基于某冲刷桥梁的桥墩桩基加固与防护

李宁

【摘 要】本文根据实际桥梁加固维修中常见的桥墩桩基被冲刷的病害情况，针对性的提出了在原桥盖梁中间增设墩柱桩基并且在盖梁两侧靠近盖梁顶的位置对称粘贴钢板的措施来有效的进行桥梁下部结构的加固与防护，从而改善了桥梁的受力情况，使得高速公路桥梁得以发挥应有的干线作用。

【关键词】桥梁加固；桥墩桩基；墩柱施工；加固防护

0.概况

玉符河大桥（玉符河上游为卧虎山水库，为季节性河流）是京台高速公路济南境内的一座跨河大桥。桥梁全长208.06m，桥面全宽17.25m，净宽15.75m。设计水位53.5m。上部结构型式为8×25m的装配式预应力混凝土简支T梁，横向布设7片梁；下部结构型式为双柱式桥墩，多柱框架式桥台；桥面铺装为沥青混凝土结构，采用毛勒伸缩缝，板式橡胶支座。

上游水库放水致使玉符河水位上涨，流速较大，使得玉符河大桥桥墩桩基冲刷严重。根据现场踏勘，玉符河大桥桥墩桩基遭到了不同程度冲刷，其中L-3-1号桥墩冲刷接近6.0m，L-3-2号桥墩冲刷接近6.0m，R-3-1号桥墩冲刷接近6.0m，R-3-2号桥墩接近6.0m，L-4-1号桥墩冲刷2.8m，L-4-2号桥墩暂且没有严重冲刷，R-4-1号桥墩冲刷3.3m，R-4-2号桥墩冲刷3.3m。

根据《济南～德州高速公路（南段K112+1440～K119+005）工程地质勘察资料》（1996）提供的地质报告，玉符河大桥位于山前冲洪积倾斜平原前端，河两岸为耕地，河漫滩中布满卵石。

根据桥梁通（7.791）软件对不同冲刷条件下的桩基承载力验算结果，当冲刷为3.5m（此时计算得到桩长为20.83m）时，桩基承载力已达设计极限，应采取必要的加固及防护措施，以保证桥梁安全。

本次加固考虑到原桥墩柱间距较大，可在原桥盖梁（横桥向）中间增设一个墩柱桩基，由于本方案改变了盖梁的受力状态，需对其进行必要的加固，本次维修采取在盖梁两侧靠近盖梁顶的位置对称粘贴钢板加固方案。

1.桩基加固

施工前应对桩基结构物表面进行处理，除去松散的混凝土、清理桩周围底部的泥浆等。对桩基修复，需要先将FX-70玻纤维套筒展开并围绕包裹桩基。将套筒安装在合适的位置，使用可压缩密封条封住套筒底部。将PX-70-6MP多用途环氧砂浆填充间隙，并自动排除套筒内的水。玻纤维套筒底部设有密封条和玻纤维套筒限位器，玻纤维套筒上部也设有限位器，限位器可以保证桩基和玻纤维套筒之间等距，密封条可以防止灌浆时漏浆。

2.增设墩柱桩基

2.1新增桩基。

钻孔灌注桩的施工顺序为：施工准备→测量放样→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备→钻孔→钢筋笼制作→第一次清孔→钢筋笼安装→安装导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→破除桩头→桩基检查验收。

2.2墩柱施工。

2.2.1施工准备。

在施工前，精确放样墩柱中心。墩台身与基础的交接面，做好施工缝的处理，凿毛，用水冲洗并清除积水。

2.2.2钢筋施工。

钢筋保证表面洁净，如有油污锈蚀等应清除。现场加工钢筋骨架，吊机辅助架立，将钢筋骨架底部焊在基础部位的预留钢筋上，钢筋骨架顶部和植入盖梁的钢筋焊接，双面焊接长度不小于5d，单面焊接长度不小于10d。

2.2.3支立模板。

墩柱模板均采用定型钢模。严格控制上下层模板接口尺寸及模板本身的平整度。模板应具有足够的刚度，外侧设竖向、横向加劲肋，模板每次使用前应认真检查平整度及接口情况，并加以整修。

