公路桥梁墩台加固施工技术研究

陈钢

（江西省交投集团南昌东管理中心，江西南昌 330086）

0 引言

桥梁墩台一旦出现病害问题，就会对桥梁结构的稳定性与安全性造成影响，因此在对桥梁墩台加固时，需要按照墩台的病害问题合理地选择加固策略，为桥梁的稳定运行提供保障。

1 工程概况

某高速公路桥梁项目上部结构为31～30m 预制混凝土T 梁结构形式，下部应用双柱式墩的结构，连接有双排摩擦桩基础，长度设计为15m。在2007年，桥梁的底部因为受到巨大的水流冲击而形成较大的空洞，考虑到桥梁工程的稳定性,在经过现场勘查后决定针对20～27墩及附近区域进行整治处理。近年来，经过桥梁管理单位全面查看分析，了解到21～22墩之前加固处理的部分全部冲毁，基础裸露出来的尺寸较大，对整个桥梁的安全性带来很大的影响。

经过技术人员详细勘察与分析，确定采用如下方案：每一个桥墩设置4 根桩基，直径1.5m，总计32 根。承台加固处理，左右幅承台加固成为整体结构，16 个承台加固后变为8 个。原直径1.2m 的桩基础增加钢护筒结构。河流两侧应用C20 混凝土防护。

2 施工工艺、施工方案、方法与技术措施

2.1 施工工艺

20～27墩施工工艺流程，见图1。

图1 工艺图

2.2 施工期间监控

2.2.1 承台沉降监控

承台沉降监控需要在相关的点位设置测试点，一般来说，测点要布设4 个，使其能够掌握沉降参数。测点确定后，利用水准仪进行标高测量，在加固位置的承台位置采取2 个点进行标记，获取初始标号的参数。在现场施工中，每日进行一次标高测量，确保其处于合理范围内。如果发现报告变化超出规定标准，应加大监测力度，并且及时采取处理措施。

2.2.2 桥墩位移监控

测量工作实施中，一旦发现原桥墩柱存在偏移，需要采取临时加固措施进行偏差控制。而后对桥墩的位移参数进行监测，监测过程中一般使用全站仪。在每个墩柱上植入小棱镜作为测点，测点以及后视点选择应做好数据记录工作。项目正式实施后，每日进行一次测量，确保每日测量数据达到准确、一致性要求，且第一根桩基搭设与承台混凝土浇筑时，应增大监测力度。对于超出规定范围的数据信息，必须立即采取处理措施。

2.3 新增钻孔灌注桩施工

对于新设置的钻孔灌注桩，应进行20～27桥墩桩基加桩施工，选择使用钢护筒防护的方式，护筒表面加强防锈处理。加固桩长包含24m、27m 两种，根据现场实际情况选择确定。

2.3.1 泥浆制备及泥浆循环钻孔

泥浆制备时，应加强技术参数控制，该工程选择PHP 泥浆，其性能是不分散、低固相、黏度高，且在制备的24h 内全部使用完毕，指标见表1 所示。

表1 各个阶段泥浆性能指标要求

2.3.2 钻孔施工

（1）钻进成孔，钻孔灌注桩成孔应按如下步骤进行：第一，护筒内钻进。钻机安装到规定部位，在护筒内钻进施工，因为经过护筒防护处理，所以各项指标应满足要求。钻入护筒口以上1.0m 的位置，进行内部泥浆置换处理，指标达到要求后再缓慢钻进。第二，护筒外钻进。筒口周边位置是钻孔的核心部位，因为护筒沉放时，护筒口周围往往会产生振动，此时需要控制护筒稳定性，才能开展后续工程。结合地质条件，确定最佳钻进速度，保证与护壁指标是一致的。钻孔采取连续性作业的方式，做好护筒记录工作，为后续施工提供基础。

（2）清孔，钻孔后，开始清孔处理。清孔时，钻具与孔底有15cm 左右的距离，慢速旋转钻头，通过气举吸出孔底钻渣，使用泥浆做出调整，利用反复循环的方式，确定泥浆技术指标。监理人员进行检测，合格后才能开展后续施工。

