道路橋梁加固維修中植筋技術應用

吳傳金

（贛州市公路發展中心大余分中心，江西 大余 341500）

0 引言

道路橋梁在運營一段時間之后，往往受到環境因素以及車輛因素的影響，出現橋梁結構性能下降的問題。因此，必須加強橋梁加固工程的控制，才能夠提高橋梁的穩定性。植筋技術作為橋梁維修加固常用的方法，操作簡單、工藝成熟，將其應用到道路橋梁加固維修工程中，可以提升橋梁的穩定性。

1 植筋技術概述

1.1 植筋技術的原理

植筋技術是現代社會研發應用的新型橋梁加固施工技術，被很多單位選擇和應用，其本質上來說是一種鋼筋混凝土加固補強技術。將植筋技術應用到實際中，使混凝土連接與錨固更加穩定。在施工中，運用植筋技術主要依靠黏接和嵌鎖的工作原理。利用橋梁上部的混凝土結構，進行鉆孔作業，保證直徑與深度達到要求，并使用專業的植筋膠，使新增加的鋼筋與橋梁原有的鋼筋黏接成為整體，共同參與受力，結構的整體性能得到提升，完全達到工程的技術標準要求。

1.2 植筋技術的特點

其一，植筋技術的應用不會給原橋梁鋼筋結構造成損傷。因為施工時不會進行開鑿、挖洞等操作，只需要在原基礎之上開展鉆孔、注膠施工，充分保護原結構，達到性能提升的要求，且沒有造成任何的病害問題。其二，植筋技術施工的成本比較低，經濟效益較為明顯。這一技術在原鋼筋結構基礎上開展施工，方便、快捷，總體成本比較低，企業的經濟負擔也比較小。其三，植筋技術施工速度比較快，施工周期短，機械設備簡單，通常在2～3 天內即可完成。其四，植筋技術的施工承載性能比較高。通過以往的經驗分析可以發現，在拉拔試驗中，植筋技術使用專業植筋膠埋設的鋼筋，雖然在外力的作用之下會發生屈服變形，但是埋設的鋼筋與基材的混凝土不會發生滑動移位的情況，使結構的性能合格。其五，植筋技術的適用性比較強，可以在多種條件下應用，都能達到使用的要求。應用植筋技術后不會對原結構造成傷害，在原橋梁鋼筋結構基礎上，完成加固施工，達到補強、連接的效果。所以植筋技術可以被廣泛應用到橋梁加固中，甚至整個橋梁結構的施工中，完全可以滿足工程建設的標準和要求[1]。

2 現場施工方案

2.1 前期準備

其一，損壞的混凝土剔鑿處理。將原橋梁結構上的蜂窩、麻面、松散、空洞、破碎、剝落、外露鋼筋的部位清理干凈，適當地應用高強度射水實現全面清理，裸露出堅硬、密實的結構部分，同時確保表面沒有任何油污、油脂、灰塵等，沒有任何影響工程施工效果的污濁物，從而保證施工效果。其二，鋼筋銹蝕的清理。針對露筋的部分，將氧化層全面清理干凈，露出金屬光澤。對探查出的鋼筋銹蝕區，要全面清理掉，確定不會對后續的增強施工產生任何的不利影響。其三，鋼筋防銹、阻銹處理。對于外露的鋼筋材料，需要在鋼筋表面涂抹一層保護劑。可以采取分層施工的方式，在單層厚度1.2mm 的鋼筋銹蝕部位上，使用多功能阻銹劑涂抹處理，以達到防銹效果。

2.2 鋼筋的定位、放線工作

綜合分析橋梁工程的具體情況，了解鋼筋的具體位置，并根據設計方案的要求，確定鋼筋的間隔距離、寬度，豎向結構布局協調。

2.3 鉆孔

在確定植筋孔位置時，必須按照設計方案要求進行放樣測量，誤差不超過2cm，從而預防鋼筋觸碰到拱肋鋼筋的情況。鉆孔時應特別注意，做好檢查控制。如果碰到鋼筋，應合理地避開鋼筋的位置，防止鋼筋受到損傷。偏移量應根據設計方案的要求控制，不能超過3cm。植筋孔的深度要達到設計方案的要求，埋設深度在8～10cm 以上。在具體操作的過程中，結合孔徑、孔深開展鉆孔，全面控制，符合鉆孔的要求才能繼續開展施工。

