晉陽(yáng)高速公路常莊小橋加固施工

張小軍

(山西晉城路橋建設(shè)有限公司，山西 晉城 048000)

常莊小橋位于某高速公路K15+410處，橋軸線(xiàn)與路線(xiàn)斜交30°，為1 m～16 m預(yù)應(yīng)力空心板橋，橋高15 m，下部橋臺(tái)采用錯(cuò)臺(tái)式加筋擋土墻，擋墻下級(jí)內(nèi)置，上級(jí)外置組合式橋臺(tái)，為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。加筋擋土墻墻高15 m，分兩級(jí)錯(cuò)臺(tái)，面板直立。面板采用C30混凝土預(yù)制塊，厚26 cm。面板基礎(chǔ)上級(jí)采用C20混凝土，下級(jí)采用7.5級(jí)漿砌片石基礎(chǔ)。加筋土拉帶為φ14的Ⅱ級(jí)鋼筋，水平間距0.7 m，垂直間距0.6 m;加筋擋土墻后填料采用附近路塹開(kāi)挖的Q2黃土，重力密度為20 kN/m3，計(jì)算內(nèi)摩擦角為35°。

通車(chē)11年后，常莊小橋加筋擋土墻存在較大病害，影響橋梁安全，橋梁臺(tái)背存在跳車(chē)問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)擋墻進(jìn)行了加固處理，對(duì)臺(tái)背進(jìn)行了注漿處理。

1 病害情況及原因分析

1.1 病害情況

晉城側(cè)橋臺(tái)下級(jí)擋墻有數(shù)塊擋板被臺(tái)后土體擠壓凸起，板間裂縫變寬，產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái);上級(jí)擋墻的擋板間縫隙較大，板后填土有空洞。橋臺(tái)護(hù)坡和橋臺(tái)擋墻防水層破損。

1.2 原因分析

1)擋土墻后填土的主動(dòng)土壓力過(guò)大。由于填料壓實(shí)度不足，或加筋體中加筋量不夠，加筋土體產(chǎn)生較大的側(cè)向土壓力，使拉筋產(chǎn)生過(guò)大的蠕變，導(dǎo)致墻面產(chǎn)生了較大的變形或開(kāi)裂破壞。2)橋臺(tái)護(hù)坡和橋臺(tái)擋墻防水破壞，臺(tái)水體滲入臺(tái)后填土內(nèi)，造成臺(tái)后土體內(nèi)摩擦角減小，并使拉筋的摩阻力減小，擋板拉筋承載力降低，導(dǎo)致?lián)醢搴屠钭冃翁?，產(chǎn)生裂縫和破損。

2 施工順序

對(duì)原有擋板縫隙和破損部位的修補(bǔ)→橋臺(tái)擋板前墻鉆孔、植錨桿和注漿→前墻鋼筋網(wǎng)的綁扎、立模、澆筑混凝土→橋臺(tái)擋板墻側(cè)墻鉆孔、植錨桿和注漿→側(cè)墻鋼筋網(wǎng)的綁扎、立模、澆筑混凝土→橋臺(tái)上級(jí)擋墻鉆孔、植錨桿和注漿→橋臺(tái)上級(jí)擋墻擋板植筋、掛鋼筋網(wǎng)錨噴混凝土→在橋臺(tái)前墻混凝土面板上按設(shè)計(jì)要求刻槽設(shè)預(yù)裂縫→去除原有擋墻臺(tái)階上的混凝土擋水板，重新做防水設(shè)施→對(duì)錐坡、錯(cuò)臺(tái)防水板進(jìn)行修復(fù)。

3 施工方法

為保證維修效果，施工期間對(duì)過(guò)往車(chē)輛進(jìn)行限載、限速，半幅封閉施工;施工前對(duì)照實(shí)橋與施工圖對(duì)病害情況進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核。

3.1 橋臺(tái)前墻、側(cè)墻擋墻的加固施工

1)將預(yù)制擋板間松散的砌縫砂漿鑿除，并對(duì)砌縫進(jìn)行清潔，然后用M10砂漿填充擋板間接縫，填充時(shí)要注意將接縫內(nèi)填充飽滿(mǎn)。2)在每塊擋板的指定位置采用機(jī)械或人工鉆孔的施工方法，錨孔直徑為10 cm，孔深10 m，向下傾角為5°，鉆孔過(guò)程應(yīng)盡量減少對(duì)土體的擾動(dòng)，保證不發(fā)生塌孔現(xiàn)象。成孔后，采用錨桿為直徑25 mm，長(zhǎng)度10.16 m的螺紋筋植入錨孔中，要保證錨桿必須放入錨孔的正中央，錨桿每間隔2.0 m設(shè)置四個(gè)對(duì)中支架，每個(gè)對(duì)中支架下方設(shè)置一塊船型鐵皮，以防錨桿陷入泥中。止?jié){帶要設(shè)在離壁孔口0.5 m～0.7 m處，以防壓力注漿時(shí)在孔口處發(fā)生塌方現(xiàn)象。3)對(duì)錨孔進(jìn)行注漿。要求水泥漿水灰比不大于0.45，強(qiáng)度大于30 MPa。應(yīng)注意從注漿管插至距孔底25 cm～50 cm處開(kāi)始注漿，注漿壓力保持在0.2 MPa～0.4 MPa，孔口設(shè)止?jié){塞。注漿時(shí)先高速低壓從孔底注漿，當(dāng)水泥漿從孔口溢出后，再采取低速高壓從孔口注漿。為增加漿液的和易性和水泥砂漿的早期強(qiáng)度，需摻入水泥用量0.3%的減水劑及水泥用量0.05%的早強(qiáng)劑(三乙醇胺)。為防止水泥砂漿收縮時(shí)錨固體與孔壁錨固力的損失，需摻入水泥用量10%的膨脹劑。4)錨桿注漿后在水泥漿強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%時(shí)，千萬(wàn)不可以在錨桿端頭施加外力，以免擾動(dòng)錨孔內(nèi)的漿體。當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)，可在錨桿端頭掛鋼筋網(wǎng)，并立模澆筑20 cm厚混凝土。但澆筑混凝土前需要將原擋板與土體間的空隙、空洞填堵密實(shí)。5)當(dāng)混凝土擋板強(qiáng)度達(dá)到80%后，在新增鋼筋混凝土面板上按2 m×2.4 m(寬×高)的間距刻2.5 cm深的槽作為預(yù)裂縫，以防止新增混凝土薄壁在干縮作用下出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫現(xiàn)象。6)橋臺(tái)前墻的加固分兩次進(jìn)行，每次加固的高度為2.4 m。鉆孔、打錨桿、注漿、掛網(wǎng)和澆筑混凝土循環(huán)進(jìn)行，保證了墻體的安全。前墻下級(jí)擋墻施工結(jié)束后進(jìn)行側(cè)墻下級(jí)擋墻的施工。7)澆筑完成后采用塑料膜覆蓋養(yǎng)生，以防止水分蒸發(fā)，造成干裂紋。

