橋梁維修加固工程中植筋技術(shù)分析

文/李長杰、胡勇

1 前言

在橋梁維修加固的過程中植筋加固技術(shù)屬于常用的一項技術(shù)，該技術(shù)操作簡單、工藝良好、成本低且抗拉強(qiáng)度比較高，可以有效減少橋梁結(jié)構(gòu)的損壞問題，提升工程質(zhì)量，促進(jìn)橋梁工程領(lǐng)域的穩(wěn)步發(fā)展。

2 植筋技術(shù)概述

2.1 植筋技術(shù)的原理

植筋技術(shù)是現(xiàn)代社會比較新型的橋梁加固施工技術(shù)，很多施工單位都比較重視該技術(shù)，該技術(shù)主要是通過采取必要措施進(jìn)行混凝土的加固補(bǔ)強(qiáng)，以此提升橋梁結(jié)構(gòu)的性能和水平。利用植筋技術(shù)可以有效進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)連接與錨固施工，滿足運(yùn)行的要求。在工程實施環(huán)節(jié)，該技術(shù)主要是利用粘結(jié)、嵌鎖的工作原理，對已經(jīng)存在結(jié)構(gòu)的直徑與深度的橋梁上部進(jìn)行鉆孔，然后再進(jìn)行錨固劑的填充施工，使新增加的鋼筋和已經(jīng)存在的老舊鋼筋粘結(jié)在一起，同時發(fā)揮出承載力的作用，進(jìn)而組合成為整體性的結(jié)構(gòu)[1]。

2.2 植筋技術(shù)的技術(shù)特點

2.2.1 該技術(shù)不會給原鋼筋結(jié)構(gòu)造成任何損害和不利影響，且植筋技術(shù)施工中不會實施開槽、挖洞等作業(yè)，只用在原結(jié)構(gòu)上進(jìn)行鉆孔、注膠施工即可滿足要求，充分保護(hù)原結(jié)構(gòu)。

2.2.2 該技術(shù)總體成本比較低，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)勢卻非常明顯，以原橋梁結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行加固施工，操作方便快捷，成本較低。

2.2.3 該技術(shù)工期很短，技術(shù)簡單，機(jī)械設(shè)備也不復(fù)雜，只需要簡單機(jī)械2～3 天內(nèi)完成操作，各個工序都可以順利實施。

2.2.4 該技術(shù)的承載性能較高，從相關(guān)資料分析可以發(fā)現(xiàn)，拉拔實驗環(huán)節(jié)，植筋技術(shù)應(yīng)用的是專業(yè)錨固劑埋設(shè)鋼筋材料，雖然外力持續(xù)作用也會導(dǎo)致變形出現(xiàn)，但是埋設(shè)的鋼筋與基材混凝土并不會產(chǎn)生任何滑移，所以相對穩(wěn)定性和承載性能比較高。

2.2.5 該技術(shù)結(jié)構(gòu)的性能和承載力水平較高，可以在不損壞原結(jié)構(gòu)的條件下完成加固施工，提升綜合性能，所以被大量應(yīng)用于橋梁工程的加固施工中，使用范圍比較高，能夠促進(jìn)總體施工水平的提升。

3 現(xiàn)場施工方案

3.1 前期準(zhǔn)備

3.1.1 破損混凝土剔鑿：將橋梁各個位置上存在的蜂窩、麻面、松散、孔洞、鋼筋外露等嚴(yán)重問題的結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行清除處理，確保不會有任何松散、污穢的問題，裸露出硬度高、密實度好的混凝土結(jié)構(gòu)，且該位置沒有任何油污、蠟狀物、灰塵等雜質(zhì)，保證加固質(zhì)量合格。

3.1.2 清理鋼筋銹蝕區(qū)域：如果有橋梁出現(xiàn)外露鋼筋腐蝕嚴(yán)重的情況，則需對該位置進(jìn)行鋼筋清理處理，保證表面不會有氧化層，露出光潔的部分；另外，在鋼筋銹蝕問題檢查方面也需要做好鋼筋混凝土表面清潔處理，保證無油污、油脂、蠟狀物等物質(zhì)浸入[2]。

