1、前言
棗莊市20世紀(jì)60、7O年代修建的淺基礎(chǔ)橋涵相當(dāng)多,占全市公路橋涵總數(shù)的20%左右,這些橋涵在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中曾經(jīng)起到重要作用。但是隨著歷年來的洪水沖刷及重型車輛的通行,有些橋涵淺基礎(chǔ)勾縫脫落、部分基石沖走,造成橋臺(tái)脫空懸起,承載能力嚴(yán)重降低。加固這些橋涵,對(duì)于保證車輛正常暢通,延長(zhǎng)橋涵的使用壽命,保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全和國(guó)防建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。
2、工程概論
省道新(泰)一棗(莊)公路山亭段127K+532小北莊橋建于1978年,為9孔一8 m實(shí)腹式拱橋,橋面凈寬7.8 m,設(shè)計(jì)荷載:汽一15,掛一80,橋軸線與河流中心線夾角85。,橋墩采用10#漿砌塊石重力式橋墩,長(zhǎng)10 m,寬1.4 m,高2.87 m;墩臺(tái)基礎(chǔ)采用漿砌片石剛性擴(kuò)大基礎(chǔ),長(zhǎng)12.0 m,寬2.4 m,深1.2 m,埋置深度2.1 m;座落在紅色頁巖及沉積河卵石上。
1998年7月發(fā)生了50年一遇的特大洪水,該橋8#、9撐墩基礎(chǔ)及10#橋臺(tái)基礎(chǔ)經(jīng)山洪沖刷,基底懸空平均長(zhǎng)度2.5 m,約占橋?qū)?/3,基礎(chǔ)最深沖空1.0 m (見圖1,單位cm),當(dāng)時(shí)采取拋石填充方法作為搶險(xiǎn)措施。
大汛過后對(duì)該橋作了全面特殊檢查,主拱圈沒發(fā)現(xiàn)明顯的裂縫變形,上部結(jié)構(gòu)完好,墩臺(tái)基礎(chǔ)未發(fā)生變形;但是發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)底部過水,說明基底部分已淘空,按照橋梁管理系統(tǒng)CBMS評(píng)價(jià)為四類橋梁。按以往加固措施采用擴(kuò)大淺基礎(chǔ),俗話說的“穿靴子”,基礎(chǔ)外部也只是砌石鑲嵌,里面始終無法充實(shí);即使上游增加了消力池,橋下增加鋪砌,仍然無法根本解決基礎(chǔ)變形下沉問題,治表不治本。借鑒砼路面采取壓漿技術(shù)解決板底脫空技術(shù),決定將壓漿技術(shù)運(yùn)用到解決淺基懸空問題,利用灰漿在一定壓力下具有流動(dòng)性的特點(diǎn),起到對(duì)橋墩甚至橋臺(tái)進(jìn)行加固的作用。在不中斷交通的情況下,花費(fèi)較少的資金,短時(shí)問內(nèi)使橋梁墩臺(tái)恢復(fù)其承載能力。
3、壓漿前的準(zhǔn)備工作
首先為壓漿做好施工準(zhǔn)備工作,要加固的橋梁墩臺(tái)需要設(shè)置圍堰,抽干基坑,對(duì)風(fēng)化巖剔舊見新,然后立模澆注長(zhǎng)12 m,寬0.4 m,高1.4~2.2 m的25#砼護(hù)墻。澆注前預(yù)埋4~5個(gè)072,彎角為90~l10。的厚壁鋼管,一端深入基礎(chǔ)拋石部位,另一端露出砼外0.5m,澆注后的護(hù)墻待養(yǎng)生達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即可壓漿(詳見圖2)。
4、水泥灰漿的配比及壓漿
漿體的配料選為水泥、粉煤灰、早強(qiáng)劑、膨脹劑、水。壓漿前各種材料在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過嚴(yán)格的配比,做好的試塊養(yǎng)生后,進(jìn)行抗壓試驗(yàn),其抗壓強(qiáng)度不低于5 MPa,最后選定配比為:水:水泥:粉煤灰:早強(qiáng)劑:膨脹劑=24:35:35:4:2。粉煤灰為球磨灰嚴(yán)防結(jié)塊,最大粒徑不大于1 mm,以便在壓漿管中減少磨擦;水為人畜飲用水;膨脹劑可用鋁粉代替;水泥選用425#硅酸鹽水泥;早強(qiáng)劑選用建筑常用的jk24型。壓漿設(shè)備由一臺(tái)灰漿攪拌機(jī)(JW180L型)和一臺(tái)壓漿泵(濟(jì)南產(chǎn)UB~3A型)組成,工作壓力為5 MPa,水平輸送150 m,垂直輸送40 m。壓漿過程應(yīng)該均勻進(jìn)行,密切觀察壓力表,將拌和均勻的漿體從壓漿管壓人,如漿體從另一側(cè)壓漿管噴出,要及時(shí)用木塞堵住繼續(xù)壓漿,直到壓力表的讀數(shù)達(dá)1.5 MPa時(shí),有時(shí)可以看到漿砌墩臺(tái)脫縫處出漿,此時(shí)停止壓漿。每個(gè)橋墩臺(tái)基礎(chǔ)需制作灰漿試塊3塊,試模采用三聯(lián)帶底砂漿試模,試塊養(yǎng)護(hù)7 d(正常養(yǎng)護(hù)6 d,飽水ld),抗壓強(qiáng)度不得低于5 MPa。
5、施工注意事項(xiàng)
?。?)壓漿管外端應(yīng)用布包好,防止石塊或其它雜物進(jìn)入管孑L,影響壓漿流暢,內(nèi)端需放到拋石空隙內(nèi)部,以防壓漿被堵塞,造成壓漿管報(bào)廢。
(2)每根壓漿管在壓漿過程中要一氣呵成,中途停止,漿液很快凝固堵塞管孔。
?。?)膨脹劑摻拌時(shí)間,拌和應(yīng)先將水泥、粉煤灰與早強(qiáng)劑放入拌和設(shè)備干拌兩遍,然后加水,膨脹劑最后放入以防止稠度太大,過早形成結(jié)塊,造成壓漿不流暢。
?。?)壓漿機(jī)管頭與壓漿管靠膨脹螺絲的摩擦力結(jié)合在一起的,在壓漿管壓力過大或膨脹螺絲沒上牢固時(shí),可能騰空噴漿,工作人員不要靠近接頭。
6、措施
把壓漿技術(shù)用于加固淺基具有以下優(yōu)點(diǎn):不需要斷絕交通;施工工藝簡(jiǎn)便易行,因地取材、材料堅(jiān)固耐久,施工安全有保障;為國(guó)家節(jié)約大量養(yǎng)護(hù)資金;壓漿用于橋梁淺基加固,充分利用漿體流動(dòng)性好、干縮性小、短時(shí)間的速凝性、凝固后的耐久性來加固橋涵基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)證明,橋涵基礎(chǔ)底部的空隙全部充滿漿體,且試塊抗壓強(qiáng)度不低于5.0 MPa,使橋梁在較短時(shí)間恢復(fù)其承載能力,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和科學(xué)的使用價(jià)值。