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增大截面加固方法在水下樁基中的運用!

發布者: 發布時間:2016/9/27 3:03:08 閱讀:次 【字體:

 近年來,橋梁安全事故頻發,業內加強對運營橋梁進行檢測,在對已建成橋梁檢測時發現,部分水下樁基礎存在鋼筋外露現象,且現已嚴重銹蝕,為確保該橋的行車安全,應對病害嚴重樁基進行加固處理。其中,增大截面法被廣泛應用于這類加固工程中,因此本文主要探討增大截面加固方法在水下樁基中的運用。

一、
加固施工順序

(1)施工前需要調查清楚樁基處河床碎石堆積的情況,然后根據河床情況,再確定鋼護筒下放高程及樁側巖土的清理措施;

(2)將樁基表面的水生物和松散混凝土清除干凈,露出新鮮混凝土。要求清除混凝土不能超過其鋼筋保護層厚度;
(3)在樁基表面鉆孔、植筋,安裝鋼筋網,鋼筋網需跟植筋鋼筋焊接固定;
(4)將加工好的兩塊半圓形鋼模板包住樁基,上至原鋼護筒下緣頂上1m,下至現清理后河床線以下1m,鋼模板內側與樁基表面間距40cm,并在鋼模板錨固翼板上每隔2m左右用普通螺栓將兩塊半圓形鋼模板錨住形成樁基外包鋼護筒,在兩塊鋼模板翼板之間需設置橡膠防水材料。外包鋼護筒采用開口式,其頂部比原樁基鋼護筒底高出1m;
(5)在輸送混凝土時由潛水員將導管送至新加鋼護筒底部才開始輸送,然后根據混凝土的流量慢慢提升導管,每根樁基至少設置兩根砼輸送導管,均勻分布于樁基兩側,砼輸送時同時提升;
(6)施工時鋼護筒可分段預制,外包鋼護筒下沉至確定高程,不能采用振動法下沉,可采用壓重并輔以潛水沖坑法進行下沉作業。鋼護筒連接處要求無突出物,應耐拉、壓,不漏水;

(7)澆筑水下砼的攪拌機能力,應滿足外包砼在規定時間內澆注完畢。砼如果間隔澆注,時間間隔不得長于砼的初凝時間;
(8)水下砼的輸送機具宜采用砼泵車,距離稍遠的宜采用砼攪拌運輸車。采用普通汽車運輸時,運輸容器應嚴密堅實,不漏漿、不吸水、便于裝卸,砼應不離析。

二、施工工藝

1河床探摸

首先安排潛水員對樁身周圍河床進行探摸,了解清除河床面碎石堆積情況,包括石塊堆積深度及大小與樁基樁身的實際情況,掌握樁基河床面以上的樁身混凝土表面的缺陷情況及樁身直徑是否存在較大的擴孔突變情況。然后根據河床情況,再確定鋼護筒下放高程及樁側巖土的清理措施。

2樁基表面清洗、鑿毛、鋼筋除銹等

因水流較急,潛水員一般利用每天平潮的時間段在水下作業。潛水員采用鏟子、高壓水槍等設備清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土及附生在混凝土表面的水生物,露出新鮮混凝土,要求清除混凝土不超過鋼筋保護層厚度。安排潛水員施工,對裂縫進行表面處理。用鋼絲刷沿裂縫走向清理混凝土表面,使混凝土表面保持清潔;用錘子和鋼釬鑿除兩側疏松的混凝土塊和沙粒露出堅實的混凝土面。為了加強新、舊混凝土的結合,應對樁基礎混凝土表面存在的缺陷清理至密實部位,但不超過鋼筋保護層厚度,并將構件表面鑿毛,要求打成麻坑或荔枝皮狀。對原有外露受力鋼筋進行防銹處理。

3鋼護筒制作及安裝

鋼護筒采用分段預制。根據現場丈量水下混凝土樁基的實際尺寸進行鋼模加工,鋼模分節長度為100cm,模板采用壁厚10mm厚的鋼護筒,鋼護筒采用場內按設計尺寸加工半圓形鋼護筒。鋼護筒上至原護筒下緣頂上1m,下至現拋石標高以下,鋼板內側與樁基表面間距40cm,并在鋼板錨固翼緣上每隔2m左右用普通螺栓將兩塊半圓形鋼板錨住形成樁基外包鋼護筒,在兩塊半圓形鋼板錨固翼板接觸處設置橡膠防水材料。外包鋼護筒采用開口式,其頂部比原鋼護筒底高1m。

4樁基表面鉆孔、植筋

樁基鉆孔、植筋作業由潛水員攜帶水下專業鉆孔設備進行水下鉆孔作業,孔深16cm,孔徑20mm,孔口稍微向上,然后,潛水員清洗植筋孔并通過水下注膠設備向孔內注膠,再將剪力鋼筋插入孔內并封閉孔口,使鋼筋與混凝土粘結。

5鋼筋制安

根據現場水文情況安裝首節鋼模板,首節鋼模板插入河床以下,并根據縱筋間距進行預埋首節縱筋。鋼筋在固定加工場地按設計圖紙下料制作,然后轉運到現場進行綁扎,鋼筋的間距、尺寸、接頭符合設計要求和規范規定。在原樁基礎外圍掛鋼筋網,通過植筋與原樁基礎連接。環向鋼筋由兩個半圓組成,半圓的端頭均采用環扣設計,利用兩根縱筋進行固定連接。潛水員水下安裝半圓鋼筋籠。為了固定半圓鋼筋籠,將綁扎好的鋼筋籠與剪力鋼筋水下焊接。在綁扎鋼筋的同時加設9cm的保護層墊塊,確保水下混凝土保護層厚度不少于9cm。