3.1.3 鋼筋防銹、阻銹處理：裸露出來的鋼筋材料需要進(jìn)行表面的防腐蝕處理，涂刷一層保護(hù)劑對于材料來說是非常重要的，這樣可以保證鋼筋材料在后續(xù)施工中不會出現(xiàn)腐蝕問題。

3.2 鋼筋的定位、放線工作

結(jié)合橋梁的實際情況，確定合適的鋼筋施工位置，按照設(shè)計圖紙的要求，明確鋼筋間距、寬度、布局等，協(xié)調(diào)定位處理，保證各個位置的性能不會受到任何影響。

3.3 鉆孔

鉆孔位置按照設(shè)計方案要求進(jìn)行放樣，位置的偏差不能超過2cm。為了避免鉆孔環(huán)節(jié)觸碰拱肋鋼筋，鉆孔時應(yīng)該提起足夠的重視，做好檢查與管控工作，確保不會損壞鋼筋結(jié)構(gòu)，防止結(jié)構(gòu)性能下降。偏移量以及設(shè)計鉆孔位置間距控制在3cm，嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定深度，一般埋設(shè)深度需要超過10cm。在具體的施工環(huán)節(jié)，按照規(guī)定深度尺寸做好鉆孔處理，檢查符合要求后才能終孔，這是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

3.4 清孔

孔洞的清孔作業(yè)需要在批量鉆孔工作后進(jìn)行，逐一清除內(nèi)部的灰塵，主要采取壓縮空氣或者水進(jìn)行清孔，確保符合試驗標(biāo)準(zhǔn)的要求，孔壁達(dá)到無塵的要求。要想使鉆孔符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，就需要及時對混凝土粉塵進(jìn)行清除處理，然后應(yīng)用專業(yè)刷子以及清水做好鋼筋清洗處理，避免碎片出現(xiàn)在孔洞墻壁表面。清洗處理結(jié)束后，通過吹風(fēng)機(jī)吹干處理，進(jìn)行堵塞處理，避免給工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

3.5 鋼筋處理

技術(shù)人員在鋼筋使用前應(yīng)進(jìn)行鋼筋調(diào)直處理，如果有腐蝕嚴(yán)重的鋼筋材料，則需要進(jìn)行鋼絲刷的清除處理。通過乙醇清洗處理，達(dá)到干燥的要求后才能進(jìn)行施工。要想提高鋼筋材料的質(zhì)量，組織工作人員分門別類的管理極為重要，按照不同型號、長度、規(guī)格等參數(shù)要求存放和領(lǐng)用鋼筋材料。

3.6 配膠和注膠

植筋膠應(yīng)用的是環(huán)保型植筋膠，配膠根據(jù)使用說明進(jìn)行操作。在本次工程的實施中，植筋膠是喜得利牌，其各項性能都比較高，可以滿足橋梁加固施工的要求。按照植筋膠廠家發(fā)布的使用說明進(jìn)行合理配置，且要保證一次性注膠結(jié)束。首次需要把植筋膠打入膠槍內(nèi)，然后攪拌頭旋轉(zhuǎn)到頭部位置，扣動膠槍就可以流出植筋膠，第一次出來的植筋膠廢棄使用，再流出的膠液是均勻灰色的狀態(tài)才能繼續(xù)施工。注膠環(huán)節(jié)，把攪拌頭插入孔底位置開始注膠，注滿孔內(nèi)空間的2/3 即可；每次注膠之后，停頓5～6s，再開始下一次的注膠施工[3]。

