晋阳高速公路常庄小桥加固施工

张小军

(山西晋城路桥建设有限公司，山西 晋城 048000)

常庄小桥位于某高速公路K15+410处，桥轴线与路线斜交30°，为1 m～16 m预应力空心板桥，桥高15 m，下部桥台采用错台式加筋挡土墙，挡墙下级内置，上级外置组合式桥台，为钻孔灌注桩基础。加筋挡土墙墙高15 m，分两级错台，面板直立。面板采用C30混凝土预制块，厚26 cm。面板基础上级采用C20混凝土，下级采用7.5级浆砌片石基础。加筋土拉带为φ14的Ⅱ级钢筋，水平间距0.7 m，垂直间距0.6 m;加筋挡土墙后填料采用附近路堑开挖的Q2黄土，重力密度为20 kN/m3，计算内摩擦角为35°。

通车11年后，常庄小桥加筋挡土墙存在较大病害，影响桥梁安全，桥梁台背存在跳车问题，根据实际情况，对挡墙进行了加固处理，对台背进行了注浆处理。

1 病害情况及原因分析

1.1 病害情况

晋城侧桥台下级挡墙有数块挡板被台后土体挤压凸起，板间裂缝变宽，产生错台;上级挡墙的挡板间缝隙较大，板后填土有空洞。桥台护坡和桥台挡墙防水层破损。

1.2 原因分析

1)挡土墙后填土的主动土压力过大。由于填料压实度不足，或加筋体中加筋量不够，加筋土体产生较大的侧向土压力，使拉筋产生过大的蠕变，导致墙面产生了较大的变形或开裂破坏。2)桥台护坡和桥台挡墙防水破坏，台水体渗入台后填土内，造成台后土体内摩擦角减小，并使拉筋的摩阻力减小，挡板拉筋承载力降低，导致挡板和拉筋变形太大，产生裂缝和破损。

2 施工顺序

对原有挡板缝隙和破损部位的修补→桥台挡板前墙钻孔、植锚杆和注浆→前墙钢筋网的绑扎、立模、浇筑混凝土→桥台挡板墙侧墙钻孔、植锚杆和注浆→侧墙钢筋网的绑扎、立模、浇筑混凝土→桥台上级挡墙钻孔、植锚杆和注浆→桥台上级挡墙挡板植筋、挂钢筋网锚喷混凝土→在桥台前墙混凝土面板上按设计要求刻槽设预裂缝→去除原有挡墙台阶上的混凝土挡水板，重新做防水设施→对锥坡、错台防水板进行修复。

3 施工方法

为保证维修效果，施工期间对过往车辆进行限载、限速，半幅封闭施工;施工前对照实桥与施工图对病害情况进行认真复核。

3.1 桥台前墙、侧墙挡墙的加固施工

1)将预制挡板间松散的砌缝砂浆凿除，并对砌缝进行清洁，然后用M10砂浆填充挡板间接缝，填充时要注意将接缝内填充饱满。2)在每块挡板的指定位置采用机械或人工钻孔的施工方法，锚孔直径为10 cm，孔深10 m，向下倾角为5°，钻孔过程应尽量减少对土体的扰动，保证不发生塌孔现象。成孔后，采用锚杆为直径25 mm，长度10.16 m的螺纹筋植入锚孔中，要保证锚杆必须放入锚孔的正中央，锚杆每间隔2.0 m设置四个对中支架，每个对中支架下方设置一块船型铁皮，以防锚杆陷入泥中。止浆带要设在离壁孔口0.5 m～0.7 m处，以防压力注浆时在孔口处发生塌方现象。3)对锚孔进行注浆。要求水泥浆水灰比不大于0.45，强度大于30 MPa。应注意从注浆管插至距孔底25 cm～50 cm处开始注浆，注浆压力保持在0.2 MPa～0.4 MPa，孔口设止浆塞。注浆时先高速低压从孔底注浆，当水泥浆从孔口溢出后，再采取低速高压从孔口注浆。为增加浆液的和易性和水泥砂浆的早期强度，需掺入水泥用量0.3%的减水剂及水泥用量0.05%的早强剂(三乙醇胺)。为防止水泥砂浆收缩时锚固体与孔壁锚固力的损失，需掺入水泥用量10%的膨胀剂。4)锚杆注浆后在水泥浆强度没有达到设计要求的80%时，千万不可以在锚杆端头施加外力，以免扰动锚孔内的浆体。当达到设计强度的80%时，可在锚杆端头挂钢筋网，并立模浇筑20 cm厚混凝土。但浇筑混凝土前需要将原挡板与土体间的空隙、空洞填堵密实。5)当混凝土挡板强度达到80%后，在新增钢筋混凝土面板上按2 m×2.4 m(宽×高)的间距刻2.5 cm深的槽作为预裂缝，以防止新增混凝土薄壁在干缩作用下出现不规则的裂缝现象。6)桥台前墙的加固分两次进行，每次加固的高度为2.4 m。钻孔、打锚杆、注浆、挂网和浇筑混凝土循环进行，保证了墙体的安全。前墙下级挡墙施工结束后进行侧墙下级挡墙的施工。7)浇筑完成后采用塑料膜覆盖养生，以防止水分蒸发，造成干裂纹。

