某公路桥梁采用预应力混凝土空心板结构,桥面全宽18.5m,桥梁上下部结构整体高度为17.0m,桥台基础为混凝土现浇基础。受到暴雨的持续冲刷,该桥梁中部高填路堤东侧的挡墙出现严重的垮塌现象,为确保该公路桥梁的正常运营,决定对其进行加固改造,具体方案如下:利用混凝土对出现垮塌的挡墙进行修复;将桥梁中部的高填路段改为桥桩结构;对空心板进行加固;重新铺设桥面层。以下重点介绍该路桥加固改造过程中的施工技术要点。

暴雨对桥梁的持续冲刷造成挡墙垮塌,未垮塌的挡墙下部土体出现空洞及结构松散层,经研究决定采用现浇混凝土的方法,对垮塌挡墙进行修复,随后将桥梁中部的高填方路段改为桥桩加桥面板的结构,并对松散土层进行重新夯实,新做灰土层及碎石层,对挡墙与土体之间的缝隙填塞密实,最后重铺桥面层。

在本工程中,对原桥中部高填方路堤进行改造时,采用锚杆静压钢管桩,具体施工技术要点如下。

1)沉桩工艺流程静压钢管桩施工必须保证沉桩质量,为此,作业人员应掌握沉桩工艺,并在施工中严格按照工艺流程进行操作。工艺流程如图1所示。

2)桩机就位在桩机移动就位过程中,应当确保机架与预先埋设好的孔洞中心桩对准,确保桩机准确就位。

3)起吊桩在桩起吊过程中,应当保证起吊所用的千斤绳承受力系数在桩身重量的2倍以上,并按照桩长对千斤绳的绑扎位置进行合理确定,通常情况下,系在吊环上下±50mm位置处。起吊时应遵循慢拉轻放原则。

4)插桩对下节桩施压前,应以桩孔中心作为基准点,使周边垂直等分。插桩位移应控制在20mm以内,若是插桩过程中遇到阻碍,应将桩从孔内拔出,待阻碍物清除之后重新插入,不得强行硬插,以免造成桩身损坏。当障碍物深度超过基础时,可通过钻孔的方式进行清理。

5)垂直调整插桩就位后,应对桩身垂直度进行调整,可用线锤进行调控,确保桩身垂直度在规范标准允许范围内,即不超过1‰。同时在沉桩期间,对桩身垂直度进行监控,如果偏差超限必须及时纠偏。

6)接桩在本工程中,采用电焊的方式进行接桩,可在上节桩与下节桩竖立调直后,用2台电焊机成对角进行焊接,必须确保焊缝饱满、连续,不得存在焊接质量缺陷。接桩完毕后,应当停歇2min左右再进行沉桩。

新桥桥面铺装层采用的是防水混凝土+改性沥青,将原本的横坡改为双向坡1.5%,并在防水混凝土顶面铺设防水层,桥面铺装层采用双层钢筋网,防水混凝土强度等级为C40,拌制时掺入适量的抗裂防水剂。具体施工技术要点如下。

1)对进场钢筋进行质检验收,确认质量合格后方可使用。采用冷弯机对钢筋进行调直处理,确保钢筋延伸率低于3%。调直后的钢筋按照设计要求规格尺寸进行切割,并根据图纸对钢筋的绑扎顺序进行确定,钢筋接头采用电弧焊连接。

2)所有受力钢筋的长度在5.0m以上时,加工允许偏差不得超过±20mm,弯折位置处偏差不得超过±20mm,完成的焊接接头应当以200个为一批进行质量检验。

3)钢筋安装前应对外形和几何尺寸进行检查,绑扎成型的钢筋应确保保护层厚度符合设计要求。安装钢筋骨架时,应确保其在模型中的位置准确,不得出现扭曲及倾斜等情况。

1)工艺流程在粘贴钢板加固时,作业人员应对相关工艺流程加以了解和掌握,并严格按照流程操作(见图2),确保钢板粘贴质量,使其加固作用得以充分发挥。

2)制作钢板条按照粘贴钢板的规格及尺寸要求,将钢板加工成钢板条,并根据铆接位置,在加工好的钢板条上进行钻孔。

3)表面处理将混凝土表面的松散层凿除,用角磨机对钢板粘贴面进行打磨处理,然后用钢丝刷将浮渣清除干净,并用空气压缩机对钢板表面进行吹扫,如果混凝土面存在较大凹陷,应在粘贴前进行修补。

