桩基础技术在道桥施工中的应用探析

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年3月7期   作者:陈若嘉
[导读] 桥梁桩基础的使用状况将直接对全桥的通行服务水平带来影响。
        陈若嘉
        四川路桥桥梁工程有限责任公司,四川 成都  610031
        摘要:桥梁桩基础的使用状况将直接对全桥的通行服务水平带来影响。钢筋混凝土是桥梁桩基础的重要结构形式,其在材料质量、水体侵蚀等因素的影响下易出现病害,不利于桥梁桩基础的正常使用,甚至威胁到全桥的安全性。文章以桩基础施工技术展开探讨,阐述该项施工技术在实际应用中的要点,以供参考。
        关键词:桩基加固;钢筋外露;封闭裂缝   
1工程概况
        某公路大桥为预应力砼连续T梁,随桥梁运营时间的延长,可见桩柱接头处存在裂缝、钢筋外露、混凝土剥落等病害。鉴于此,为保证桥梁可正常运营,需根据桩基的病害特点采取相适应的加固处理措施。
2桥梁桩基础加固的必要性及需要注意的问题
2.1桥梁桩基础加固的必要性
        (1)因混凝土碳化而开裂。混凝土属于碱性材料,因此施工后将在表面形成碱性保护膜,该膜结构附着在混凝土上,形成防护屏障,具有抵抗酸腐蚀的能力。若混凝土出现碳化现象,其碱性将明显偏弱,保护膜完整性不足,给酸性介质的侵蚀提供了“途径”,随时间的延长而出现开裂等病害,加之行车荷载的作用,对桩基础的影响逐步加大,导致桩基础的失稳概率明显增加。(2)因渗水而受损。若存在混凝土渗水的情况,将在低温环境下结冰膨胀,改变混凝土的正常状态,混凝土结构受损,强度较正常状态明显偏低,影响到桩基础的正常使用。
2.2桥梁桩基础加固设计的注意事项
        (1)明确桥梁桩基础的实际情况。做好资料收集和现场调查工作,多途径了解桥梁桩基础的病害情况,在此基础上富有针对性地展开加固设计,提高设计方案的可行性。桥梁桩基础的加固类型为重点考虑对象,常见有强度加固、刚度加固及耐久性加固3种方式,各自的适用范围不同,应根据实际需求合理选择。强度加固的作用在于提高桥梁的稳定性与安全性;刚度加固的目的在于保证桥梁结构维持正常使用的状态;耐久性加固则重点考虑已损伤的部位,根据病害特点采取合适的修复措施,将不良影响范围缩减至最小,使结构恢复正常状态。(2)兼顾加固质量、经济效益等多重需求。桥梁加固设计的首要前提在于选择相匹配的加固施工技术,使其能够发挥出加固作用,从根本上解决桥梁病害,使其具有稳定性和耐久性。此外,在集约化发展的背景下,应当兼顾桥梁加固的成本控制要求,在保证加固质量的前提下最大限度降低成本,具体可将材料使用量、施工工作量等方面作为着力点,实现开源节流。在确定完整的加固设计方案后,由具有资质的人员根据规范完成加固作业。
3植筋
        (1)经检测后确定植筋的具体位置并标记。(2)水钻钻孔,综合考虑钢筋直径、植筋深度情况,要求钻头直径略大于植入钢筋的直径。钻孔期间遇钢筋时及时调整钻孔位置,可在原孔周边35cm处再次钻进。(3)成孔后,利用压缩空气深度清理钻进期间残留在孔内的粉尘,再利用电动毛刷清理浮尘,最后再次利用压缩空气清理,直至孔内无粉尘为止。(4)植筋结构胶遇水、油等液体时将发生化学反应,导致其强度低于标准值,因此若植筋孔内存在该类液体,需及时采取干燥处理措施。以化学干燥法较为合适,所选用的化学试剂应具有溶解油、易挥发的特点,以便去除水、油等液体。(5)化学清孔作业应分阶段完成:首先,棉刷沾适量的丙酮并将其均匀刷涂在孔壁上,使附着在孔内的浮尘转移至棉刷上,期间密切关注棉刷的使用情况,若较脏需及时换新,以免影响清理效果。随后,在孔内丙酮挥发后利用清孔胶深度清理,使剩余的浮尘粘在胶体上。