3.2 桥台护坡及错台防水设施的施工

1)拆卸掉挡墙错台上原有的混凝土防水板，重新现浇宽2.7 m、厚8 cm的C30混凝土挡水板，挡水板铺放平稳，流水坡度为1∶0.2，板间用M10砂浆勾缝，与上级挡墙的接缝要用沥青麻絮填缝，填缝深度不小于5 cm，以防止雨水下渗影响工程质量。2)对桥台所有的沉降缝用麻油沥青填缝，填缝深度不小于5 cm。3)将桥台护坡上的原有破碎的砂浆凿除，用M10砂浆进行勾缝，勾缝结束后用砂浆抹面。

3.3 喷射混凝土施工

1)材料要求:水泥采用强度不小于42.5 MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;粗骨料采用坚硬耐久的碎石，严禁用具有潜在的碱活性骨料，石子最大粒径不大于15 mm，含泥量不大于1%;细骨料采用坚硬、耐久的中粗砂，细度模数大于2.5，含水量在5%～7%，含泥量不大于3%;采用液体速凝剂，严格控制掺量，初凝时间不大于5 min，终凝时间不大于10 min。2)施工工艺:锚喷补强混凝土采用湿喷工艺。喷射前用水清洗受喷面上的浮层、石屑，当接触面遇水容易潮解、泥化时，用高压风吹净接触面，以保证喷射混凝土与受喷面粘结牢固。混凝土拌制均匀，颜色一致，随拌随用，掺速凝剂后，存放时间不超过30 min。喷射混凝土温度控制在15℃～25℃。喷射自下而上进行，方向与受喷面垂直并稍微向刚喷射部位倾斜，喷射时喷枪对受喷面按顺时针方向螺旋转动，螺旋直径大约在20 cm～30 cm之间，以使混凝土喷射密实。喷射混凝土时分两次进行，每次厚度控制在3 cm～5 cm左右，保持厚度均匀。在前一次混凝土终凝后进行后一次喷射，但二者时间间隔不宜过久。喷射速度要适中，起始风压达到0.5 MPa后再开始操作，根据喷嘴出料情况调整风压范围为0.3 MPa～0.5 MPa。喷射面要保持自然平整，不但有利于结构强度和耐久性，而且外形美观。因此，在喷射混凝土初凝后用刮刀将设计线外多余的材料刮掉，然后再喷或抹一层砂浆。喷射混凝土终凝2 h后，及时喷水养生，养生时间不少于7 d，使其强度达到设计要求并避免表面开裂。

3.4 桥面及其他方面的施工

桥面主要存在渗水问题，通过验算桥梁承载力，得知桥梁富余系数较小，不适宜采用增加桥梁自重的方法来施工，所以采取了桥梁凿除原铺装后按原设计厚度恢复沥青混凝土铺装层的方法。防水层采用同步碎石封层，沥青用量为1.6 kg/m2，撒铺5 mm～10 mm的碎石，用量以覆盖50%桥面面积为准，沥青铺装层采用5 cm AC-13改性沥青混凝土。

4 结语

通过对常庄小桥的病害深入分析，采取了有效的加固措施，实践证明达到了对病害根本性处治的目的。

[1] 刘 军.谈桥梁加固[J].山西建筑，2011，37(34):160-161.