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，橋寬為8m，設計荷載為汽車—10級。
根據(jù)檢測結果，板芙大橋上部結構基本能滿足使用要求，達到汽—10的設計標準。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度不高，表面質量較差。如采用補樁加大承臺，縮窄了橋梁的通航寬度，影響通航；如拆舊橋建新橋，建設費用高，施工期間還要建臨時橋，對兩岸交通帶來很大的不便。因此，通過分析，認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行外層包裹，然后回填砂及二片石的措施，是較為經(jīng)濟和符合實際情況的加固措施。
2 .樁柱加固受力及施工難點分析
2.1確定外包壁厚
根據(jù)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》有關鉆孔樁的構造要求，為了確保保護層凈距不少于5cm，同時也考慮水下混凝土施工澆筑時的可能性，在內側按凈距不少于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增大。在與加固前的地質條件及受力條件相同的情況下，經(jīng)計算，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)，工程技術要求高，施工難度與危險性大，工期要求短。因此，要求現(xiàn)場技術人員及水下作業(yè)人員嚴格遵守安全操作規(guī)程，同時還須有專職安管人員監(jiān)護，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劑進行加固。水下不分散混凝土具有以下特點：
（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，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度。
由于工期短及加固的厚度只有20cm，水下不分散混配制時，加入早強劑和采用0.5～1.0cm級配碎石配制，其配合比為水泥：砂：碎石：水：保水劑：早強劑=1：1.7：2.62：0.45：0.036：0.009。
3.2施工設備
本工程為水下維修作業(yè)，施工環(huán)境復雜，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套潛水設備、2臺空壓機、2套水下清淤設備、1臺小型浮吊、2臺水下混凝土澆筑設備以及其他配套施工設備。
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，加設5cm保護層墊塊，確保水下混凝土保護層厚度不少于5cm。
3．3．3模板制作
加工一鋼抱箍分成4片作模板的支承，鋼抱箍側面預留孔，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際尺寸進行模板加工，鋼模板每段標準長度為100cm，并在水下拼裝、焊接加固。每塊模板內側焊上4段長20cm的角鋼支頂定位，保證澆筑的混凝土厚度達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，同時在鋼抱箍底側四面預留孔處，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，在鋼抱箍頂面預留孔與側模板底預留孔、側模板與側模板邊預留孔對齊后，再將螺栓收緊。每安裝一塊側模后，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，采用雙組份水下粘結劑對原樁柱面進行涂層處理，提高粘結強度，涂層厚度為2mm。
模板安裝好后，在模板內放入φ10cm水下混凝土澆筑管。進行水下混凝土施工時，水面采用浮吊設備配合。施工用材料和設備放置在工作船上，漏斗設置在浮吊上?；炷敛捎蒙唐坊炷粒帽幂斔椭羵淞下┒?。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均勻上升，使用2×1條導管布置進行澆筑。
3．3．6樁柱河面保護
當水下混凝土達到相應齡期后，將側模拆除，經(jīng)保養(yǎng)后可重復使用。在補強加固完成后的開挖位置回填砂和二片石保護樁柱，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，造價需要近1000萬元?，F(xiàn)采用加固方案（包括樁柱、承臺、臺帽、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，如采用補樁加大承臺截面方案，縮窄了通航寬度，影響船只的通航；如拆除重建，給當?shù)亟煌◣砗艽蟮牟槐?；而采用水下澆筑鋼筋混凝土對樁柱進行外包裹，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.結語
中山板芙大橋的樁基加固，在確保設計標準的同時，對舊橋樁進行加固處理，保證了橋梁的使用功能和延長橋梁的使用壽命，降低造價，是進行技術創(chuàng)新、保護環(huán)境、減少浪費、節(jié)約投資的工程實例。該實例在廣東省“八五”和“九五”初期建設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強提供借鑒參考。
