基于錨噴射混凝土在橋梁加固中的應用

朱娘柱

（東莞市茗鑫路橋建設養護有限公司，廣東 東莞 523000）

錨噴混凝土在橋梁加固中的應用，是借助高速噴射機械，將新混凝土混合料連續地噴射到已錨固好鋼筋網的受噴面上，凝結硬化而形成鋼筋混凝土，從而增大橋梁的受力斷面并補強鋼筋，加強結構的整體性，使其能承受更大的外荷載作用。

1 噴射混凝土設計

（1）噴射混凝土的設計強度等級不應低于C15；對于豎井及重要隧洞和斜井工程，噴射混凝土的設計強度等級不應低于C20；噴射混凝土1 d齡期的抗壓強度不應低于5 MPa；鋼釬維噴射混凝土的設計強度等級不應低于 C20，其抗拉強度不應低于2 MPa，抗彎強度不應低于6 MPa。

（2）噴射混凝土的體積密度可取2 200 kg/m3，彈性模量應按相關數據采用。

（3）噴射混凝土的厚度，最小不應低于50 mm，最大不宜超過200 mm。

（4）鋼筋網噴射混凝土中鋼筋網的設計應遵守下列規定：①鋼筋網的鋼筋直徑宜為4～12 mm；②鋼筋間距宜為150～300 mm；③鋼筋保護層厚度不宜小于20 mm。

2 噴射混凝土施工

2.1 原材料

（1）應優先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，也可選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質硅酸鹽水泥，必要時，采用特殊水泥。水泥強度等級不應低于32.5 MPa。

（2）應采用堅硬的中砂或粗砂，細度模數宜大于 2.5。干法噴射時，砂的含水率宜控制在 5%～7%；當采用防粘料噴射機時，砂的含水率可為7%～10%。

（3）應采用堅硬的卵石或碎石，粒徑不宜大于15 cm；當使用堿性速凝劑時，不得使用含有活性二氧化硅的石料。

（4）當工程需要采用外摻料時，摻量應通過試驗確定，加外摻料后的噴射混凝土性能必須滿足設計要求。

（5）拌和用水不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質，不得使用污水及pH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO2－4計算超過混合用水重量1%的水。

2.2 施工工具

（1）干法噴射混凝土機的性能應符合下列要求：密封性能良好，輸料連續均勻；生產能力（混合料）為3～5 m3/h，允許輸送的骨料最大粒徑為25 mm；輸送距離（混合料），水平不小于100 m，垂直不小于30 m。

（2）濕法噴射混凝土機的性能應符合下列要求：密封性能良好，輸料連續均勻；生產率大于5 m/h，允許骨料最大粒徑為15 cm；混凝土輸料距離，水平不小于30 m，垂直不小于20 m，機旁粉塵小于10 mg/m3。

（3）選用的空壓機應滿足噴射機工作風壓和耗風量的要求；當工程需要選用單臺空壓機工作時，其排風量不應小于 9 m3/min；壓風進入噴射機前，必須進行油水分離。

（4）混合料的攪拌宜采用強制式攪拌機。

（5）輸料管應能承受0.8 MPa以上的壓力，并應有良好的耐磨性能。

（6）干法噴射混凝土施工供水設施應保證噴頭處的水壓為0.15～0.20 MPa。

2.3 混合料的配合比與拌制

（1）混合料配合比應遵守下列規定：干法噴射水泥與砂、石之重量比宜為1.0∶4.0～1.0∶4.5；水灰比宜為0.40～0.45；濕法噴射水泥與砂、石之重量比宜為1.0∶3.5～1.0∶4.0；水灰比宜為 0.42～0.50，砂率宜為 50%～60%。速凝劑或其他外加劑的摻量應通過試驗確定。外摻料的添加量應符合有關技術標準的要求，并通過試驗確定。

（2）原材料按重量計，稱量的允許偏差應符合下列規定：水泥和速凝劑均為±2%；砂、石均為±3%。

（3）混合料攪拌時間應遵守下列規定：采用容量小于400 L的強制式攪拌機時，攪拌時間不得少于60 s；采用自落式或滾筒式攪拌機時，攪拌時間不得少于120 s；采用人工攪拌時，攪拌次數不得少于3次；混合料摻有外加劑或外摻料時，攪拌時間應適當延長。

