橋梁錐坡處理及加固技術探究

(甘肅天翔路橋有限責任公司,甘肅平涼 744000)

0 引言

新時期下，我國公路橋梁工程數量也不斷增多，新建橋梁工程不斷增多的同時，也增加了橋梁修復工程數量。對于一些正式投入運營的橋梁來說，隨著氣候條件、土壤環境產生變化，以及自然災害的影響，會嚴重影響路橋工程運行安全，如跳車現象就十分普遍。橋梁損壞不及時處理，會增加橋梁和車輛的安全隱患，橋梁維修費用也會增加，提高了路橋運維開支。因此做好橋梁錐坡處理和加固工作有著重要意義，也是延長路橋工程使用壽命的主要渠道。采取有效的錐坡處理技術和加固技術，能夠為路橋管理單位節省大量維修成本，讓路橋工程變得更加結實耐用。

1 工程概況

楊渠溝大橋和張巴溝大橋錐坡水毀，設計采用擋墻、抗滑樁加固的方法進行施工，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：HRB400級，豎向受力主筋連接采用直螺紋套筒連接；樁身砼設計強度為C30。護壁砼為0.18m厚C25混凝土。

根據設計圖紙及地勘資料，楊渠溝大橋抗滑樁樁長為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為兩側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 施工準備工作

對施工現場進行全面的勘察，對設計指標、施工圖紙進行深度研究，掌握設計意圖。在樁孔正式開挖前，要做好邊坡、周邊裂縫進行封閉處理，避免地表水滲漏影響孔壁的穩定性。之后進行樁位區域場地的平整清理工作，根據樁頂標高確定平整高程量。考慮到施工現場十分狹小，沿著既有道路、抗滑樁走向進行道路右側平整，提供更加寬闊的施工場地，方便后續施工作業。

按照工程的設計標準進行測量放樣，結合設計方案中的坐標，使用全站儀、GPS設備放出一序樁孔開挖線，實現樁體定位，設立十字護樁，并引導挖孔范圍外，有助于施工當中的樁位校核。

3 橋梁錐坡處理與加固施工

3.1 下部樁孔開挖

根據設計高程修整挖孔樁范圍，根據設計樁位跳樁開挖方法兩次開挖，第一次為井口場地平整，在鎖口尺寸原地下挖20cm，再進行護壁、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。井口四周要提前設置好排水溝，還要增設排水防滲、地表截。本工程采用了三腳架和固定卷揚機作為提升裝置，設備上裝有限速器和自鎖裝置。井口砼強度達到設計標準的70%后，安裝提升設施。樁體土方采用機械與人工配合方式開挖，先用鋼筋（長1.2m、直徑20mm）打入土中，檢測是否存在淤泥、流砂，如果有砂層要將每節開挖深度降到0.5m；開挖深度在6m以上時，要將風管口連續送到孔內且距離孔底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范圍內的土方堆積高度不得超過1.5m[1]。待到挖掘深度達到設計深度時，通知監理工程師檢驗，合格后封底。孔內如果發現了滲水問題，要及時將積水排除，引流要遠離樁孔，避免回流。如果孔內滲水量較小，可以采用人工提升方法，滲水量較大的情況下用水泵抽水，根據孔內水流量大小適當增減潛水泵數量，保證成孔質量。

3.2 鋼筋砼護壁

挖空中的每次護壁前，都要對樁身尺寸、平面位置、垂直度等進行檢查，確保成樁質量。每一節護壁砼養護24h后再進行下一節開挖。為了提高施工安全性，本次護壁采用C25鋼筋砼結構，每挖掘1m進行護壁。施工中，嚴格按照設計標準安裝護壁鋼筋、護壁模板，按照樁孔中心校正模板，確保護壁厚度、樁孔尺寸、垂直度等滿足標準，之后澆筑混凝土，上下護壁搭接量為200mm，采用小型振動棒振搗，確保混凝土密實度，護壁砼澆筑同時也要均勻澆筑周圍，避免模板位移問題。在混凝土強度達到1.2MPa以上時拆模、校正、修正，直到滿足標準為止。護壁混凝土灌注要求上下節點成為一體，提升孔壁的整體穩定性[2]。保持護壁設置的連續性，混凝土下送時保持對稱、四周均勻搗固。一邊施工一邊灌注護壁受力狀況，如果發生了錯位、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

