钢护筒围堰在桥梁水下桩基维修加固施工中的运用

■常彬彬

（福建省漳州市公路局，漳州　363000）

钢护筒围堰在桥梁水下桩基维修加固施工中的运用

■常彬彬

（福建省漳州市公路局，漳州363000）

结合国道319线51K+066处江东大桥桩基病害的维修加固工程，探讨了混凝土灌注桩基础的病害修复施工工艺，针对水下桩基病害修复时常规采用的钢板桩围堰投入高、施工风险大、工期长等弊端，着重介绍了一种高效便捷的水下桩基钢护筒围堰方法，可在类似工程中推广应用。

桩基病害钢护筒围堰维修加固施工

1　前言

桥梁墩台基础是桥梁的重要组成部分，是直接承受桥梁上部结构荷载，同时将荷载传递给地基的受力结构。在使用过程中，桩基础受大气、江河海水冲刷、腐蚀等影响会出现桩身缩颈、凹槽、混凝土剥落、钢筋外露锈蚀等病害。如不及时修复，这些病害将加速发展，直接影响整个桥梁的承载能力和安全使用。而修复水下桩基础病害时，需要采用钢板桩围堰、钢套箱围堰等施工辅助措施以营造无水施工环境，但这些措施投入高、所需设备大型化、施工风险大。本文结合桩基病害维修加固的工程实例，探讨了混凝土桩基础的病害修复施工工艺，介绍了一种高效便捷的水下桩基钢护筒围堰方法。

2　工程概况

漳州江东大桥位于国道319线51K+066处，大桥于1991年12月动工，1993年11月竣工通车，该桥是国道上一座重要桥梁，它横跨九龙江北溪，大桥全长1259.05m，桥宽12.5m，全桥共51孔，布孔为：19×20m（RC 5片T型梁）+19×35m（PC 5片T型梁）+13×16m（RC空心板），下部结构为双柱式桥墩、肋板式桥台（厦门台）和柱式桥台（漳州台）、灌注桩基础，设计荷载为汽-20级，挂-120级。根据2010年福建省公路工程试验检测中心站出具的桩基水下摸探检测报告，19#～36#墩的36根桩基有24根桩基出现病害，其中技术状况为“二类”的为14根，技术状况为“三类”的为10根，亟需维修加固处理。

3　桩基“二类”病害处理及加固

3.1桩基“二类”病害处理方案

将桩基表面的局部缩颈、凹槽等病害处凿毛，凿除松软混凝土，同时将缩颈周围20cm范围内桩基外壁也凿平，将孔洞内的杂质清理干净后，安装钢模板并压注湿固性环氧水泥砂浆补强处理。

3.2钢模板的制作安装

对于整段缩颈的桩基，如有原护筒，采用两片半圆（直径与原护筒相同）拼焊成钢模套在桩头上，并焊接于原钢护筒上；如无护筒，采用两片半圆拼焊成钢模套在桩头上，钢模（钢模板厚度在8mm以上）底部应比桩头破损部位低30cm，并在钢模底部塞橡胶带止浆。安装好钢模板后，在模板最下面沿桩基周长方向设置三个压浆管，最上面设置三个出浆管。对于局部缩颈段的桩基，则根据桩基表面破损的实际尺寸制作钢模板 （钢模板厚度在3mm以上），模板周边要超出缩颈10cm以上，并在模板上按桩基周长方向和竖向间距40cm钻Ф12螺栓孔。在钢模板内壁靠螺栓孔内侧粘贴2cm橡胶止水带，将压浆管和出浆管布置在模板的上下，压浆管要足够长，能伸出水面便于压浆。在缩颈桩基外壁混凝土上与模板螺栓孔对应位置钻Ф10膨胀螺栓，将膨胀螺栓打入孔内，然后将模板安装到桩基上，并拧紧螺帽，检查四周止浆带，如有不密贴处，用海绵或其他物质塞紧，保证不漏浆。

3.3压浆、养生

按要求配制湿固性环氧水泥砂浆；从钢模下面的进浆管压浆，直到上面出浆管出浆后，持续10min后即停止压浆，并检查是否密实。压浆过程中应时刻注意模板周围是否有漏浆，如有漏浆，需及时封塞。按设计要求养生。

4　桩基“三类”病害处理及加固

4.1桩基“三类”病害处理方案

先对桩基采用栓接钢护筒围水并以C20混凝土封底，抽水提供施工操作空间，清除桩基缩颈处已剥落的混凝土并凿毛，钻孔植入锚杆钢筋后挂设钢筋网，安装钢模板后浇筑C30混凝土补强。

