中山板芙大橋混凝土樁柱加固施工
2011-08-01 來源：
1.概述
板芙大橋位于中山市板芙鎮(zhèn)石岐河上，建成于1984年，是板芙鎮(zhèn)東西交通的主要通道。該橋由多跨鋼筋混凝土簡支T梁組成，跨徑組合10×15m+3×25.4m+10×15m，橋?qū)挒?m，設(shè)計(jì)荷載為汽車—10級。
根據(jù)檢測結(jié)果，板芙大橋上部結(jié)構(gòu)基本能滿足使用要求，達(dá)到汽—10的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。但水下樁柱均有不同程度的混凝土表面脫落、蜂窩、裂縫、露筋、淘空、露石等病害，有些病害還較嚴(yán)重，直接影響大橋的安全使用以及使用壽命。
板芙大橋混凝土樁柱表面存在以上問題，說明原樁柱的混凝土強(qiáng)度不高，表面質(zhì)量較差。如采用補(bǔ)樁加大承臺(tái)，縮窄了橋梁的通航寬度，影響通航；如拆舊橋建新橋，建設(shè)費(fèi)用高，施工期間還要建臨時(shí)橋，對兩岸交通帶來很大的不便。因此，通過分析，認(rèn)為充分利用原樁柱仍具有一定的承載力，采用水下澆筑鋼筋混凝土對樁柱進(jìn)行外層包裹，然后回填砂及二片石的措施，是較為經(jīng)濟(jì)和符合實(shí)際情況的加固措施。
2 .樁柱加固受力及施工難點(diǎn)分析
2.1確定外包壁厚
根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)鉆孔樁的構(gòu)造要求，為了確保保護(hù)層凈距不少于5cm，同時(shí)也考慮水下混凝土施工澆筑時(shí)的可能性，在內(nèi)側(cè)按凈距不少于10cm的間距考慮，外包鋼筋混凝土壁厚的總厚度確定為20cm。
2.2樁柱受力分析
樁柱加固后，直徑由φ80cm增大至120cm，樁柱的截面慣性矩相應(yīng)增大。在與加固前的地質(zhì)條件及受力條件相同的情況下，經(jīng)計(jì)算，該段樁柱所能抵抗的彎矩值比原樁柱的抗彎能力提高約50%，提高了舊橋樁柱的安全性能。
2.3加固施工難點(diǎn)分析
板芙大橋樁柱混凝土加固工程為水下施工作業(yè)，工程技術(shù)要求高，施工難度與危險(xiǎn)性大，工期要求短。因此，要求現(xiàn)場技術(shù)人員及水下作業(yè)人員嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，同時(shí)還須有專職安管人員監(jiān)護(hù)，確保潛水員的操作安全。
3.加固施工
3.1施工材料
采用水下不分散混凝土及雙組份水下粘結(jié)劑進(jìn)行加固。水下不分散混凝土具有以下特點(diǎn)：
（1） 抗分散性：由于保水性好，即使在水中自由落下，也很少出現(xiàn)水洗耳恭聽作用而導(dǎo)致的材料分離現(xiàn)象。
（2） 自流平性及填充性：水下不分散混凝土粘稠、富有塑性，即使在水下平面流動(dòng)，也可以得到澆筑均勻的混凝土。
（3） 保水性和整體性：由于摻入了保水劑，提高了水下不分散混凝土的保水性，很少出現(xiàn)參水和浮漿現(xiàn)象，不但可以提高混凝土的和易性，而且還提高與鋼筋的握裹強(qiáng)度。
由于工期短及加固的厚度只有20cm，水下不分散混配制時(shí)，加入早強(qiáng)劑和采用0.5～1.0cm級配碎石配制，其配合比為水泥：砂：碎石：水：保水劑：早強(qiáng)劑=1：1.7：2.62：0.45：0.036：0.009。
3.2施工設(shè)備
本工程為水下維修作業(yè)，施工環(huán)境復(fù)雜，作業(yè)難度大，一般多為水下施工條件。根據(jù)本工程的特殊情況，配置2艘工作船、4套潛水設(shè)備、2臺(tái)空壓機(jī)、2套水下清淤設(shè)備、1臺(tái)小型浮吊、2臺(tái)水下混凝土澆筑設(shè)備以及其他配套施工設(shè)備。