（4）混合料在運輸、存放過程中，應嚴防雨淋、滴水及大塊石等雜物混入，裝入噴射機前應過篩。

（5）干混合料宜隨拌隨用。無速凝劑摻入的混合料，存放時間不應超過 2 h，干混合料摻速凝劑后，存放時間不應超過20 min。

（6）用于濕法噴射的混合料拌制后，應進行坍落度測定，其坍落度宜為8～12 cm。

2.4 噴射前的準備工作

（1）噴射作業現場，應做好下列準備工作：拆除作業面障礙物、清除拱圈表面風化的部位；用高壓風水沖洗受噴面；埋設控制噴射混凝土厚度的標志；噴射機司機與噴射手不能直接聯系時，應配備聯絡裝置；作業區應有良好的通風和足夠的照明裝置。

（2）噴射作業前，應對機械設備、風、水管路、輸料管路和電纜線路等進行全面檢查及試運轉。

（3）采用濕法噴射時，宜備有液態速凝劑，并應檢查速凝劑的泵送及計量裝置性能。

2.5 噴射作業

（1）噴射作業應遵守的規定：噴射作業應分段分片依次進行，噴射順序應自下而上；素噴混凝土一次噴射厚度應按照表1選用。

表1 素噴混凝土一次噴射厚度度 /mm

分層噴射時，后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行，若終凝1 h后再進行噴射時，應先用風水清洗噴層表面；噴射作業緊跟開挖工作面時，混凝土終凝到下一循環放炮時間，不應小于3 h。

（2）噴射機司機的操作應遵守的規定：作業開始時，應先送風，后開機，再給料，結束時，應待料噴完后，再關風；向噴射機供料應連續均勻，機器正常運轉時，料斗內應保持足夠的存料；噴射機的工作風壓，應滿足噴頭處的壓力在 0.1 MPa左右；噴射作業完畢或因故中斷噴射時，必須將噴射機和輸料管內的積料清除干凈。

（3）噴射手的操作應遵守的規定：噴射手應經常保持噴頭具有良好的工作性能；噴頭與受噴面應垂直，宜保持0.60～1.00 m的距離；干法噴射時，噴射手應控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現象。

（4）噴射混凝土的回彈率，不應大于25%。

（5）噴射混凝土養護應遵守的規定：噴射混凝土終凝2 h后，應噴水養護；養護時間，一般工程不得少于7 d，重要工程不得少于14 d。氣溫低于＋5 ℃時，不得噴水養護。

（6）冬期施工應遵守的規定：噴射作業區的氣溫不應低于＋5 ℃；混合料進入噴射機的溫度不應低于＋5 ℃；噴射混凝土強度在下列數值時，不得受凍：①普通硅酸鹽水泥配制的噴射混凝土低于設計強度等級30%時；②礦渣水泥配制的噴射混凝土低于設計強度等級40%時。

2.6 鋼筋網噴射混凝土施工

（1）噴射混凝土中鋼筋網的鋪設要遵守下列規定：鋼筋使用前應清除污銹；采用雙層鋼筋網時，第二層鋼筋網應在第一層鋼筋網被混凝土覆蓋后鋪設；鋼筋網應與錨桿或其他錨定裝置聯結牢固，噴射時鋼筋不得晃動。

（2）鋼筋網噴射混凝土作業除應符合本章有關規定外，還應符合下列規定：開始噴射時，應減小噴頭與受噴面的距離，并調節噴射角度，以保證鋼筋與壁面之間混凝土的密實性；噴射中如有脫落的混凝土被鋼筋網架住，應及時清除。

2.7 質量控制

（1）強度控制。重要工程的噴射混凝土施工，宜根據噴射混凝土現場28 d齡期抗壓強度的試驗結果，控制噴射混凝土抗壓強度。噴射混凝土施工中應達到的平均抗壓強度可按下式計算：

fck＝fc＋S

式中，fck：施工階段混凝土應達到的平均抗壓強度，MPa；

fc：噴射混凝土抗壓強度設計值，MPa；

S：標準差，MPa。

（2）勻質性控制。噴射混凝土的勻質性，可以現場 28 d齡期噴射混凝土抗壓強度的標準差和變異系數，按表2的控制水平表示。

表2 噴射混凝土的勻質性指標

3 結束語

綜上所述，在橋梁維修加固中采用噴射混凝土與現澆混凝土加厚相比，該法主要優點是不需要拆除原橋梁上建筑，節省工程量，提高了投資效益。