■常彬彬

（福建省漳州市公路局，漳州　363000）

鋼護(hù)筒圍堰在橋梁水下樁基維修加固施工中的運(yùn)用

■常彬彬

（福建省漳州市公路局，漳州363000）

結(jié)合國(guó)道319線51K+066處江東大橋樁基病害的維修加固工程，探討了混凝土灌注樁基礎(chǔ)的病害修復(fù)施工工藝，針對(duì)水下樁基病害修復(fù)時(shí)常規(guī)采用的鋼板樁圍堰投入高、施工風(fēng)險(xiǎn)大、工期長(zhǎng)等弊端，著重介紹了一種高效便捷的水下樁基鋼護(hù)筒圍堰方法，可在類似工程中推廣應(yīng)用。

樁基病害鋼護(hù)筒圍堰維修加固施工

1　前言

橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)是橋梁的重要組成部分，是直接承受橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載，同時(shí)將荷載傳遞給地基的受力結(jié)構(gòu)。在使用過(guò)程中，樁基礎(chǔ)受大氣、江河海水沖刷、腐蝕等影響會(huì)出現(xiàn)樁身縮頸、凹槽、混凝土剝落、鋼筋外露銹蝕等病害。如不及時(shí)修復(fù)，這些病害將加速發(fā)展，直接影響整個(gè)橋梁的承載能力和安全使用。而修復(fù)水下樁基礎(chǔ)病害時(shí)，需要采用鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰等施工輔助措施以營(yíng)造無(wú)水施工環(huán)境，但這些措施投入高、所需設(shè)備大型化、施工風(fēng)險(xiǎn)大。本文結(jié)合樁基病害維修加固的工程實(shí)例，探討了混凝土樁基礎(chǔ)的病害修復(fù)施工工藝，介紹了一種高效便捷的水下樁基鋼護(hù)筒圍堰方法。

2　工程概況

漳州江東大橋位于國(guó)道319線51K+066處，大橋于1991年12月動(dòng)工，1993年11月竣工通車，該橋是國(guó)道上一座重要橋梁，它橫跨九龍江北溪，大橋全長(zhǎng)1259.05m，橋?qū)?2.5m，全橋共51孔，布孔為：19×20m（RC 5片T型梁）+19×35m（PC 5片T型梁）+13×16m（RC空心板），下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩、肋板式橋臺(tái)（廈門臺(tái)）和柱式橋臺(tái)（漳州臺(tái)）、灌注樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)荷載為汽-20級(jí)，掛-120級(jí)。根據(jù)2010年福建省公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心站出具的樁基水下摸探檢測(cè)報(bào)告，19#～36#墩的36根樁基有24根樁基出現(xiàn)病害，其中技術(shù)狀況為“二類”的為14根，技術(shù)狀況為“三類”的為10根，亟需維修加固處理。

3　樁基“二類”病害處理及加固

3.1樁基“二類”病害處理方案

將樁基表面的局部縮頸、凹槽等病害處鑿毛，鑿除松軟混凝土，同時(shí)將縮頸周圍20cm范圍內(nèi)樁基外壁也鑿平，將孔洞內(nèi)的雜質(zhì)清理干凈后，安裝鋼模板并壓注濕固性環(huán)氧水泥砂漿補(bǔ)強(qiáng)處理。

