橋梁錐坡處理及加固技術(shù)探究

(甘肅天翔路橋有限責(zé)任公司,甘肅平?jīng)?744000)

0 引言

新時(shí)期下，我國公路橋梁工程數(shù)量也不斷增多，新建橋梁工程不斷增多的同時(shí)，也增加了橋梁修復(fù)工程數(shù)量。對(duì)于一些正式投入運(yùn)營的橋梁來說，隨著氣候條件、土壤環(huán)境產(chǎn)生變化，以及自然災(zāi)害的影響，會(huì)嚴(yán)重影響路橋工程運(yùn)行安全，如跳車現(xiàn)象就十分普遍。橋梁損壞不及時(shí)處理，會(huì)增加橋梁和車輛的安全隱患，橋梁維修費(fèi)用也會(huì)增加，提高了路橋運(yùn)維開支。因此做好橋梁錐坡處理和加固工作有著重要意義，也是延長(zhǎng)路橋工程使用壽命的主要渠道。采取有效的錐坡處理技術(shù)和加固技術(shù)，能夠?yàn)槁窐蚬芾韱挝还?jié)省大量維修成本，讓路橋工程變得更加結(jié)實(shí)耐用。

1 工程概況

楊渠溝大橋和張巴溝大橋錐坡水毀，設(shè)計(jì)采用擋墻、抗滑樁加固的方法進(jìn)行施工，共有20根抗滑樁，其中楊渠溝大橋13根，張巴溝大橋7根，抗滑樁截面：1.5m×2.0m；鋼筋等級(jí)：HRB400級(jí)，豎向受力主筋連接采用直螺紋套筒連接；樁身砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30。護(hù)壁砼為0.18m厚C25混凝土。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及地勘資料，楊渠溝大橋抗滑樁樁長(zhǎng)為28米（其中地下20米，地上8米），樁中心距為5米；張巴溝大橋抗滑樁樁長(zhǎng)為兩側(cè)2根為20米（地下12米，地上8米），其余5根為24米（地下14米，地上10米）。

2 施工準(zhǔn)備工作

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的勘察，對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)、施工圖紙進(jìn)行深度研究，掌握設(shè)計(jì)意圖。在樁孔正式開挖前，要做好邊坡、周邊裂縫進(jìn)行封閉處理，避免地表水滲漏影響孔壁的穩(wěn)定性。之后進(jìn)行樁位區(qū)域場(chǎng)地的平整清理工作，根據(jù)樁頂標(biāo)高確定平整高程量。考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)十分狹小，沿著既有道路、抗滑樁走向進(jìn)行道路右側(cè)平整，提供更加寬闊的施工場(chǎng)地，方便后續(xù)施工作業(yè)。

按照工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量放樣，結(jié)合設(shè)計(jì)方案中的坐標(biāo)，使用全站儀、GPS設(shè)備放出一序樁孔開挖線，實(shí)現(xiàn)樁體定位，設(shè)立十字護(hù)樁，并引導(dǎo)挖孔范圍外，有助于施工當(dāng)中的樁位校核。

3 橋梁錐坡處理與加固施工

3.1 下部樁孔開挖

根據(jù)設(shè)計(jì)高程修整挖孔樁范圍，根據(jù)設(shè)計(jì)樁位跳樁開挖方法兩次開挖，第一次為井口場(chǎng)地平整，在鎖口尺寸原地下挖20cm，再進(jìn)行護(hù)壁、鎖口鋼筋制作，安裝模板，全程使用全站儀校正樁位和樁口方正。完成井口澆筑后，在鎖口護(hù)壁砼上投射樁心十字軸線，用作樁心、垂直度、深度確定。井口四周要提前設(shè)置好排水溝，還要增設(shè)排水防滲、地表截。本工程采用了三腳架和固定卷揚(yáng)機(jī)作為提升裝置，設(shè)備上裝有限速器和自鎖裝置。井口砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的70%后，安裝提升設(shè)施。樁體土方采用機(jī)械與人工配合方式開挖，先用鋼筋（長(zhǎng)1.2m、直徑20mm）打入土中，檢測(cè)是否存在淤泥、流砂，如果有砂層要將每節(jié)開挖深度降到0.5m；開挖深度在6m以上時(shí)，要將風(fēng)管口連續(xù)送到孔內(nèi)且距離孔底1m位置，孔中使用防爆燈，與孔底距離2m。定期清除孔口堆放的土方，孔口1m范圍內(nèi)的土方堆積高度不得超過1.5m[1]。待到挖掘深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，通知監(jiān)理工程師檢驗(yàn)，合格后封底?？變?nèi)如果發(fā)現(xiàn)了滲水問題，要及時(shí)將積水排除，引流要遠(yuǎn)離樁孔，避免回流。如果孔內(nèi)滲水量較小，可以采用人工提升方法，滲水量較大的情況下用水泵抽水，根據(jù)孔內(nèi)水流量大小適當(dāng)增減潛水泵數(shù)量，保證成孔質(zhì)量。