抗滑樁施工環境的限制，鋼筋重量較大、數量多，為了提升效率、保證安全，本工程鋼筋加工設計樁長度均在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直或切割，保持切面和軸線相垂直。下料完成后統一放置鋼筋，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，如果有不合格絲頭要切除，重新加工螺紋。合格的絲頭一側戴上保護帽，另一側擰緊連接套。將寧套筒的鋼筋和被連接鋼筋連接，將鋼筋轉動到預定部位，使用扳手直接擰緊，鎖定后與套筒連接[3]。如果鋼筋無法轉動，要將螺母、連接套筒擰入到加長螺紋中，之后反向擰入到另一個鋼筋螺紋中，使用鎖定螺母與套筒連接。按照設計標準加工箍筋，標注主筋位置，布置四角主筋，表明箍筋位置，箍筋上主筋標記與主筋底部標記對準、垂直綁扎，依次進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，如果孔內滲水量較大，為了保證樁體施工質量，可設計水下砼配合比，完成配比的混凝土用罐車運輸到施工現場。采用插入式振動器分層振搗方案，由于經驗豐富的人員進行振搗，在樁體澆筑到設計標高時，根據浮漿厚度確定混凝土澆筑標高。如果混凝土表面沒有浮漿，混凝土灌注在設計標準基礎上增加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]。在抗滑樁澆筑時需要注意幾下事項：

（1）澆筑中混凝土表面積水厚度不得超過50mm，否則要先進行排水再澆筑。

（2）澆筑時要預留試塊，每根樁一組。

（3）樁井內部如有積水需要先排水。

（4）嚴格按照試驗段標準配比混凝土材料，井下人員使用插入式振搗棒將混凝土分層搗實，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護。

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

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

（7）待到樁身強度達到設計強度的75%時，即可對相鄰樁序進行開挖，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范標準。根據工程現場的勘測情況確定施工用水，如果相鄰水井無法使用，要通過運水車將水源運輸到作業面，在蓄水池中統一存水以備后續使用。

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）地下水滲流嚴重。

（2）混凝土養護中孔底有積水，抽水之后孔內土層產生水壓差，降低了孔壁的穩定性。

（3）土層變化部位挖空深度超過了土壤穩定極限高度。

（4）孔底超挖、位置偏移，孔壁結構受到外界干擾造成結構失穩，再加上支護不及時，從而產生塌孔問題。

4.1.2 措施

（1）采用井點降水措施，最大程度上減少孔內有積水出現，強化周圍裝土體粘聚力，提升結構穩定性。

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

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

（4）為了減少樁孔內容產生較大水壓差，抽水時要緩慢進行，并注意孔周圍排水工作。

4.2 護壁水平裂縫

4.2.1 原因

（1）護壁厚度過大，重量超出了土壤極限摩擦系數，造成護壁下滑產生裂縫。

（2）抽水過量，樁孔周圍地下水位下降，護壁外產生負摩擦力。

（3）受到塌方影響，導致護壁失去支撐出現土地下滑情況，護壁某個部位受到拉力作用影響造成環向水平裂縫，再加上下滑不均、四周壓力不均，產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）嚴格控制護壁厚度，在滿足支撐基礎情況下盡可能減少重量，可以在護壁內增設φ8@200mm豎向加強鋼筋用于強化，上下節豎向鋼筋連接要足夠牢靠，避免產生過大的環向拉力。

（2）護壁導槽位置必要保證支撐強度滿足要求，提升導槽穩定性。

（3）如果裂縫較小，可以暫時不處理，但需要做好裂縫和結構穩定性的監測，如果裂縫有擴大趨勢要第一時間處理。豎向裂縫可能會發生風險，一旦發現要停止作業，做好裂縫監控，通知設計單位、業主單位、監理單位共同協商解決對策。

4.3 截面大小不同或扭曲

4.3.1 原因

（1）挖孔過程中沒有嚴格按照中線控制標準設計護板尺寸，造成樁體產生偏差。

（2）土質強度不足或存在分細砂層，截面半徑難以控制。

（3）模板安裝強度不足，跑模問題嚴重。

4.3.2 措施

（1）針對上述諸多問題，需要嚴格按照每節量測各邊位置，保證孔壁垂直度達標。

（2）保證模板安裝強度，確保模板結構足夠穩定。

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

5 結語

綜上所述，為了能夠保證路橋工程的運行質量、降低安全事故發生率，必須要做好橋梁錐坡處理和加固工作。在樁板墻施工中，需要嚴格控制每個施工流程，前期準備工作必須要足夠充分，制定質量保障措施、安全保障措施、進度保障措施，按照設計標準進行每道施工工序管理，發現質量問題要及時解決，確保項目可以順利完工。