4.2钢护筒围堰的制作与安装

制作钢护筒围堰的材料是Q235钢，钢板厚6mm，角钢L80X7，槽钢 ［10，连接螺栓M16，防水橡胶带厚2～3mm。钢护筒围堰由若干节组成，围堰最下部的两节分别高1m，以上各节高3m或1m，直至出水面，每节横断面为直径4m的圆柱壳体，为了克服桩基系梁对下放钢护筒围堰时的障碍，圆柱壳由两部分组成，一部分为“C”型，“C”型缺口宽约2m，缺口由圆柱壳余下部分封口，封口柱壳宽约2m，封口柱壳每块高50cm～60cm，围堰安装步骤如下：

①预制钢围堰，大样图见图1，围堰节段间接缝连接方式见图2。

图1　“C”型钢护筒大样图

图2　围堰节段间接缝连接

②将封底钢护筒围堰内（最下面一节围堰）的构造钢筋与围堰焊接。

③施工桩位复核水深，确定组装方式。如水深7.8m，围堰采取1m+1m+3m+3m组装方式；如水深8.2m，围堰采取1m+1m+3m+3m+1m组装方式。

④在桩柱或系梁上植筋，安装结点板，为现场拼装钢围堰设吊装点。

⑤钢护筒围堰现场拼装：安装第一节围堰，拼装环向钢筋，搭接长度大于50cm并绑扎，接缝处外包防水橡胶带并用角钢压紧，吊装第二节围堰，接缝处用石棉绳防水，用螺栓连接，一二节连接螺栓的螺杆应与围堰焊接，以方便水下拆除。逐段拼装并下放护筒直至围堰触河底。钢护筒围堰上口加支杆与桩柱连接，以防围堰晃动，为使封底砼浇筑均匀，下放钢围堰时应将多根砼导管同步安装。

⑥浇筑水下自密实砼封底，砼方量约10m3。

图3　拼装好的钢护筒围堰

4.3钢护筒围堰制作安装要点

（1）两片钢护筒之间采用螺栓连接（螺栓孔最好全部设置于钢护筒外部，便于外部密封堵漏），层与层之间放置橡胶片后采用螺栓固定连接，接触部再用无机料密封一道，确保不渗水。

（2）钢护筒的层与层之间，以及竖向两条连接缝全部用无机料进行密封。由于最高水位超过系梁面，并且护筒需穿过系梁，在与系梁接触处需做好可靠的堵漏措施，拼装好的单桩钢护筒围堰如图3。

（3）钢护筒的抗浮措施：为预防水抽干后产生的浮力对钢护筒的影响，需在护筒顶端焊接钢构件与墩柱或系梁可靠连接并确保钢护筒不移位。

4.4桩基“三类”病害维修施工工艺

（1）等封底混凝土强度满足要求后，将钢护筒围堰内的水抽干，经过一昼夜后检查，确保不漏水后工人方可进入钢护筒内部施工。

（2）清除桩基缩颈处已剥落的混凝土并凿毛，对外露钢筋进行除锈处理。

（3）锚杆（植筋）施工。钻孔和插入锚杆的施工程序为放样、钻孔、清孔及用胶结材料填充孔眼和插入锚杆。设计锚杆采用Ф20螺纹钢筋，锚固长度为10d。植筋胶采用喜得利HY-150化学粘合剂固定钢筋，要求凝胶时间10min以内，固化时间1h以内，抗拔力5t以上。

（4）挂设钢筋网。当锚杆插定两天后开始挂设，把位于锚杆处的横向箍筋搁置在锚杆上，先绑扎点焊好箍筋本身，然后再把箍筋绑扎点焊于锚杆上。钢筋接头均为搭接焊。

（5）采用两片半圆钢板栓接成钢模套在桩基上，钢模顶底板应比桩基病害部延长30cm以上，并在钢模底部塞橡胶带用来止浆。

（6）混凝土浇筑及养生。现浇C30混凝土，混合料中应掺早强剂，提高混凝土早期强度。养护初期需要24h保持混凝土表面湿润。

（7）拆除钢护筒。施工人员穿救生衣下至围堰底，清理底节围堰与上部围堰的螺栓并卸下螺母，使上部围堰与底部脱离，逐段提出钢护筒，拆除钢护筒时注意避免碰撞桩基。

5　结语

（1）采用上述工艺，江东大桥桩基维修加固工程质量达到合格标准，加固效果良好。

（2）钢护筒围堰和传统的钢板桩围堰相比具有施工便捷可控、所需设备小型化、成本低的优势，在类似的水下桩基病害修复工程中具有推广应用的前景。

［1］陈晓周.压浆包桩法在桥梁桩基加固中的应用.山西建筑，2008（6）.

［2］公路桥涵施工技术规范.