（3）钢筋笼制作与安装，钢筋笼应用后场分节同槽长线台座法开展施工，使用汽车运输到作业现场，钻孔检验符合要求，使用吊车分节段吊入施工现场。钢筋笼单节段长度6m 以内，相同截面的接头数量不能超过钢筋总数的50%。钢筋笼应缓慢下放，以免给孔壁造成较大的损坏。使用型钢把钢筋笼直接固定到护筒上，承受钢筋笼自重，还能防止钢筋笼出现上浮的情况。固定完成后，确保钢筋骨架与孔中心线是符合的，没有倾斜、移动等情况。

（4）二次清孔，二次清孔环节，需要把混凝土导管直接放入底部，对孔底的沉渣厚度进行检测，最后使用高压水枪进行冲洗，冲洗时一定要保证所有杂物全部被排出。需要注意的是，在二次清孔的过程中，还要检测孔径参数是否满足设计规范，是否存在斜孔等情况，若存在此类问题，则要进行二次纠正，才能给后续工程开展奠定基础。

（5）水下混凝土灌注，在水下混凝土灌注施工过程中，针对单根桩体混凝土用量要控制在55m，灌注时间在2.5h 左右。混凝土由搅拌站供应，运输到现场，采取泵送方式灌注施工，通过导管直接灌注。封底工作结束后，及时开展灌注施工。混凝土泵送施工，要通过导管连续性灌入水下，直到整根桩体灌入完毕。一般来说，灌注施工中，导管埋入深度在4～6m 之间，每7～5min 进行一次检测，保证标高尺寸合格。施工环节一旦出现超过规定标高的情况，需要及时做好导管埋深调节，同时控制护筒的稳定性，避免出现偏移等情况。在桩基混凝土灌入护筒底口时，应保持均匀慢速灌注施工。灌入施工临近结束时，检测混凝土灌入量，达到要求方能结束施工。

2.4 原桩基加固施工方法

2.4.1 原有桩基附近河床开挖，施工之前，需要明确桩基区域的施工位置和原桩基的开挖范围，一般来说，原桩基开挖时，其宽度为1.2m，开挖工序完成后，使用填筑材料进行回填处理。

2.4.2 搭设小圆钢围堰，该结构的直径设定为3.2m，使用吊车放入承台下部，应用5t 手拉葫芦提升，安装密封胶条以及螺栓，整体下放。

2.4.3 封底混凝土浇筑，在封底混凝土浇筑环节，需要使用导管进行施工，操作时控制好浇筑的压力与浇筑厚度，才能提高旧桩的整体质量。

2.4.4 原桩基表面凿毛处理，施工期间，为了让新旧混凝土的结合质量达标，需要按照设计参数做好原桩基表面的凿毛处理，给后续工程奠定基础。

2.4.5 植筋施工，混凝土结合面凿毛处理、验收合格后，才能开始植筋施工。按照设计方案加工钢筋材料，达到设计图纸的要求。

（1）按照设计要求，每根植筋都必须设置标识，钻孔前进行现场探测。

（2）植筋施工。其一，将原结构内杂物清理干净，混凝土表面温度、湿度符合工程标准要求。其二，植筋时应使用冲击钻施工，孔深与埋入深度相同，孔径超过螺纹钢外径2～4mm；钻入设计深度后，使用毛刷、压缩空气清孔。其三，清孔后，立即开始植筋施工。

2.4.6 钢筋制安，按照设计方案要求进行钢筋加工制造，保证结构性能合格，现场开展绑扎、焊接施工，提高钢筋连接效果。

2.4.7 原混凝土表面清洁，将原混凝土表面松散物、浮尘清理干净，裸露出实体结构，使用高压水枪冲洗。在新混凝土浇筑前，应保证旧混凝土结构达到饱和状态。

2.4.8 模板制安，对原有桩基加固时，模板应用半圆钢模拼接形成，尺寸按照设计方案进行，并且进行编号，保证模板安装顺序进行。安装后，使用螺栓固定连接。

2.4.9 混凝土施工及养生，执行设计方案的要求，应用C30 混凝土进行加固施工。为了保证混凝土浇筑效果、提高结构性能，应加强混凝土配合比的设计，展开强度、弹性模量检测，根据不同情况选择合适的养护措施。商品混凝土应持续供应，保证加固施工连续进行，不存在中途断供的情况。原桩基结构加固时，应用自卸或者泵送方式进行灌注施工。灌注完成后，使用直径50mm 的振捣棒插入式振捣施工，采取梅花形的布置形式，保证振捣达到密实、均匀的效果，且混凝土标高满足要求。根据工艺要求，现场采集混凝土试样，每次浇筑选取4 组试件，进行性能参数检测。浇筑结束后，进行养护施工，一般采取覆盖、洒水方式，时间在7d 以上。