3.2 橋臺(tái)護(hù)坡及錯(cuò)臺(tái)防水設(shè)施的施工

1)拆卸掉擋墻錯(cuò)臺(tái)上原有的混凝土防水板，重新現(xiàn)澆寬2.7 m、厚8 cm的C30混凝土擋水板，擋水板鋪放平穩(wěn)，流水坡度為1∶0.2，板間用M10砂漿勾縫，與上級(jí)擋墻的接縫要用瀝青麻絮填縫，填縫深度不小于5 cm，以防止雨水下滲影響工程質(zhì)量。2)對(duì)橋臺(tái)所有的沉降縫用麻油瀝青填縫，填縫深度不小于5 cm。3)將橋臺(tái)護(hù)坡上的原有破碎的砂漿鑿除，用M10砂漿進(jìn)行勾縫，勾縫結(jié)束后用砂漿抹面。

3.3 噴射混凝土施工

1)材料要求:水泥采用強(qiáng)度不小于42.5 MPa的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥;粗骨料采用堅(jiān)硬耐久的碎石，嚴(yán)禁用具有潛在的堿活性骨料，石子最大粒徑不大于15 mm，含泥量不大于1%;細(xì)骨料采用堅(jiān)硬、耐久的中粗砂，細(xì)度模數(shù)大于2.5，含水量在5%～7%，含泥量不大于3%;采用液體速凝劑，嚴(yán)格控制摻量，初凝時(shí)間不大于5 min，終凝時(shí)間不大于10 min。2)施工工藝:錨噴補(bǔ)強(qiáng)混凝土采用濕噴工藝。噴射前用水清洗受?chē)娒嫔系母?、石屑，?dāng)接觸面遇水容易潮解、泥化時(shí)，用高壓風(fēng)吹凈接觸面，以保證噴射混凝土與受?chē)娒嬲辰Y(jié)牢固。混凝土拌制均勻，顏色一致，隨拌隨用，摻速凝劑后，存放時(shí)間不超過(guò)30 min。噴射混凝土溫度控制在15℃～25℃。噴射自下而上進(jìn)行，方向與受?chē)娒娲怪辈⑸晕⑾騽倗娚洳课粌A斜，噴射時(shí)噴槍對(duì)受?chē)娒姘错槙r(shí)針?lè)较蚵菪D(zhuǎn)動(dòng)，螺旋直徑大約在20 cm～30 cm之間，以使混凝土噴射密實(shí)。噴射混凝土?xí)r分兩次進(jìn)行，每次厚度控制在3 cm～5 cm左右，保持厚度均勻。在前一次混凝土終凝后進(jìn)行后一次噴射，但二者時(shí)間間隔不宜過(guò)久。噴射速度要適中，起始風(fēng)壓達(dá)到0.5 MPa后再開(kāi)始操作，根據(jù)噴嘴出料情況調(diào)整風(fēng)壓范圍為0.3 MPa～0.5 MPa。噴射面要保持自然平整，不但有利于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性，而且外形美觀。因此，在噴射混凝土初凝后用刮刀將設(shè)計(jì)線(xiàn)外多余的材料刮掉，然后再?lài)娀蚰ㄒ粚由皾{。噴射混凝土終凝2 h后，及時(shí)噴水養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間不少于7 d，使其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求并避免表面開(kāi)裂。

3.4 橋面及其他方面的施工

橋面主要存在滲水問(wèn)題，通過(guò)驗(yàn)算橋梁承載力，得知橋梁富余系數(shù)較小，不適宜采用增加橋梁自重的方法來(lái)施工，所以采取了橋梁鑿除原鋪裝后按原設(shè)計(jì)厚度恢復(fù)瀝青混凝土鋪裝層的方法。防水層采用同步碎石封層，瀝青用量為1.6 kg/m2，撒鋪5 mm～10 mm的碎石，用量以覆蓋50%橋面面積為準(zhǔn)，瀝青鋪裝層采用5 cm AC-13改性瀝青混凝土。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)常莊小橋的病害深入分析，采取了有效的加固措施，實(shí)踐證明達(dá)到了對(duì)病害根本性處治的目的。

[1] 劉 軍.談橋梁加固[J].山西建筑，2011，37(34):160-161.