2.4 清孔

清孔主要是在成批量鉆孔結束后，逐一進行孔內的灰塵處理。一般應用壓縮空氣或者水進行清理，使用毛刷刷三遍、吹三遍，確保孔壁上沒有任何灰塵等雜質，不會影響施工效果。為了使植筋孔達到加固的標準要求，現場施工需要定期清理混凝土粉塵，使用刷子聯合清水的方式沖洗處理，避免碎片出現在墻體上。清洗工作結束后，用吹風機清理，以免有任何雜質污染孔。

2.5 鋼筋處理

在鋼筋投入使用前，需要檢查鋼筋條是否達到順直的要求。對于有腐蝕情況的鋼筋材料，進行技術除銹處理。一般是應用乙醇清洗處理，達到干燥標準后再次投入使用。為了確保鋼筋質量合格，技術人員需加強鋼筋管理，并按照規格、型號進行分類存放，以免出現誤用的情況。

2.6 配膠和注膠

選擇結構膠時，應用環保型植筋膠，按相關的標準執行配膠。根據植筋膠生產廠家的使用說明、種類進行合理的配置，一次完成注膠。首先將植筋膠灌入膠槍，把攪拌頭旋轉到頭部，扣動膠槍直到流出為止。第一次打出的膠液不能使用，在流出的膠液為均勻的灰色后，繼續施工。在注膠作業中，把攪拌頭插到孔內開始注漿施工，一般注入2/3 即可。在注膠環節，要隨時觀察注漿的情況。如果存在問題要及時做出調整，并加強控制，以免出現膠液浪費的情況，確保注膠施工質量符合要求。

2.7 植筋

注膠工作結束后，對鋼筋施加必要的壓力，并且在同一方向上將鋼筋植到孔內。轉動時，要把膠內的空氣排除，確保植入的深度達到設計標準的要求。植筋有少量膠液溢出，達到飽滿度的要求。溢出膠液應立即清理掉，確保澆筑后混凝土與原混凝土界面的質量合格。根據植筋固化時間表的規定開展操作，確保植筋膠均勻地附著在鋼筋表面以及縫隙內。植筋后，開展植筋膠養生施工，植筋膠固化后，再開始鋼筋的焊接、綁扎以及其他作業。在植筋、養護環節，上部橋梁不能有過大的震動。

2.8 混凝土噴射

混凝土噴射作業前，保持受噴面達到濕潤度的要求，并選用分段、分層的方式噴射施工，前后兩層的噴射時間間隔不能超出混凝土的初凝時間。在噴射環節，加強水灰比的控制，確保表面達到平整性要求，濕潤度合格，有足夠的光澤度，且噴嘴與受噴面的距離保持在0.5～1.5m，達到垂直度標準要求。旋噴按照從下到上的順序進行，以30～50cm 為直徑畫圓成螺旋形前進，每一次噴射3cm 的厚度，且噴射間隔距離在20～40min[2]。

2.9 養護

噴射混凝土終凝2h 后，開始進行噴水養生施工，時間在14d 以上。

3 實例解析

3.1 項目概況

某橋梁項目處于國道項目中，上部結構設計為4×30m 預應力混凝土簡支T 梁的形式，橫向設置為6片梁，每一跨都需要在兩端布置隔板結構。該橋梁項目的長度為120m，下部設計為柱式橋墩聯合鉆孔灌注樁方式施工，U 型橋臺擴大基礎。整個橋梁經過十幾年的運營，已經出現了一定程度的病害問題，根據工程的需要，進行加固維修處理，可以恢復到正常的狀態，以滿足施工的標準要求。

3.2 項目主要病害情況

該橋梁項目管理單位經過對橋梁運營情況的現場勘察，進行特殊性檢查，確定具體病害的問題。

3.2.1 上部承重結構

該橋梁項目應用設計為預應力鋼筋混凝土T 梁形式，總體性能比較一般，主要病害如下：有10 處翼緣板出現滲水的問題；2 處翼緣板有青苔；8 處翼緣板損壞、露筋，面積0.67m2；5 處翼緣板滲水；1 處腹板鋼筋沒有拆除；腹板表面有麻面，面積30m2。

3.2.2 上部一般構件

該橋梁項目的上部一般構件主要是濕接縫、橫隔梁。經過現場勘查確定如下病害問題：一是濕接縫病害。破損、露筋總計有19 處，面積1.5m2；預后18 處出現了滲水的問題；麻面、蜂窩出現了2 處，面積2.0m2。二是橫隔板病害。損壞、露筋有2 處，面積0.66m2；鋼筋沒有切除的部分20 處；空洞的問題1 處，面積0.04m2。