3.2鋼模板的制作安裝

對(duì)于整段縮頸的樁基，如有原護(hù)筒，采用兩片半圓（直徑與原護(hù)筒相同）拼焊成鋼模套在樁頭上，并焊接于原鋼護(hù)筒上；如無(wú)護(hù)筒，采用兩片半圓拼焊成鋼模套在樁頭上，鋼模（鋼模板厚度在8mm以上）底部應(yīng)比樁頭破損部位低30cm，并在鋼模底部塞橡膠帶止?jié){。安裝好鋼模板后，在模板最下面沿樁基周長(zhǎng)方向設(shè)置三個(gè)壓漿管，最上面設(shè)置三個(gè)出漿管。對(duì)于局部縮頸段的樁基，則根據(jù)樁基表面破損的實(shí)際尺寸制作鋼模板 （鋼模板厚度在3mm以上），模板周邊要超出縮頸10cm以上，并在模板上按樁基周長(zhǎng)方向和豎向間距40cm鉆Ф12螺栓孔。在鋼模板內(nèi)壁靠螺栓孔內(nèi)側(cè)粘貼2cm橡膠止水帶，將壓漿管和出漿管布置在模板的上下，壓漿管要足夠長(zhǎng)，能伸出水面便于壓漿。在縮頸樁基外壁混凝土上與模板螺栓孔對(duì)應(yīng)位置鉆Ф10膨脹螺栓，將膨脹螺栓打入孔內(nèi)，然后將模板安裝到樁基上，并擰緊螺帽，檢查四周止?jié){帶，如有不密貼處，用海綿或其他物質(zhì)塞緊，保證不漏漿。

3.3壓漿、養(yǎng)生

按要求配制濕固性環(huán)氧水泥砂漿；從鋼模下面的進(jìn)漿管壓漿，直到上面出漿管出漿后，持續(xù)10min后即停止壓漿，并檢查是否密實(shí)。壓漿過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻注意模板周圍是否有漏漿，如有漏漿，需及時(shí)封塞。按設(shè)計(jì)要求養(yǎng)生。

4　樁基“三類”病害處理及加固

4.1樁基“三類”病害處理方案

先對(duì)樁基采用栓接鋼護(hù)筒圍水并以C20混凝土封底，抽水提供施工操作空間，清除樁基縮頸處已剝落的混凝土并鑿毛，鉆孔植入錨桿鋼筋后掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，安裝鋼模板后澆筑C30混凝土補(bǔ)強(qiáng)。

4.2鋼護(hù)筒圍堰的制作與安裝

制作鋼護(hù)筒圍堰的材料是Q235鋼，鋼板厚6mm，角鋼L80X7，槽鋼 ［10，連接螺栓M16，防水橡膠帶厚2～3mm。鋼護(hù)筒圍堰由若干節(jié)組成，圍堰最下部的兩節(jié)分別高1m，以上各節(jié)高3m或1m，直至出水面，每節(jié)橫斷面為直徑4m的圓柱殼體，為了克服樁基系梁對(duì)下放鋼護(hù)筒圍堰時(shí)的障礙，圓柱殼由兩部分組成，一部分為“C”型，“C”型缺口寬約2m，缺口由圓柱殼余下部分封口，封口柱殼寬約2m，封口柱殼每塊高50cm～60cm，圍堰安裝步驟如下：

①預(yù)制鋼圍堰，大樣圖見圖1，圍堰節(jié)段間接縫連接方式見圖2。

圖1　“C”型鋼護(hù)筒大樣圖

圖2　圍堰節(jié)段間接縫連接

②將封底鋼護(hù)筒圍堰內(nèi)（最下面一節(jié)圍堰）的構(gòu)造鋼筋與圍堰焊接。

③施工樁位復(fù)核水深，確定組裝方式。如水深7.8m，圍堰采取1m+1m+3m+3m組裝方式；如水深8.2m，圍堰采取1m+1m+3m+3m+1m組裝方式。

④在樁柱或系梁上植筋，安裝結(jié)點(diǎn)板，為現(xiàn)場(chǎng)拼裝鋼圍堰設(shè)吊裝點(diǎn)。

⑤鋼護(hù)筒圍堰現(xiàn)場(chǎng)拼裝：安裝第一節(jié)圍堰，拼裝環(huán)向鋼筋，搭接長(zhǎng)度大于50cm并綁扎，接縫處外包防水橡膠帶并用角鋼壓緊，吊裝第二節(jié)圍堰，接縫處用石棉繩防水，用螺栓連接，一二節(jié)連接螺栓的螺桿應(yīng)與圍堰焊接，以方便水下拆除。逐段拼裝并下放護(hù)筒直至圍堰觸河底。鋼護(hù)筒圍堰上口加支桿與樁柱連接，以防圍堰晃動(dòng)，為使封底砼澆筑均勻，下放鋼圍堰時(shí)應(yīng)將多根砼導(dǎo)管同步安裝。