2.5 承台施工方法及步骤

2.5.1 桩基检测、桩头凿除，桩头凿除前，使用声测管进行质量检查。使用空压机、风镐等设备进行凿除施工，直到达到设计标高为止，再进行冲洗处理。最后完成现场清理，不对后续施工产生影响。

2.5.2 旧有承台底部开挖或回填，使用挖机开展该项工作，确保施工后的表面超出承台底部2m 即满足要求。

2.5.3 旧有承台底部凿毛、植筋

在凿毛处理的过程中，凹凸差在6mm 以上位置，需要使用凿毛机进行处理，相关参数满足施工要求后再进行钢筋植入。钢筋植入时，采用直径为

φ

20mm的钢筋，操作环节控制植入的参数，保证承台的质量。

2.5.4 旧有承台底部钢筋制作安装，钢筋制作安装时，按照施工方案进行钢筋制作，制作时控制钢筋的焊接质量。钢筋接头采取交错方式设置，每个断面钢筋接头数量控制在50%以内。钢筋延伸到原承台底部，保证和其他部位上钢筋搭接长度合格。

2.5.5 旧有承台下方回填，钢筋绑扎工作结束后，进行原土石结构的回填施工，到达新承台50cm 的位置，采取分层填筑、压实的方式。回填处理时还可以使用碎石进行填充，而后使用压路机压实，保证整体强度满足施工标准。

2.5.6 承台垫层铺设，在承台垫层铺设的环节中，若加固位置比较低，需要采取回填方法处理，再进行平整施工，在面层浇筑一层混凝土，保证承载的垫层参数满足工况需求。

2.5.7 旧有承台下方混凝土浇筑，垫层混凝土强度性能合格、人员站在顶部没有脚印，即可开始下部浇筑施工。使用木模板制作，设置在原承台20cm 的部位上，浇筑环节后立即开始振捣施工，达到饱和度要求后，再进行养护施工。

2.5.8 承台支撑体系安装，混凝土浇筑施工中，为了提高桥梁安全性，布置承台支撑结构。

2.5.9 其余区域凿毛及植筋，凿除及植筋工艺与旧有承台底加厚相同。

2.5.10 钢筋制作安装，根据方案要求开展钢筋绑扎施工，加强原材料抽查与焊接检验。交错设置焊接接头，同一断面不超过50%。钢筋保护层厚度达到要求，采用梅花形垫块的形式，设置长度为间隔1m一道。

2.5.11 模板安装，模板使用前，进行清理处理，保证表面质量合格，没有任何杂物。使用吊车安装模板，使用拉杆进行模板连接。对模板接缝位置要严格处理，使用胶带进行密封处理，防止浇筑时出现偏移、漏材料等情况。保证固定效果合格，拉杆连接达到稳固性标准。

2.5.12 混凝土浇筑，浇筑施工采用自卸车倾卸或者泵入方式进行，使用50mm 振捣棒插入式振捣施工，达到结构密实度的标准。振捣施工中，振捣棒的移动距离控制在直径的1.5 倍左右，通过快插慢拔的方式进行。浇筑环节由专人进行检测，一旦发现混凝土松动的情况，需要采取有效的措施进行处理。混凝土浇筑的过程按照两侧对称的方式操作，混凝土初凝之后要再次抹光处理，从而控制水分蒸发、减少混凝土裂纹。

2.5.13 混凝土养护，混凝土结构达到初凝状态后即可进行养护施工，组织专人进行养护管理，覆盖薄膜或者持续浇水，时间7d 以上。

3 结语

桥梁墩台加固施工中，应以现场实际情况为出发点，分析研究影响的因素，落实施工工艺方案要求，加强各个环节控制，才能加强加固施工效果，使桥梁墩台符合交通通行的标准，为我国道路桥梁事业发展做出贡献。