3.2 鋼筋砼護(hù)壁

挖空中的每次護(hù)壁前，都要對(duì)樁身尺寸、平面位置、垂直度等進(jìn)行檢查，確保成樁質(zhì)量。每一節(jié)護(hù)壁砼養(yǎng)護(hù)24h后再進(jìn)行下一節(jié)開挖。為了提高施工安全性，本次護(hù)壁采用C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，每挖掘1m進(jìn)行護(hù)壁。施工中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)安裝護(hù)壁鋼筋、護(hù)壁模板，按照樁孔中心校正模板，確保護(hù)壁厚度、樁孔尺寸、垂直度等滿足標(biāo)準(zhǔn)，之后澆筑混凝土，上下護(hù)壁搭接量為200mm，采用小型振動(dòng)棒振搗，確保混凝土密實(shí)度，護(hù)壁砼澆筑同時(shí)也要均勻澆筑周圍，避免模板位移問題。在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2MPa以上時(shí)拆模、校正、修正，直到滿足標(biāo)準(zhǔn)為止。護(hù)壁混凝土灌注要求上下節(jié)點(diǎn)成為一體，提升孔壁的整體穩(wěn)定性[2]。保持護(hù)壁設(shè)置的連續(xù)性，混凝土下送時(shí)保持對(duì)稱、四周均勻搗固。一邊施工一邊灌注護(hù)壁受力狀況，如果發(fā)生了錯(cuò)位、開裂情況，要立刻將孔下工作人員撤離，完成加固工作后再施工。

3.3 樁體鋼筋籠

抗滑樁施工環(huán)境的限制，鋼筋重量較大、數(shù)量多，為了提升效率、保證安全，本工程鋼筋加工設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)度均在12m以上，采用直螺紋套筒連接以及井下安裝方案更加合理。切削下料中，要將鋼筋端部彎曲部位調(diào)直或切割，保持切面和軸線相垂直。下料完成后統(tǒng)一放置鋼筋，避免受損。鋼筋直螺紋絲頭的牙形和螺距必須和連接套相匹配，完成后送到指定處抽樣檢測(cè)，如果有不合格絲頭要切除，重新加工螺紋。合格的絲頭一側(cè)戴上保護(hù)帽，另一側(cè)擰緊連接套。將寧套筒的鋼筋和被連接鋼筋連接，將鋼筋轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定部位，使用扳手直接擰緊，鎖定后與套筒連接[3]。如果鋼筋無法轉(zhuǎn)動(dòng)，要將螺母、連接套筒擰入到加長(zhǎng)螺紋中，之后反向擰入到另一個(gè)鋼筋螺紋中，使用鎖定螺母與套筒連接。按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加工箍筋，標(biāo)注主筋位置，布置四角主筋，表明箍筋位置，箍筋上主筋標(biāo)記與主筋底部標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)、垂直綁扎，依次進(jìn)行完成全部綁扎工作。

3.4 樁芯砼灌注

在完成鋼筋隱蔽工作后進(jìn)行樁芯砼灌注。施工前要確定砼配合比，樁芯砼采用了C30混凝土，如果孔內(nèi)滲水量較大，為了保證樁體施工質(zhì)量，可設(shè)計(jì)水下砼配合比，完成配比的混凝土用罐車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。采用插入式振動(dòng)器分層振搗方案，由于經(jīng)驗(yàn)豐富的人員進(jìn)行振搗，在樁體澆筑到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，根據(jù)浮漿厚度確定混凝土澆筑標(biāo)高。如果混凝土表面沒有浮漿，混凝土灌注在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加100mm即可。如果混凝土表面上有浮漿，要將浮漿厚度去除，在初凝前壓平樁頂混凝土，并將浮漿層鑿除，確保可以和上部樁身正常連接[4]。在抗滑樁澆筑時(shí)需要注意幾下事項(xiàng)：

（1）澆筑中混凝土表面積水厚度不得超過50mm，否則要先進(jìn)行排水再澆筑。

（2）澆筑時(shí)要預(yù)留試塊，每根樁一組。

（3）樁井內(nèi)部如有積水需要先排水。

（4）嚴(yán)格按照試驗(yàn)段標(biāo)準(zhǔn)配比混凝土材料，井下人員使用插入式振搗棒將混凝土分層搗實(shí)，快插慢拔。樁體要一次性澆筑完成，之后覆膜或鋪草袋灑水養(yǎng)護(hù)。

（5）澆筑中混凝土接近鋼筋骨架底部時(shí)，要降低混凝土的澆筑速率，避免對(duì)鋼筋產(chǎn)生沖擊出現(xiàn)上浮情況。

（6）混凝土灌注高度要比樁頂標(biāo)高多出10cm，在上部樁身澆筑時(shí)要將浮漿剔除。

（7）待到樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)，即可對(duì)相鄰樁序進(jìn)行開挖，不得超前開挖土方后施工樁。