3.3施工工藝
3．3．1樁柱表面清鑿
根據(jù)水下檢測和施工質(zhì)量的要求，缺陷樁柱的加固至河床面以下—200cm。水下樁柱表面混凝土疏松部分采用潛水員清鑿，并將樁柱周邊河床面的淤泥清除至河床面以下—350cm，以保證加固的質(zhì)量。
3．3．2鋼筋安裝
鋼筋開料后，由潛水員水下安裝，在綁扎鋼筋的同時(shí)，加設(shè)5cm保護(hù)層墊塊，確保水下混凝土保護(hù)層厚度不少于5cm。
3．3．3模板制作
加工一鋼抱箍分成4片作模板的支承，鋼抱箍側(cè)面預(yù)留孔，用膨脹螺栓與樁柱收緊。為了保證潛水員水下安全作業(yè)和順利施工，根據(jù)現(xiàn)場丈量水下混凝土樁基的實(shí)際尺寸進(jìn)行模板加工，鋼模板每段標(biāo)準(zhǔn)長度為100cm，并在水下拼裝、焊接加固。每塊模板內(nèi)側(cè)焊上4段長20cm的角鋼支頂定位，保證澆筑的混凝土厚度達(dá)20cm。
3．3．4模板安裝
潛水員將加工好的鋼抱箍用φ20對拉螺桿固定在河床基面—200cm處，同時(shí)在鋼抱箍底側(cè)四面預(yù)留孔處，用膨脹螺栓與樁柱固定并收緊。為防止底模與原樁柱壁接觸面部位漏漿，鋪10mm橡膠墊。
鋼抱箍安裝好后，將側(cè)模逐塊放入水中。潛水員水下將模板直接擱置在鋼抱箍的頂面上，在鋼抱箍頂面預(yù)留孔與側(cè)模板底預(yù)留孔、側(cè)模板與側(cè)模板邊預(yù)留孔對齊后，再將螺栓收緊。每安裝一塊側(cè)模后，與底模牢固連接。
3．3．5水下混凝土澆筑
為保證新、舊混凝土能更好地粘結(jié)，采用雙組份水下粘結(jié)劑對原樁柱面進(jìn)行涂層處理，提高粘結(jié)強(qiáng)度，涂層厚度為2mm。
模板安裝好后，在模板內(nèi)放入φ10cm水下混凝土澆筑管。進(jìn)行水下混凝土施工時(shí)，水面采用浮吊設(shè)備配合。施工用材料和設(shè)備放置在工作船上，漏斗設(shè)置在浮吊上?；炷敛捎蒙唐坊炷?，用泵輸送至備料漏斗。水下混凝土用φ10cm水下混凝土澆筑管施工，為了使混凝土澆筑時(shí)均勻上升，使用2×1條導(dǎo)管布置進(jìn)行澆筑。
3．3．6樁柱河面保護(hù)
當(dāng)水下混凝土達(dá)到相應(yīng)齡期后，將側(cè)模拆除，經(jīng)保養(yǎng)后可重復(fù)使用。在補(bǔ)強(qiáng)加固完成后的開挖位置回填砂和二片石保護(hù)樁柱，回填高程為河床面高程。
4.加固成效
（1） 節(jié)約投資。如采用重建方案，造價(jià)需要近1000萬元?，F(xiàn)采用加固方案（包括樁柱、承臺(tái)、臺(tái)帽、鋪裝的加固及橋面加寬等）只需380萬元。
（2） 施工期間不影響通航和交通。由于板芙大橋是板芙鎮(zhèn)東西岸陸上交通的主要通道，如采用補(bǔ)樁加大承臺(tái)截面方案，縮窄了通航寬度，影響船只的通航；如拆除重建，給當(dāng)?shù)亟煌◣砗艽蟮牟槐?；而采用水下澆筑鋼筋混凝土對樁柱進(jìn)行外包裹，然后回填砂及二片石的加固方案，則可以保證通航寬度，并且在施工期間保證板芙鎮(zhèn)東西兩岸交通順暢，其工期只是拆舊重建的1/3。
5.結(jié)語
中山板芙大橋的樁基加固，在確保設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，對舊橋樁進(jìn)行加固處理，保證了橋梁的使用功能和延長橋梁的使用壽命，降低造價(jià)，是進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、保護(hù)環(huán)境、減少浪費(fèi)、節(jié)約投資的工程實(shí)例。該實(shí)例在廣東省“八五”和“九五”初期建設(shè)的橋梁中有一定的代表性，希望能給類似的舊橋維修加固補(bǔ)強(qiáng)提供借鑒參考。
