桥梁施工柔性止防水技术研究

李义勇

（江西省交通工程集团有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

柔性止防水技术具备施工方便、技术成熟、工艺效果好等优势，在桥梁工程中得到广泛应用，对柔性止防水技术进行分析，明确技术操作要点，对提升桥梁工程的建设质量有积极作用。

1 柔性止防水技术概述

柔性止防水技术作为目前止防水工程常见的一项技术，在应用的过程中依靠材料弹塑性变化带来的形变，适应承台与桩间的变化形态，通过水工专业橡胶囊充气膨胀，实现桩基与承台空隙间的防水效果，达到工程的安全性要求。柔性止防水结构的类型较多，主要包含整体型与分离型防水两种结构形式。整体型防水形式较为简单，在施工中极易因为碰撞造成胶囊损坏。钢筒桩沉桩施工中，精度要求非常高，应尽量避免承台和桩体出现严重位移情况。分离式的柔性止水结构包含充气结构、胶囊、填芯钢箱、接连机构、千斤顶、牛腿等部分，这种形式的止防水结构对沉桩精度要求不高，可以满足承台与桩间的误差，从理论角度分析，应用胶囊弹塑变形适应承台与桩体相对运动，施工复杂，给承台和桩体形成渗水通道。结合不同形式的止防水难度、特性，此次桥梁工程选择应用分离型止防水结构形式，满足桥梁的使用要求。

2 工程概况

该大型桥梁工程项目整体长度为1.1km，下部结构采用预制墩体+预制承台以及钢管混合桩基结构。桥梁在运行很长时间后，出现局部结构漏水的问题，为减少基础阻水率，经过现场勘查后，决定选择置埋型方案进行施工。同时，经过勘查水文地质、气候条件等参数，发现这些参数对墩台装配造成较大影响，加之承台顶面和水平是平齐设置的，止防水面受到较大的冲击，同时现场施工工序较多，工期较长，止防水结构的安全隐患较为严重。止防水结构需承受高15m 的水头压力，应满足沉桩施工造成的防水空隙误差。由于水流产生的波浪冲击作用，承台与桩体相互运动的幅度较大。为确保施工顺利进行，提高工程的安全性，选择使用填芯钢箱柔性止防水结构形式，达到止防水的效果。

3 桥梁柔性止防水施工现状

3.1 防水材料的质量问题

桥梁工程的柔性止防水施工中，防水材料的质量关系到防水效果，也会对桥梁的使用造成很大影响，所以必须加强防水材料的控制。防水材料性能必须符合设计方案的要求，与设计方案和技术标准匹配，才能达到桥梁工程施工现场的要求。我国工程材料市场比较混乱，监督管理措施无法有效落实，极大地影响桥梁的使用效果。个别单位为了经济效益，不惜以次充好，使用假冒伪劣的施工材料，如果施工单位监管不严格，使用这些材料，会产生极为严重的后果，威胁桥梁的安全性。

3.2 柔性止防水施工技术问题

虽然我国工程技术发展速度非常快，科学技术水平日益提升，但是很多桥梁项目中的柔性止防水技术还有一系列的问题存在，具体如下所述：

第一，很多桥梁工程结构出现分离，转角位置没有按照弧度处理，也没有合理应用防渗漏的施工材料，长期运营过程中，容易造成结构老化等问题。个别桥梁工程项目中，因为施工人员对顶部防水结构的基层处理不到位，清理效果较差，长期使用出现渗水的问题，给桥梁防水效果带来不利影响。

第二，个别桥梁项目顶部防渗漏结构设计不到位，坡度设计缺乏合理性，降雨后极易出现积水的情况，出现了严重的损害，影响运行的安全性。

第三，一般来说，桥梁顶部结构应用的柔性防水层与刚性防水层之间要设置隔离层，但是很多项目没有设置，或者设置的隔离结构效果较差，难以达到使用要求，引发渗漏的问题。

第四，桥梁顶部边角位置的防水施工是比较容易被忽略的，导致边角出现渗漏，阻碍桥梁的正常通行使用。

4 填芯钢箱柔性止防水技术验证试验

4.1 填芯钢箱技术方案

填芯钢箱止防水结构投入运营后，需要使用胶囊和止防水带达到防水的效果，速凝砂用来二次防水。根据需要配置胶囊，填芯钢箱安放到规定标高的部位，然后进行钢筒桩外剪力部位施工，安装承台结构并做出调整，保证填芯钢箱达到设计标准，再进行胶囊充压，达到规定压力后，开始初步防水处理，浇筑水下速凝混凝土，抽水形成干燥的作业面。关键施工环节如下：

第一，填芯钢箱。该结构是胶囊安装的基础结构，应满足现场安装和施工的要求。

第二，胶囊。对分离型止防水结构来说，胶囊要与整体防水胶囊使用原理是相同的，仅规格存在差异，需要确保在20m 位置之下，胶囊抗倾覆系数达到标准要求。

第三，止防水带（见图1）。钢浮体顶部外缘止防水带受到压力作用后，导致结构变形，达到横向止水的效果。安装时，应用螺栓将止防水带直接固定到钢浮体顶部。

图1 止防水带

第四，充气结构。参照整体防水型结构制作。

第五，连接结构。该结构的制作材料是螺纹钢筋，直径为20mm，数量为4 根，将其与钢筋连接器连接，目的是把接连顶举机构和填芯钢箱连接，再初步放置或固定处理。

第六，牛腿结构。钢筒桩替打段上部使用普通螺栓固定，可以用来顶举平台。

第七，顶举机构。一般使用千斤顶，目的是承受承台与钢管壁防水的荷载。

4.2 质量功效检测

由于桥梁工程施工环境比较复杂，止防水设备施工前，应做好质量功效检测。检测环节除了进行胶囊功效检测外，还要进行压缩试验。方法是给胶囊充气，形成密闭空间，给内部充入气压，模拟施工水头，再给胶囊充水，内部没有气泡后即完成试验，表示功效合格。