3.5 抗滑樁施工用水與用電

從相鄰單位接入施工用電，提前確保施工電源滿足安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的勘測(cè)情況確定施工用水，如果相鄰水井無法使用，要通過運(yùn)水車將水源運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)面，在蓄水池中統(tǒng)一存水以備后續(xù)使用。

4 樁板墻施工中的問題與防治措施

4.1 塌孔

4.1.1 原因

（1）地下水滲流嚴(yán)重。

（2）混凝土養(yǎng)護(hù)中孔底有積水，抽水之后孔內(nèi)土層產(chǎn)生水壓差，降低了孔壁的穩(wěn)定性。

（3）土層變化部位挖空深度超過了土壤穩(wěn)定極限高度。

（4）孔底超挖、位置偏移，孔壁結(jié)構(gòu)受到外界干擾造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，再加上支護(hù)不及時(shí)，從而產(chǎn)生塌孔問題。

4.1.2 措施

（1）采用井點(diǎn)降水措施，最大程度上減少孔內(nèi)有積水出現(xiàn)，強(qiáng)化周圍裝土體粘聚力，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（2）提前檢測(cè)到土壤穩(wěn)定極限高度，并控制挖孔深度不超過極限高度，避免產(chǎn)生超挖、孔位偏移問題。

（3）在軟路基部位挖孔時(shí)，要提前做好支護(hù)工作，如果塌方孔壁損壞十分嚴(yán)重，要采用砂石填充，在護(hù)壁位置增設(shè)泄水孔，可以有效排除孔內(nèi)積水。

（4）為了減少樁孔內(nèi)容產(chǎn)生較大水壓差，抽水時(shí)要緩慢進(jìn)行，并注意孔周圍排水工作。

4.2 護(hù)壁水平裂縫

4.2.1 原因

（1）護(hù)壁厚度過大，重量超出了土壤極限摩擦系數(shù)，造成護(hù)壁下滑產(chǎn)生裂縫。

（2）抽水過量，樁孔周圍地下水位下降，護(hù)壁外產(chǎn)生負(fù)摩擦力。

（3）受到塌方影響，導(dǎo)致護(hù)壁失去支撐出現(xiàn)土地下滑情況，護(hù)壁某個(gè)部位受到拉力作用影響造成環(huán)向水平裂縫，再加上下滑不均、四周壓力不均，產(chǎn)生了非常大的剪力作用、彎矩作用，生成大量的斜縫、垂直縫。

4.2.2 措施

（1）嚴(yán)格控制護(hù)壁厚度，在滿足支撐基礎(chǔ)情況下盡可能減少重量，可以在護(hù)壁內(nèi)增設(shè)φ8@200mm豎向加強(qiáng)鋼筋用于強(qiáng)化，上下節(jié)豎向鋼筋連接要足夠牢靠，避免產(chǎn)生過大的環(huán)向拉力。

（2）護(hù)壁導(dǎo)槽位置必要保證支撐強(qiáng)度滿足要求，提升導(dǎo)槽穩(wěn)定性。

（3）如果裂縫較小，可以暫時(shí)不處理，但需要做好裂縫和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)，如果裂縫有擴(kuò)大趨勢(shì)要第一時(shí)間處理。豎向裂縫可能會(huì)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)要停止作業(yè)，做好裂縫監(jiān)控，通知設(shè)計(jì)單位、業(yè)主單位、監(jiān)理單位共同協(xié)商解決對(duì)策。

4.3 截面大小不同或扭曲

4.3.1 原因

（1）挖孔過程中沒有嚴(yán)格按照中線控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)護(hù)板尺寸，造成樁體產(chǎn)生偏差。

（2）土質(zhì)強(qiáng)度不足或存在分細(xì)砂層，截面半徑難以控制。

（3）模板安裝強(qiáng)度不足，跑模問題嚴(yán)重。

4.3.2 措施

（1）針對(duì)上述諸多問題，需要嚴(yán)格按照每節(jié)量測(cè)各邊位置，保證孔壁垂直度達(dá)標(biāo)。

（2）保證模板安裝強(qiáng)度，確保模板結(jié)構(gòu)足夠穩(wěn)定。

（3）土質(zhì)強(qiáng)度不足需要在通過壓漿形式加強(qiáng)孔壁周圍強(qiáng)度，保證截面半徑控制強(qiáng)度。

5 結(jié)語

綜上所述，為了能夠保證路橋工程的運(yùn)行質(zhì)量、降低安全事故發(fā)生率，必須要做好橋梁錐坡處理和加固工作。在樁板墻施工中，需要嚴(yán)格控制每個(gè)施工流程，前期準(zhǔn)備工作必須要足夠充分，制定質(zhì)量保障措施、安全保障措施、進(jìn)度保障措施，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行每道施工工序管理，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題要及時(shí)解決，確保項(xiàng)目可以順利完工。