3.2.3 支座

橋梁支座形式為板式橡膠座，結構運行性能良好，具體病害問題就是在支座的表面出現了輕微的銹蝕問題，對于性能產生較大的影響。

3.2.4 橋墩

該橋梁項目選用的是柱式橋墩的形式，結構性能良好，但是有如下病害：蓋梁施工作業的垃圾沒有及時清理干凈；滲水部位比較大；蜂窩病害問題；麻面問題[3]。

3.2.5 橋面鋪裝

整個橋梁的橋面鋪裝層完整度比較好，總體性能比較差，如出現了較為嚴重的龜裂、磨損、骨料外露等問題，還有10 余處的露筋問題，性能降低較為明顯。

4 維修加固方案

因為該橋梁的結構上部為T 梁的形式，在端部設置橫隔板，橫向連接性能比較差，強度較為薄弱，結構剛度性能不足，穩定性也比較差。橫向應力主要集中在橫隔板以及濕接縫的部位上，所以這兩個部分出現了比較嚴重的裂縫、開裂等質量問題，極大地影響正常使用。在整個橋梁的橋面鋪裝結構上，出現了比較嚴重的露骨、橫向裂縫、露筋、破損等問題，橋梁的性能下降較為明顯。根據國家標準以及行業規范的要求，綜合分析橋梁工程的病害問題以及道路交通通行要求，技術人員確定采用以下維修加固方案：其一，每跨中間部位要新增加三跨鋼結構橫隔板；其二，對于鋪裝層結構損壞的情況要及時鑿除、更換，恢復原有性能；其三，將整個橋梁的全部伸縮縫進行更換處理；其四，行車道、人行道要增加波形鋼護欄，達到防撞性能的要求；其五，將原人行道護欄拆除，更換為不銹鋼的復合管欄桿；其六，更換全部支座；其七，檢查橋梁的混凝土剝落、露筋、銹蝕等問題，采取應對措施。在上述加固方案完成后，進行各項性能指標檢測，對比加固前后的差異見表1。

表1 加固前后比較

5 施工操作要點及注意事項

其一，植筋孔的位置、直徑必須達到設計標準要求，同時還要保證凈邊距大于鋼筋保護層，并且將鋼筋植入原結構內側；植入鋼筋的深度應超過植筋孔深度40cm 以上。其二，在項目施工前，應做好膠體黏結強度以及鋼和膠與混凝土的黏結性檢查，達到要求才能投入使用。在注入植筋膠的環節，要從植筋孔底部進行注入，并保持均勻性，保證植筋膠的用量達到標準，溢出量滿足要求，不會因為用量少而影響工程的質量。其三，在植筋現場施工中，要加強施工時機的控制，通常要在補強鋼筋網施工前進行，防止因為長期暴露而引發的銹蝕問題。采取必要的防銹、除銹措施，保證全部植入的鋼筋和拼接后的鋼筋達到穩定、可靠性要求，焊接連接性能達標[4]。其四，如果發現植筋孔尺寸較小，為了不對其他結構造成影響，避免采用電錘，使用電動、氣動的沖擊鉆進行擴孔。其五，現場施工中，膠固化的環節不能擾動鋼筋。其六，盡量不要在降雨天施工，夏季環境溫度如果比較高，結構表面溫度在60～70℃，所以應在每日溫度較低的時間段內施工。如果施工時間比較長，應在結構內灑水、孔內灌水降溫，再吹干后進行后續的施工。植筋錨固施工的重要工序是清孔，確保孔內不會有任何粉塵以及雜質，確保黏結效果合格。通過清潔處理，達到黏結強度的要求，保證錨固質量。其七，現場進行噴射混凝土的加固施工，確保連續施工，從而保證新舊混凝土結構連接性能合格，達到共同承載性能的要求，滿足系統承載性能的標準。

6 結語

在道路橋梁加固維修環節，植筋技術是比較常見的施工技術，對于提高原橋梁性能發揮積極的作用。為了使橋梁的質量和性能合格，達到承載性能標準，加強植筋技術的研發和應用，提高現場施工質量，使原橋梁的結構性能得到提升，對橋梁的安全、穩定運行產生積極的影響。