2.3模板支立后应检查模板的平面位置及竖直度是否符合设计要求，模板上口中心与放样点必须在同一铅垂线上，并在模板竖向每4米设一层揽风绳，以保证模板稳固及立柱垂直度。

2.4混凝土浇筑。

混凝土浇筑分为两部分，第一部分为墩柱底部到盖梁底部往下1.2米处为C30商业混凝土，盖梁底及其以下1.2米处为高强细石灌浆料。混凝土用吊机配吊斗进行浇筑。

3.粘贴钢板

钢板材料选用Q435，其主要力学性能指标应满足规范的规定。粘钢胶的安全性能指标必须满足符合A级胶的标准，采用专门配置的改性环氧树脂胶粘剂，符合GB50367-2006表4.5.5的规定。

3.1钢板制作及表面处理

按现场需粘贴钢板部分的混凝土表面实际放样进行钢板下料，粘贴面用磨光机进行除锈和糙化处理，以增加粘贴性能。除锈后的钢板表面应显露出金属光泽，糙化的纹路越大越好，纹路方向应该与构件受力方向垂直，之后用脱脂棉沾取丙酮将钢板表面擦拭干净。

3.2混凝土表面处理

结合现场测定情况，在粘贴加固补强区的混凝土表面放出钢板位置定位线。先凿除粘钢区域表面6～8mm的表层砂浆，使坚实的混凝土骨料外露并形成平整的粗糙面，表面不平处应轻凿整齐；再清除表面浮挂物，剔除表层疏松物；最后用压缩空气吹经表面粉尘并用丙酮擦拭表面。

原高架桥梁底板面因施工原因，多处出现错台等缺陷，粘贴钢板前应对错台部位进行打磨，并采用丙乳砂浆进行局部修补，使得错台位置平稳过渡，以利于钢板带的粘贴。

3.3粘贴区域混凝土现场打孔并植埋螺栓

根据设计位置在混凝土表面进行钻孔。植埋螺栓钻孔打盲孔前，用钢筋混凝土保护层测试仪查明梁体的钢筋布置，避免钻孔时碰及钢筋，盲孔孔径和孔深严格按设计要求进行。钻孔时采用冲击钻一次成孔，成孔后用空压机清孔。干燥后埋植螺栓，其距钢板边缘的距离应控制在50～100mm之间。

3.4封边

用环氧胶封闭板边缘，待封边胶完全固化（约12h）且具有一定的强度后，沿钢板边缘涂刷一层肥皂水，从低处的灌缝胶中通入气压为0.2～0.4 MPa的压缩空气，以检验钢板的封边是否良好。如果发现封闭带上有气泡出现，说明该部位漏气，对漏气部位应进行补封处理。

3.5压注粘钢灌注液

用注胶泵以0.2-0.3Mpa的压力将粘钢灌注胶灌注到钢板与混凝土的间隙中，压力保持稳定。灌注工作持续到同一块钢板的所有排气孔均有胶体溢出后，不立即停止而是将所有排气孔用边胶封闭后，再以较低的压力维持10-15秒。在灌注过程中，用橡皮锤敲打钢板表面以确认是否灌注密实。

3.6加固

将钢板套在锚栓上进行调整水平固定，固定好后收紧螺栓，使多余的粘钢胶沿板缝挤出，达到密贴程度，加压固定的压力不小于0.15Mpa，同时要不断轻轻敲打扁钢带并及时检查扁钢带下注胶液的饱满性。

3.7固化养护

灌注工作结束后，必须进行72小时静置养护，等待液体固化。

3.8施工质量检验

在完成粘贴扁钢带24H后，沿粘贴面轻轻敲击钢板，从音响判断粘贴固化效果，如无空洞声，则表示灌注密实，否则应在钢板空鼓处重新打孔用针筒灌胶。若发现钢带粘贴固化面积小于90%，则此粘贴扁钢带无效，应剥下重新粘贴。

经检验确认钢板带粘贴固化效果符合设计及规范要求后，再按照设计要求对粘贴钢板表面进行涂装防护。 [科]