù)表中資料要求，根據(jù)直徑對應(yīng)深度打孔，然后檢查孔徑及孔深是否符合要求。

清孔：利用壓縮空氣清孔，用專用毛刷刷三遍，吹三遍，確?？妆跓o塵。

注膠：首先將植筋膠直接放入膠槍中，將攪拌頭旋到膠的頭部，扣動膠槍直到膠流出為止，前兩次打的膠不用。注膠時，將攪拌頭插入孔的底部開始注膠，逐漸向外移動，直至注滿孔體積的2/3即可。

植筋：將備好的鋼筋旋轉(zhuǎn)著緩緩插入孔底至膠體流出，按照固化時間表規(guī)定時間進(jìn)行安裝，使得錨固劑均勻地附著在鋼筋的表面及縫隙中，待其固化后再進(jìn)行焊接，綁筋及其他各項(xiàng)工作。在Tgel（凝膠時間）前可植入或調(diào)整鋼筋。在Tgel至Tcure,ini（固化開始時間）內(nèi)不可擾動鋼筋，在Tcure,ini至Tcure,full（固化完成時間）可進(jìn)行后續(xù)施工，但不可施加扭矩。Tcure,full后可完全發(fā)揮設(shè)計(jì)力值。當(dāng)基材表面溫度在30度時，Tgel=20分鐘，Tcure,ini＝4小時至Tcure,full＝8小時。

技術(shù)要求：

植筋膠槍,鉆孔設(shè)備及檢測設(shè)備采用配套機(jī)具。

植筋膠材料除滿足軸向拉拔測試以外，還應(yīng)具備相關(guān)認(rèn)證：抗震性能報告，室溫下的長期性能，高溫下的長期性能，凍融測試報告，國家規(guī)范A級膠認(rèn)證,孔中濕度的影響認(rèn)證報告。

植筋采用的鋼筋，采用II級鋼筋，并要求采取機(jī)械切斷，端面不允許采用氧割。

鋼筋植入深度以C30混凝土為控制值，高于此標(biāo)號混凝土，仍按此標(biāo)號控制，植入深度應(yīng)扣除混凝土表面剝落層及出現(xiàn)裂縫層。

3）鋼筋安裝

承臺鋼筋安裝、搭接固定要穩(wěn)妥，保證在澆注混凝土過程中鋼筋位置不會變動。

4）預(yù)應(yīng)力筋安裝

承臺預(yù)應(yīng)力筋為JL32精軋螺紋鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力管道時，須保證其平滑順直，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)坐標(biāo)安裝，偏差不大于1cm，每1米設(shè)置定位卡。

5）模板安裝

承臺模板采用大塊組合鋼模，鋼筋安裝完畢后，按照放樣的承臺四個角點(diǎn)點(diǎn)位安裝承臺側(cè)模，模板上下布設(shè)對拉螺絲，外側(cè)利用鋼管及下托支撐于基坑側(cè)面。模板拼裝成型、承臺鋼筋定位后，測量組檢查模板安裝情況。

檢查模板底口縫位，并用水泥砂漿將其封死，澆筑砼前檢查連結(jié)螺栓緊固度及模板垂直度。

6）混凝土澆注

承臺混凝土澆注分層進(jìn)行，分層厚度不超過30cm，分層振搗，直到澆注完成。在澆注過程中， 振搗頻率加大，保證其密實(shí)，防止出現(xiàn)蜂窩、麻面。

7）拆模、養(yǎng)生

混凝土初凝后開始澆水養(yǎng)護(hù)，天氣炎熱時需加蓋麻袋以防產(chǎn)生裂縫，強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa后適時拆除承臺模板。

8）預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿施工

承臺采用JL32精軋螺紋鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為930MPa，每根張拉力為673KN，其接長或錨固均采用廠家提供的配套連接器及錨具，張拉延伸量按設(shè)計(jì)圖紙控制。

壓漿在張拉完畢并靜停12h后開始，壓漿宜在24h內(nèi)進(jìn)行，以免預(yù)應(yīng)力鋼絞線銹蝕或松弛；進(jìn)行壓漿施工時，水灰比控制在0.4為宜，配好后不得再加水，可適當(dāng)摻入減水劑，但不得摻入其他鹽類，輸漿管壓力不得小于0.6Mpa～0.8Mpa。

五、結(jié)束語

通過對某高速公路高架橋基礎(chǔ)加固項(xiàng)目的工程特點(diǎn)分析，根據(jù)其施工環(huán)境特點(diǎn)，經(jīng)研究分析、現(xiàn)場考察論證，總結(jié)形成了在橋底凈空受限制下、地質(zhì)情況復(fù)雜、開放交通情況下，如何安全、保質(zhì)地完成舊橋基礎(chǔ)加固工程的各項(xiàng)施工技術(shù)方案。并圓滿的完成工程的施工，完成了快速、安全的對舊橋進(jìn)行基礎(chǔ)維修加固的任務(wù)，保證了高速公路的暢通，創(chuàng)造了巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。