基于PVC复合模板的桥梁水下结构免围堰快速加固方法

于文志　姚建群　杨书仁

摘 要：PVC复合模板在桥梁加固工程中的应用，不但缩短工期，更节约投资成本。文章通过工程实例详细介绍了基于PVC复合模板的桥梁水下结构免围堰快速加固方法的具体步骤、实施原理及其技术优势。

关键词：PVC复合模板；桥梁加固；免围堰

1 概述

目前，国内水下桥梁墩身、桩基的加固大部分采用传统的围堰抽水、钢模板浇筑砼施工工艺，围堰抽水需大量的施工工期，约占总工期的60%，且围堰费用较高、施工危险性很大；墩身、桩基加固采用的定型钢模板虽可重复利用，但单套模板造价高、安装时需机械配合，水上作业时对施工平台的面积和承载力要求较高。针对上述问题，本文介绍了一种基于PVC复合模板的桥梁水下结构免围堰快速加固方法。

2 基于PVC复合模板的解决方案

2.1 施工平台搭设

在圆形桥墩的外侧利用钢管、扣件搭设回字形脚手架平台，宽度130cm，脚手架平台的内侧距桥墩的最近点为50cm，脚手架平台内孔的纵向宽度为220cm，脚手架平台长和宽的尺寸均为480cm。

2.2 水下桩基表面处理

（1）病害情况核实，施工前，首先对水下桥墩桩基的病害情况进行核实。

（2）水下桩基表面处理，主要包括两个方面：一是对桩基表面进行处理；二是对桩基底部周围河床进行平整；桩身加固前对对桩身表面进行清理；检查桩身表面外漏钢筋，对外露钢筋除锈处理；桩底处理。

（3）FRP玄武岩网格安装，水下桩基表面处理工作验收完毕后，方可进行FRP玄武岩网格的安装工作，FRP玄武岩网格运至现场后，将其围绕在桩身四周，利用扎丝将其绑扎成直径（R+0.4）m的圆柱形，其中R为加固桩基的直径，FRP玄武岩网格周长[（R+0.4）π+0.1]m，每块FRP玄武岩网格横向围绕桩身一周，竖向搭接长度70cm，横向搭接长度10cm；搭接区域内所有网格节点均采用扎丝绑扎牢固。

在FRP玄武岩网格笼上每隔一段距离绑扎限位器即混凝土垫块，限位器的竖向间隔为0.8m，横向间距0.8m，以环绕桩身方向等间距布设为宜；限位器采用预制混凝土垫块，尺寸10×5×10cm，作为FRP玄武岩网格与PVC复合模板的限位装置；以防FRP玄武岩网格与桩身、PVC复合模板间的空间过小，设置紧贴在一起；玄武岩网格安装完成后，即可下水就位。

（4）PVC复合模板安装，根据病害情况、FRP玄武岩网格水下结构确定PVC复合模板（6）采用1.0cm厚PVC板制成内径（R+0.4）m，高度为Hm的圆柱型模板（H为桩基的加固高度）；为方便拼装，将PVC复合模板做成高1.5m半圆柱型模板，各半圆柱型模板采用PVC板条制成的法兰配合高强螺栓进行连接，为加强PVC复合模板的刚度，在模板外侧每隔30cm设置一道铁皮带；PVC复合模板采用工厂预制，预制完成后，首先进行拼装验收，验收完毕后经物流运输至施工现场备用；待桥墩FRP玄武岩网格就位完毕后，即可进行PVC复合模板的现场拼装。

首先采用人工配合手拉葫芦、钢丝绳将首节PVC复合模板在施工平台上就位，利用高强螺栓、垫片将首节PVC复合模板拼装完成，并将铁皮带拧紧在首节PVC复合模板的外侧；拼装完成后保证首节模板的顶面为同一水平面，以利于第二节PVC复合模板的拼装；将首节PVC复合模板沉入水中，直至其顶面位于施工平台下沿为止，方便第二节PVC复合模板的拼装；利用人工将第二节PVC复合模板搬到首节PVC复合模模板上方，对齐横向连接法兰的螺栓孔，穿入螺栓后拧紧螺栓，再进行竖向连接法兰的连接工作；第二节PVC复合模板拼装完成后，即可进行整个PVC复合模板的拼装验收工作；验收完毕后，进行PVC复合模板的入水就位工作。

PVC复合模板入水时，利用铁片制作四个吊点对称布置在第二节PVC复合模板外侧的中上部，通过手拉葫芦起吊下沉、潜水员的水下引导，使其能避开玄武岩网格及混凝土垫块顺利沉入水底就位；采用草袋包裹级配碎石等重物在PVC复合模板底部将模板埋住，防止浇筑混凝土时跑浆，埋置深度以30～40㎝为宜，草袋内外埋设两层；PVC复合模板就位完毕，经水下检查，验收后，即可进行水下混凝土浇筑工作。

（5）混凝土浇筑。灌注的混凝土采用水下不分散混凝土；混凝土拌合采用混凝土搅拌机进行拌合，每组拌合时间约10min；混凝土灌注采用水下灌注法，利用10cm×4m的PVC管配合PVC漏斗、接头等制成水下灌注导管；将导管I和导管II分别插入模板内侧、FRP玄武岩网格外侧的桩基加固区域，导管底距河床10cm；首先对模板内浇筑区域进行封底浇筑，浇筑高度10～15cm，以防整体浇筑时，基底承受压力过大，造成模板底部翻浆、模板开裂现象的发生；封底浇筑完成12h后即可进行正式浇筑；考虑到水下不分散混凝土的水中流动性、自密实性，正式浇筑采用双导管水下灌注法，即将两套导管对称布置在桩基外围，同时进行灌注；拌合好的混凝土经自制拌料斗底部的圆孔流入PVC漏斗，经PVC管灌入水下桩基加固区域；灌注过程中，根据混凝土灌注量、导管埋深情况，对导管进行拔管、截短处理，使混凝土埋深不大于1.5～2m；混凝土浇筑至设计高度后，缓慢向上拔起导管，直至导管地面略低于混凝土面，缓慢浇筑混凝土直至水下混凝土溢出PVC复合模板；再拔出导管，依靠混凝土自身流动性、自密实性，完成水下自流平后，潜水员对PVC复合模板顶面、外部的混凝土进行清理，使新浇筑的混凝土表面平整、模板外侧清洁；养生；混凝土浇筑完成后进行养生，待混凝土强度达到一定程度后方可拆模检查；浇筑过程中，在拌合好的混凝土中现场制作混凝土试件，现场同步条件下养生，待施工完成后7d将试件带回实验室进行标准养护，并进行7d、28d混凝土强度实验。

3 结语

本文所述的水下加固解决方案基于PVC复合模板代替传统定型钢模板，FRP玄武岩网格代替钢筋，PVC复合模板造价较低、安装时仅需人工配合即可完成的优势，PVC复合模板宜可一次性使用，混凝土浇筑完成后，PVC复合模板不用拆除，在新浇筑混凝土表面形成新的保护层，防止水流对混凝土的再次冲刷或侵蚀。在此基础上提出了实用的创新技术方案，可方便快捷地进行水下安装作业，有效地节省了施工工期、减少了施工费用。并最终形成了一套创新的专利技术。

参考文献

[1] 中交第一公路勘察设计院，公路桥梁加固施工技术规范JTG/T J23-2008[C].人民交通出版社（第1版），2008，11.

[2] 张树仁，桥梁病害诊断与加固设计[C].人民交通出版社（第1版），2013，9.