4)制胶涂胶按照黏结胶的配制说明对胶液进行调配,用抹刀将配制好的胶液均匀涂在处理好的混凝土表面,厚度控制在1.0～3.0mm,尽量做到中间厚两边薄,然后将钢板粘贴在预先确定好的位置。

5)打孔注胶在钢板上进行打孔,可先从钢板条的中间开始钻孔,要确保孔径和孔深符合设计要求,打孔完毕后,应及时将孔内灰尘用压缩空气清除干净。随后向孔内注胶,每个孔中黏结胶的注入量应当适中。

6)铆接固定作业人员可使用手锤将铆钉打入注胶孔中,铆钉头部应当露出钢板面2.0mm左右,当中间孔施工完毕后,可对称向两边逐个进行打孔注胶、铆接加固,直至所有孔全部完成。

注浆加固是路桥加固改造工程中较为常用的一种技术措施,具体是指借助注浆管,将预先拌制好的浆液均匀注入土层中,以渗透、填充及挤密等方式,将土体颗粒及岩石缝隙中的空气及水分排除,待浆液凝固后,会与松散的土体形成整体,由此便可达到加固的目的。

进行注浆加固前,需要先在钻孔位置处挖设1个沟槽和集水坑,随后将钻机和注浆设备运至指定地点,根据设计孔位进行钻孔作业,当钻孔达到设计深度之后,向孔内注入预先拌制好的封闭泥浆;随后将金属注浆管插入孔中,开启注浆设备进行灌注。在本工程中,采用的是专用灌浆料,施工过程中应注意以下事项。

1)灌注浆液过程中,应当使用自动流量计和压力记录仪,并对相关资料进行收集整理。

2)在钻注浆孔时,孔径应当控制在25～100mm,钻孔垂直度的最大允许偏差为1%。

3)注浆用水应为自来水,不得使用pH值低于4的酸性水,更不可以使用工业废水,以免对注浆加固效果造成影响。

4)浆液应当在搅拌机中进行充分搅拌后方可进行灌注,同时边注浆边搅拌,必须确保搅拌时间小于浆液的初凝时间。此外,在对浆液进行泵送前,应当使用筛网进行过滤处理。

5)如果作业环境温度低于5℃时,应当在注浆过程中采取保温措施,防止浆液凝固,影响注浆效果。

在本次路桥加固改造中,有部分构件破损,经过研究决定采用聚合物砂浆进行修补,施工技术要点如下。

1)对破损构件的表面进行处理,清除表面松散层,并沿修补面周围垂直面向下凿出1条深度在1.0～2.0cm的坑槽,并对基面进行清洁,以增强黏结效果。

2)按照单位时间施工面积,对聚合物砂浆修补料及用水量进行计算,每次的拌合量应当在初凝前全部用完。对聚合物砂浆进行拌制时,应先加水,再加入修补料,边投料边搅拌,所有材料投加完毕后,持续搅拌3～5min,使聚合物砂浆搅拌均匀。

3)对基面进行润湿,该工序应当在修补前的4～6h进行,修补时,基面不得存有明显水迹。将拌制好的聚合物砂浆均匀涂抹在基面上,每层厚度应控制在2.0～3.0cm,修补时应当从一侧向另一侧推进。修补完毕后,在聚合物砂浆硬化前,可采用塑料薄膜或湿的草袋进行覆盖养护,室外温度在20℃左右时,养护时间应不少于3d,若温度较低则应延长养护时间。

公路路桥加固改造是一项复杂程度较高的工作,应结合工程实际,选取最适宜的加固改造方案。同时,作业人员应掌握相关施工技术要点,从而确保加固改造的整体施工质量,以此使加固改造达到预期目标。