(6)根据设计尺寸要求精准下料,深度清理钢筋的锈迹,利用砂轮修整钢筋植入段的尖角部分。(7)向孔内注入适量的结构胶,再缓慢向孔内置入钢筋,全程尽可能维持匀速、缓慢的状态,且植筋时需适当转动。钢筋应植入孔底,对于结构物侧面和底面两部分的植筋作业则采取支撑措施,否则易发生钢筋松动等异常状况。(8)植筋到位后即可进入养护环节,以保证结构胶强度在未提升至设计值之前钢筋不发生偏位或受液体(如水、油等)侵蚀而受损。鉴于植筋胶具有腐蚀性的特点,操作人员应佩戴防腐手套等相关防护装置。
4模板制安及混凝土浇筑
4.1模板制安
        组织测量放样,确定墩、台身控制线,作为后续施工的参照基准。桩基模板可利用厚度为5mm的钢模板制作而得,要严格控制尺寸。安装前全面清理模板上的锈迹等杂物,均匀刷涂模板油,按分片起吊的方式有序完成模板的安装作业。各模板需紧密衔接,可在接缝处塞入适量海绵胶,以免在后续浇筑期间发生漏浆现象。
4.2桩基加粗段浇筑
        正式浇筑前全面检查桩基钢模板,若存在间隙则采取封闭处理措施,以免漏浆,浇筑材料以细石混凝土为宜。混凝土浇筑遵循连续性原则,尽可能消除外界因素的干扰,以免发生浇筑中断现象。若因特殊情况而被迫间歇时需及时分析问题,采取针对性的处理措施。浇筑期间由专员检查,保证桩基模板具有稳定性且各加固件可正常使用。配置附着式振捣器和插入式软轴振捣棒,两者协同作业,切实提高混凝土的密实度。振捣作业应做到快插慢拔,各插入点的分布应具有均匀性。本层振捣时保证设备在下层的作业深度达到510cm,以提高相邻两侧的紧密性,构成完整的整体。若混凝土不再下沉、存在泛浆现象且表面具有平整性时,即可停止振捣。
5封闭裂缝
        (1)裂缝处理。灌缝前利用钢丝刷等工具清理裂缝表面的浮渣等杂物,并检测裂缝宽度,作为后续作业的参考;利用空压机清理缝内的碎屑等各类影响施工质量的杂物;将棉纱沾适量的丙酮,在缝两侧5cm范围内反复擦拭,以提高加固区域的洁净度。(2)埋设灌浆嘴。根据裂缝的宽度确定注浆嘴的布设位置,于该处粘贴胶布。通常每条裂缝的灌浆嘴数量至少需达到2个,沿裂缝方向骑缝埋设灌浆嘴。灌浆嘴埋设到位后在其四周刷涂结构胶,以保证灌浆嘴的稳定性与严密性,给后续压力灌浆奠定良好的基础。(3)封缝。根据要求配制封缝浆液,利用刷子均匀刷涂至裂缝上。遇贯穿裂缝时应从两侧同步封闭,使裂缝形成具有良好密封性的空腔。封缝材料应根据裂缝的实际情况合理选择,对于细小裂缝以环氧胶泥较为合适,若存在渗漏现象可采用水泥和水玻璃相结合的方式。(4)灌浆。接通管路并开启阀门,注入适量压缩空气,清理管道和裂缝,全面检查灌浆机等相关装置,若无误进入正式灌浆环节。各裂缝的覆盖区域存在差异,可根据实际情况采取单孔或分区群孔灌浆的方式。从裂缝一端开始注浆逐步向另一端推进,注浆过程中密切观察相邻注浆嘴是否有浆液流出,当注浆嘴流出浆液时表明两嘴间的裂缝已经得到填充。再进一步考虑吸浆率,若该值<0.1L/min需持压灌注1~3min,达到时间要求后结束灌浆。按上述方法有序操作,完成各处的灌浆作业后拆除管道,全面清理内部附着的浆液,以免随时间的延长而导致浆液在管道内凝固。将管道保管好,用于后续的灌浆施工。(5)灌浆后的处理。各裂缝注浆完成后,次日可取出注浆嘴和封缝材料,清理杂物,修整裂缝表面,使桩基裂缝处的内部质量和表观质量满足要求。
结语
        公路作为国家基础性保障设施工程,桥梁是公路网络中的重点建设内容,桩基作为桥梁的重要结构,其稳定性直接影响到桥梁的通行服务能力。随桩基使用时间的延长,易出现裂缝、钢筋外露等质量问题,工程人员需深入现场检查,明确桩基的实际情况,采取针对性的桩基加固施工技术,提高桩基的使用水平。
参考文献:
[1]王俊.旋喷桩与袖阀管注浆在桥梁桩基加固中的应用[J].铁道建筑,2013(9):24-26.
[2]张德波.受限空间条件下高速公路桥桩基加固技术研究[J].建筑技术开发,2019(4):104-106.
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