⑥澆筑水下自密實(shí)砼封底，砼方量約10m3。

圖3　拼裝好的鋼護(hù)筒圍堰

4.3鋼護(hù)筒圍堰制作安裝要點(diǎn)

（1）兩片鋼護(hù)筒之間采用螺栓連接（螺栓孔最好全部設(shè)置于鋼護(hù)筒外部，便于外部密封堵漏），層與層之間放置橡膠片后采用螺栓固定連接，接觸部再用無(wú)機(jī)料密封一道，確保不滲水。

（2）鋼護(hù)筒的層與層之間，以及豎向兩條連接縫全部用無(wú)機(jī)料進(jìn)行密封。由于最高水位超過(guò)系梁面，并且護(hù)筒需穿過(guò)系梁，在與系梁接觸處需做好可靠的堵漏措施，拼裝好的單樁鋼護(hù)筒圍堰如圖3。

（3）鋼護(hù)筒的抗浮措施：為預(yù)防水抽干后產(chǎn)生的浮力對(duì)鋼護(hù)筒的影響，需在護(hù)筒頂端焊接鋼構(gòu)件與墩柱或系梁可靠連接并確保鋼護(hù)筒不移位。

4.4樁基“三類”病害維修施工工藝

（1）等封底混凝土強(qiáng)度滿足要求后，將鋼護(hù)筒圍堰內(nèi)的水抽干，經(jīng)過(guò)一晝夜后檢查，確保不漏水后工人方可進(jìn)入鋼護(hù)筒內(nèi)部施工。

（2）清除樁基縮頸處已剝落的混凝土并鑿毛，對(duì)外露鋼筋進(jìn)行除銹處理。

（3）錨桿（植筋）施工。鉆孔和插入錨桿的施工程序?yàn)榉艠印@孔、清孔及用膠結(jié)材料填充孔眼和插入錨桿。設(shè)計(jì)錨桿采用Ф20螺紋鋼筋，錨固長(zhǎng)度為10d。植筋膠采用喜得利HY-150化學(xué)粘合劑固定鋼筋，要求凝膠時(shí)間10min以內(nèi)，固化時(shí)間1h以內(nèi)，抗拔力5t以上。

（4）掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。當(dāng)錨桿插定兩天后開始掛設(shè)，把位于錨桿處的橫向箍筋擱置在錨桿上，先綁扎點(diǎn)焊好箍筋本身，然后再把箍筋綁扎點(diǎn)焊于錨桿上。鋼筋接頭均為搭接焊。

（5）采用兩片半圓鋼板栓接成鋼模套在樁基上，鋼模頂?shù)装鍛?yīng)比樁基病害部延長(zhǎng)30cm以上，并在鋼模底部塞橡膠帶用來(lái)止?jié){。

（6）混凝土澆筑及養(yǎng)生?，F(xiàn)澆C30混凝土，混合料中應(yīng)摻早強(qiáng)劑，提高混凝土早期強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)初期需要24h保持混凝土表面濕潤(rùn)。

（7）拆除鋼護(hù)筒。施工人員穿救生衣下至圍堰底，清理底節(jié)圍堰與上部圍堰的螺栓并卸下螺母，使上部圍堰與底部脫離，逐段提出鋼護(hù)筒，拆除鋼護(hù)筒時(shí)注意避免碰撞樁基。

5　結(jié)語(yǔ)

（1）采用上述工藝，江東大橋樁基維修加固工程質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，加固效果良好。

（2）鋼護(hù)筒圍堰和傳統(tǒng)的鋼板樁圍堰相比具有施工便捷可控、所需設(shè)備小型化、成本低的優(yōu)勢(shì)，在類似的水下樁基病害修復(fù)工程中具有推廣應(yīng)用的前景。

［1］陳曉周.壓漿包樁法在橋梁樁基加固中的應(yīng)用.山西建筑，2008（6）.

［2］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.