图2 模具结构图

4.3 试验验证

4.3.1 胶囊检测试验

（1）验证止防水效果。经过试验分析，胶囊中气压升高到0.3MPa 时，可以满足防水要求，但是会出现气泡渗出的情况。压力提升到0.4MPa 后，止防水效果较好。

（2）误差适应性。结构安装后，钢管壁与填芯箱空隙在3cm 以内，内部冲压之后能够随着钢筒桩倾斜，具备一定的误差适应性。

（3）胶囊浮抗试验。 压力参数值为0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa 时，下浮抗常数分别是4.78、6.05、7.32。该参数能超过整体型止防水结构，满足现场使用的要求。

（4）极限压力试验。经过对比分析，分离型结构与整体型的止防水形式极限压力相差不大。

4.3.2 止防水带压缩试验

止防水带施工完成后，选择一段进行荷载试验分析，宽度为105mm。从试验分析发现，止防水带存在5mm 的压缩量时，荷载增加到1750N，触接长度为24mm。因此，从性能层面分析，分离型的止防水效果比较强，可以满足使用的需要。

5 施工应用止防水技术及功效现场验证

此次桥梁项目中，总计设置4 根钢筒桩结构，为了检验分析两种止防水结构的特点，将1、4 选用整体型，而2、3 采用分离型，对比分析两种技术的优势。

5.1 承台与桩间止防水施工技术

分离型止防水结构施工流程如下：

第一，沉桩处理，进行承台预制施工。

第二，制作钢板止防水围堰结构。

第三，使用浮吊开展吊具的安装作业。

第四，把填芯钢箱放置到指定位置，采取临时固定措施进行固定。

第五，装配承台，调整安装参数。

第六，将钢箱提升到设计位置，提升胶囊的冲击压力（提升值为0.4MPa），使其满足止防水要求。

第七，管腔抽水处理，检查是否有足量的水泡出现。

第八，胶囊内注入速凝砂浆，达到总体防水效果要求。

第九，焊接剪力键，转换结构体系。

第十，后续施工。

5.2 关键工序控制措施

分离型止防水结构的施工中，应特别注意下述几个方面的问题：

第一，填芯钢箱加工精度。分离型止防水结构在设计中，横向止水应用止防水带实现，垂直止防水通过胶囊实现，需要确保钢箱结构的加工精度合格，通常而言，相关取值按照设计方案确定。

第二，止防水带性能。在横向防水阶段，需要考虑止防水带的压缩处理要求，通过试验分析可知，止防水带的变形尺寸控制在5mm 以内，基本可以达到止防水的要求。因为止防水带具备较高的刚度实现防水效果，但是因为加工尺寸容易出现偏差，还需要加强现场控制，在顶面凹槽部位设置一些刚度相对较小的橡胶带。

第三，填芯钢箱提升。承台结构装配工序完成以后，需要确定后续吊装方案。在具体施工环节需要控制好钢筋的拉力，使其满足施工要求。一般来说，提升钢筋主要作用是将止防水带的压缩量提升，使其达到5mm 的标准要求，这样才能保证止水效果。

5.3 止防水功效现场验证

柔性分离型止防水结构施工时，先进行墩台吊装，然后制作止防水结构，将其放置在规定部位上，再装配承台、胶囊充气，检查效果。从实际应用效果看，分离型柔性止防水结构的总体应用价值较高。在该结构的施工中，由于桩孔制作时间较短，目前也没有专业性的模具，所以在现场手工制作胶囊的环节，容易发生结构病害，造成压力不稳、墩台放置时局部损坏等问题，所以需要做好各个环节的控制，提高柔性止防水结构的施工效果。投入使用后，经过一段时间的检查，止水效果较为理想，未出现渗漏问题，给后续施工提供安全、可靠的环境，达到止防水的效果。

6 防水施工中的质量控制措施

6.1 正确选材

桥梁防水效果直接受到材料质量的影响，所以选材必须加强控制。任何材料都要有出厂合格证以及相关单位出具的检验检测证书。对砂浆、卷材等关键性材料，必须加强质量监督与检查，禁止不合格的材料进入施工现场。

6.2 灌缝、补洞要密实

灌缝施工材料为细石混凝土，其标号应超出原混凝土标号一个等级，并采取两次密实灌注的施工方式，不能一次成型。

6.3 做好防水试验

防水层制作结束，应经过验收，确认达到要求。检测边缘是否达到牢固性要求，是否有褶皱、缺损、空鼓等问题，没有问题后再进行蓄水试验，如果发现渗漏，应及时进行修复处理。

6.4 重要节点部位的施工质量控制

防水施工前，层面混凝土含水量应控制在合理的范围内，不能过大，做好表面的清理，确保表面没有浮尘、浮渣，监理人员检查合格后，才能继续开展后续工序施工。

6.5 找平层表面要压实、平整

基层与突出层面的连接部位和基层转角的位置，应制作圆弧形。找平层应预留部分分割缝，填充柔性防水材料。基层结构喷洒处理剂要达到均匀性要求。铺贴卷材应按照先低后高、先远后近的原则进行，集中处理各个关键节点，尤其是排水位置，保证达到防水效果要求。

7 结语

桥梁施工中柔性止防水结构的应用价值较高，本文主要分析应用填芯钢箱分离型柔性止防水结构形式，经过试验室检验分析以及现场试验功能检测，发现该结构形式止防水效果良好，可以达到桥梁工程的止防水效果，对延长使用寿命有积极的作用。