6澆筑封底砼

首節模板長度為30cm,封底砼高度25cm,在工作船上按照水泥:混合物:砂:石=1:0.33:2.42:3.13配比攪拌均勻并用砂袋裝好,由潛水員完成澆筑封底砼。

7模板制安

為了保證潛水員水下安全作業和施工的順利進行,根據現場丈量水下混凝土樁基的實際尺寸進行鋼模加工,鋼模長度為100cm,模板采用壁厚10mm的鋼板,鋼板在現場按設計加工成兩個半圓型,模板加工完成后進行試拼并編號。再根據編號采用浮吊將其吊入水中待加固樁基礎處,由潛水員在水下拼裝,節段與節段之間采用法蘭式連接,并設置密封圈等防水裝置進行密封防水處理。鋼護筒連接處要求筒內無突起物,應耐拉、壓,不漏水。每塊模板內側焊上四點長40cm的角鐵起定位與固定作用,保證所澆灌的混凝土厚度達40cm。因自重較大,鋼筋與鋼護筒若先焊接加固后再水下拼裝,則潛水員難以實施。故計劃將鋼筋籠與每節鋼護筒分開進行水下拼裝。在岸上制作綁扎一半的鋼筋籠。承臺下設置拼裝平臺。單節鋼護筒拼裝完成后,沿著樁基向下移動1m,然后繼續拼裝鋼護筒,如此往復循環,直至設計要求長度,并且鋼護筒下座至設計河床面。河床面需要提前進行清理,以防灌注混凝土露漿。模板安裝前,在首節底模上預留法蘭盤,法蘭盤與混凝土輸送泵泵管一致。管口離底層混凝土面10-15cm。

8導管安裝

導管選用無縫鋼管制作,管內直徑為30 cm,其水密性和抗拉性能都需符合要求,以保證砼灌注過程中不漏水,不爆管。導管底節長7.0米,標準節長1.5米,另準備0.5米、1.0米長的輔助管各一節。導管接頭用法蘭盤配合Φ20mm全牙螺絲連接,法蘭盤采用20mm厚 A3鋼板制作。導管利用水下焊接拉結筋固定在鋼模板上,每節導管布置二道拉結筋。漏斗、儲料槽用5mm的A3鋼板和型鋼制成,儲料槽及下料漏斗容積應經過計算可以保證采用的設備滿足首批砼的灌注要求量。

9水下混凝土澆筑

樁基外包混凝土為商品混凝土。樁基外包混凝土所采用的原材料必須嚴格按規范要求進行原材料的抽檢試驗,合格才能使用。采用混凝土輸送車運送,通過輸送泵至儲料斗的方法施工。灌注水下混凝土前,先就位好儲料槽、漏斗,安排潛水工人配合下好導管。導管與孔底的離空控制在25~40厘米。灌注水下砼時,混凝土由輸送泵及布料桿泵送至樁位旁就位好的儲料槽里。砼由儲料槽放至漏斗、導管。第一次灌注時,把儲料槽和漏斗中灌滿混凝土并在其他工作都完全準備好以后即可剪球進行灌注。水下混凝土澆筑前對模板內水源進行置換,利用混凝土輸送泵與鋼模預留法蘭連接將淡水連續泵入,置換水源。
在進行水下混凝土施工時,水面采用浮吊設備等配合,水下混凝土澆筑利用輸送泵與預留法蘭連接,通過輸送泵與模板外鋼導管將混凝土壓入鋼模板內,分二點布料。在鋼模板中間一定高度處設置備用混凝土灌注閥門。水下混凝土澆注施工需不間斷、連續進行,直至整根樁基礎澆注施工完成 。該樁基截面增大尺寸較大,達40cm,對灌注混凝土時混凝土翻漿較為有利。

10導管拆除

澆筑完成6小時后開始對導管進行拆除,從上至下分節進行。樁基水下混凝土澆筑完成后,保留樁基礎鋼模板,作為防護套。

11包樁施工注意事項

(1)鋼筋籠分兩個半圓在加工場地制作好,并預留搭接長度,或者設計彎鉤在水下拼接直接勾住;
(2)鋼筋籠吊裝采用浮吊進行,每次下放安裝一個半圓的鋼筋籠,并安裝到位后進行固定;
(3)鋼筋籠外面設置混凝土墊塊,確保混凝土保護層厚度;
(4)鋼護筒按每1m一節進行拼裝;
(5)鋼護筒底部設置墊層,采用鋼護筒座底后采用混凝土等材料在筒外進行封堵,防止灌注混凝土時底下露漿;

(6)若流速較快,則潛水員安排在每天平潮的時間段進行水下作業;

(7)樁基混凝土表面清理采用鏟子、高壓水槍等進行;

(8)混凝土采用添加緩凝劑的細石混凝土;
(9)鋼護筒底部設置灌注口,并采用3點布料;
(10)灌注混凝土時為了防止混凝土離析,設置剪球措施。

三、總結

采用增大樁基截面的方法加固樁基,減少橋梁的安全隱患,可以確保橋梁的行車安全,阻滯樁基病害的繼續開展,延長樁基的使用壽命。該施工工藝對類似橋梁樁基加固具有一定的代表性。因現有的公路上舊危橋加固維修工作任務繁重,該工藝對舊危橋加固維修領域應用推廣價值較大。

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