3.7 插筋

注膠技術(shù)后給鋼筋施加部分的壓力，然后以相同的方向緩慢旋入孔內(nèi)，轉(zhuǎn)動環(huán)節(jié)需要保證內(nèi)部空氣可以隨時排出去，同時還需要達(dá)到插入深度的標(biāo)準(zhǔn)，讓膠稍微溢出來，確保注膠達(dá)到飽滿度的要求。另外，及時對結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行清洗處理，確保周邊結(jié)構(gòu)膠液達(dá)到飽滿度的要求；溢出的膠液全部清理掉，確保混凝土相鄰界面的連接質(zhì)量合格。根據(jù)植筋固化時間表確保植筋膠均勻的存在于鋼筋表面以及縫隙內(nèi)，插好后進(jìn)行養(yǎng)生施工，然后才能進(jìn)行鋼筋焊接、綁扎等處理。此外，插筋、養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)還需要防止震動的情況發(fā)生。

3.8 混凝土噴射

混凝土噴射施工作業(yè)前，需要進(jìn)行表面的濕潤處理，以噴適量水為主要方式，同時采取分層、分段的噴射方式，前后兩側(cè)噴射間隔時間不能短于終凝時間。保證混凝土水灰比符合工程的要求，噴射表面達(dá)到平整度的要求，沒有任何滑移或者流淌的情況存在。噴嘴與受噴射面的間距保證在0.8～1.5m 之間，且要達(dá)到垂直的要求。旋噴按照從下到上的順序進(jìn)行，根據(jù)30～50cm 的螺旋前進(jìn)，單次噴射保持在30cm 左右即可，兩次噴射時間間隔20～40min。

3.9 養(yǎng)護(hù)

噴射結(jié)束終凝2h 后，立即進(jìn)行噴水養(yǎng)生施工，時間控制在14d 以上。

4 施工操作要點及注意事項

植筋孔位置與直徑應(yīng)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求：凈邊距超過鋼筋保護(hù)層的結(jié)構(gòu)厚度，并且需要直接插入原結(jié)構(gòu)內(nèi)部；植筋的厚度應(yīng)該超過植筋孔深度加上40cm的距離。

施工作業(yè)開始前，需要做好膠體粘結(jié)強(qiáng)度以及膠和鋼與膠的粘結(jié)強(qiáng)度檢查工作，達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求才能進(jìn)行施工。膠粘劑注射環(huán)節(jié)，從底部開始進(jìn)行，達(dá)到均勻性的要求，在鋼筋插入后有少量膠液溢出才算合格[4]。

合理有效控制植筋環(huán)節(jié)的時間，通常應(yīng)該在補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)前開展，防止鋼筋長期裸露，一旦不符合要求，則需要進(jìn)行防銹、除銹處理，使植筋與拼接的結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定性要求。

施工環(huán)節(jié)如果發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)尺寸較小，那么為了防止發(fā)生嚴(yán)重震動的情況，鉆孔環(huán)節(jié)不能使用凸輪轉(zhuǎn)動原理電錘，而應(yīng)選擇使用電動或者氣動沖擊鉆開展鉆孔作業(yè)施工。

膠液固化的時間范圍內(nèi)不能出現(xiàn)鋼筋擾動的情況。

雨天禁止施工；夏季環(huán)境溫度較高的情況下，表面溫度在60℃左右，可以在溫差較低時進(jìn)行施工，如果施工時間較長，則需要在表面噴灑適量水，以達(dá)到降溫的效果，吹干內(nèi)部水分后開始植筋灌膠施工。植筋錨固施工的重點就是清孔處理，此時孔內(nèi)如果不潔凈或者存在潮濕問題，都會給粘結(jié)造成不良影響，進(jìn)而導(dǎo)致粘結(jié)強(qiáng)度不合格，錨固質(zhì)量不達(dá)標(biāo)[5]。

5 結(jié)語

為了提高橋梁運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，相關(guān)人員需要做好技術(shù)人員的培訓(xùn)和教育工作，同時還要使用先進(jìn)加固技術(shù)，對于結(jié)構(gòu)性能不足的橋梁進(jìn)行必要的加固施工，以此改善結(jié)構(gòu)性能，使施工方案更加優(yōu)化，提升工程的質(zhì)量水平，滿足橋梁運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，促進(jìn)橋梁事業(yè)的發(fā)展。