肖 晨
(武汉市城市路桥收费管理中心,湖北 武汉 430050)
某桥引桥桥梁上部结构均为50m简支T梁,桥面宽27m,横向共10片T梁。桥墩为整体式盖梁,分离式桥墩结构,墩身截面尺寸均为1.5m×1.8m。基础为钻孔灌注桩基础,承台尺寸为5.5m(长)×5.5m(宽)×2.5m(高),有4根φ1.2m的桩基,按摩擦桩设计,均为实心钢筋混凝土结构。桥墩及盖梁采用40号混凝土,承台采用25号混凝土,桩身采用水下25号混凝土。经检查发现承台底冲刷严重,承台底钢筋外露,部分已经锈蚀,底面露出粗骨料;桩基钢筋笼外露,钢筋锈蚀严重;桩基直径较设计值变小,经现场简单测量,桩基直径约为1.1m。
新增桩基为直径1.5m摩擦桩设计,桩长为67m,与原桩基持力层相同。新增桩基横向桩间距为9.3m,纵桥向桩间距为4.0m,新增桩基与原桩基桩间距为3.0m。新增承台结构尺寸为11.8m×6.5m×3.2m(横桥向×纵桥向×高度),承台采用C40混凝土。新增承台侧面采用植筋方式与原老承台进行有效连接。为确保新增承台混凝土浇筑质量,新老承台连接面设置阶梯式构造,施工时,新老承台结合面预留多处压浆管,在施工浇筑混凝土距离老承台底时停止浇筑,在混凝土初凝前立即用压力灌浆灌入灌浆料以确保新老承台连接密实,再在承台底混凝土初凝前继续浇筑至老承台侧面(见图1)。
该项目为既有桥墩加固工程,在保障既有桥梁安全的前提下,保证施工质量及安全,施工难度大,关键施工要点如下。
图1 桥墩平面图
在加固施工中对既有桥梁结构开展实时监测。掌握桥梁结构的动态,对结构的稳定性作出评价,为施工提供指导可以验证大桥设计及施工的合理性。
(1)加固施工过程中,在桩钻孔灌注前,钻孔过程中,灌注后,新增承台浇筑前后,新老承台连接面压浆前后,均应对原桩基础,承台,桥墩,新桩,新承台及桩附近基础的标高,偏位,内力,深层土体位移,裂缝等进行跟踪监测。通过加固过程中采集到的各项数据,分析掌握结构变形的发展趋势,及时反馈信息,确保整个桥梁加固施工过程可控。
(2)加固完成后,通过动载试验了解桥梁结构的固有振动特性以及其在长期使用荷载阶段的动力性能。
3.2.1 桩基及承台施工控制
(1)钻孔桩施工,钻孔桩采用旋转钻机进行施工。钻进过程中应根据排渣量及地质情况,及时调整钻进速度及钻压。钻孔完毕后应进行清孔,下放钢筋笼前采用二次清孔,确保孔底沉渣厚度不得大于10cm,且上下游桩基孔底沉渣厚度差值不大于1cm。为防止塌孔,应设置合适长度的钢,成桩前孔内水头比地面至少需高出2m左右,钻孔的倾斜率不得大于1/100,桩顶在顺桥向和横桥向偏差均应不超过5cm,桩底在顺桥向和横桥向偏差均应不超过30cm。
(2)钻孔桩成桩48h后方可在邻近桩位钻孔,以免刚成桩的钻孔桩由于未到一定龄期而受到临近桩位钻孔时土壤扰动而影响桩身质量。
(3)考虑桥下净空的限制,锁扣钢管桩分节加工,分节插打。锁扣钢管桩,圈梁及内支撑在陆地上加工,应严格控制好加工精度和焊缝焊接质量。
3.2.2 桩底压浆控制
实行压浆量与压力双控。浆液水灰比应根据土的饱和度和渗透性确定。桩端压浆终止压力应根据土层性质、压浆点深度确定。后压浆施工要点要确保灌注桩、钢管桩及钢护筒成桩的施工质量;每根桩后压浆施工过程中,浆液必须按规定做试块。
后压浆施工原则:桩侧多断面注浆顺序应先上后下,最后进行桩端注浆。群桩压浆先外围一圈,再压内部桩。当满足下列条件之一时可终止压浆:压浆总量和压浆压力均达到设计要求;压浆总量已达到设计值,且压浆压力超过设计值。
3.2.3 承台底部受力钢筋连接
新加承台底部受力钢筋在老桩处断开,为确保主要受力钢筋的延续性,设计了连接构造装置。实际施工时应先对承台底桩基进行检测,若原钢护筒影响新承台底部钢筋安装,则应先切除原钢护筒,后安装连接构造。
(1)开工前,应专门对桩基和承台处河床及现状进行勘察,尽量拆除对桥梁施工影响和扰动较大的废弃结构物、建筑垃圾等。建议对桥梁上部结构,桥墩等处已经出现的桥梁病害进行整体检查。
(2)承台植筋施工时,应严格按照设计图纸,尽量减小对原结构的破坏和影响。
(3)桩基承台施工过程中,应采取各种措施,减小对既有桥梁的结构影响,比如施工技术及对原桥梁的监控,以确保施工过程中对原桥梁无扰动。