桥梁水下桩基表面缺陷修补加固技术研究

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1、桥梁水下桩基表面缺陷修补加固技术研究　　【摘要】桥梁水下桩基础表面出现露筋缩颈等缺陷是我国桥梁建设工程较为常见的问题之一，如得不到及时妥善的处治，桩基础主体结构钢筋腐蚀和混凝土膨裂剥落将加速，致使该缺陷程度将进一步严重加深，直接影响桥梁的承重能力和安全使用，最终导致桥梁使用寿命缩短，为桥梁桩基础和上部结构埋下安全质量隐患。本文结合五华大桥水下桩基础表面缺陷修补加固工程案例，通过试验分析，提出可适用于本项目的修补加固技术方案，仅供参考。【关键词】桥梁工程；水下桩基础；表面缺陷；修补加固技术1、工程

2、概况五华大桥建于1994年，位于省道228线五华县县城，中心桩号K97+624，原桥为19х16米正交，T型梁桥，桥长309米，桥宽18米（净17米+2х0.5米），原设计荷载为汽-20，挂100，下部结构为三柱式桥墩，直径1.3米的钻孔灌注桩基础均为嵌岩桩。因河床下切严重，主河床中的13个桥墩桩基础外露，存在局部破损露筋缩颈等病害，我局于2008年冬季枯水期间进行了维修加固。2、桥梁水下桩基表面缺陷问题及原因2.1主要问题6随着山区基础设施建设的快速发展，近十年来山区用砂量急剧增加，致使山区河

3、道河床下切严重。省道228线横跨五华河的五华大桥的河床下切尤其严重，河床普遍下降2.2m～4.5m，致使主河床中的13个桥墩桩基础施工用的砼护筒下端外露，桩基存在局部破损露筋缩颈等现象。根据2007年12月26日广州宇麒工程有限公司出具的潜水员水下基础探摸检测报告显示，7-2#、8-2#、11-1#、11-2#、12-1#桩基存在破损露筋缩颈等病害。根据现场观察和检测，各桩基表面出现露筋缺陷个体较小，面积普遍约为13cm×13cm，深度约为5cm，桥梁存在安全隐患。为防止桩基缺陷部分钢筋的进一步

4、锈蚀和混凝土的进一步膨裂剥落，需及时对桩基础缺陷部分进行维修加固，确保桥梁安全使用。2.2问题成因按照桥梁水下桩基表面出现缺陷的位置和性质来推断，造成桩基表面出现局部破损露筋缩颈缺陷的原因主要涉及五个方面：6（1）钻孔过程中采用泥浆的指标较差，如胶体率低和清孔不够彻底导致砂率偏高等等；（2）首盘封底应用存料斗太小，首次灌注混凝土的用量较小，封底混凝土的冲击力偏小，造成孔底的沉渣未能翻涌于混凝土之上；（3）桩基混凝土灌注施工注浆小导管于施工中密封性未达标准，施工中也未能及时发现和处理，小导管漏水和

5、漏气影响桩基混凝土的灌注质量；（4）旋挖桩基成孔和原探孔的位置未能重合，且填土的稳定性和整体性不佳导致桩基混凝土侧壁崩解和脱离问题；（5）灌注桩基混凝土中，拔管过程控制不严，注浆小导管埋入深度不足或者直接拔离混凝土上表面也是造成水下桩基表面出现露筋缩颈问题的原因。3、桥梁水下桩基表面缺陷西修补加固方案的确定桥梁水下桩基础表面缺陷修补加固处理，应用传统的围堰法施工显然较为浪费，且不适用于缺陷点面较多的情况。因此，笔者针对本项目的自身特点总结新的水下修补加固技术，对基础外露的13个墩钻孔桩进行逐桩逐

6、墩加固，外套一圈25cm厚C30钢筋混凝土包裹住原钻孔桩。加固施工完成后，进一步做好回填防冲刷措施，保障既有构筑物结构的安全可靠性，降低施工过程对周边环境造成过多的影响。3.1修补加固方法的选择6桥梁水下桩基础表面缺陷一般不涉及到桩基础的承载问题，修补加固的关键点在如何确保水下桩基础新旧混凝土的连接密实和阻止混凝土内结构主筋的腐蚀。修补加固的工作原理是于原桩基础外套一圈25cm厚的C30钢筋混凝土形成“保护套”，新混凝土需加入憎水型固化剂，旧混凝土与新混凝土中的环氧树脂发生反应加快黏结过程。值得

7、强调是，新旧混凝土连接的标志是二者之间的结合界面需发挥传递作用和承载作用力。因此，在采用此修补加固方法过程中要重点检测新旧混凝土结合界面的抗拉性能和抗剪性能。3.2试验检测使用湿固性环氧混凝土作为桥梁水下桩基础表面缺陷修补加固的原材料，混凝土配合比（重量比例）为水泥：中粗砂：瓜米石：E44环氧树脂：临苯二甲酸二丁酯：KH-560硅烷偶联剂：固化剂=446：669：967：119：7.4：2.2：89。施工用混凝土采取有侧限抗折试验验证新旧混凝土的粘结状况，以浸水形式养护，7d试模的抗拉强度达到2

8、.1MPa，抗压强度达到55Mpa；10d试模的抗拉强度达到3.2MPa，抗压强度达到62Mpa。水下桩基础表面新旧混凝土于侧面粘结，不能立即结合，可在桩基外侧增设立模增加侧向压力。由于修补加固所用混凝土要求旧混凝土与之在水下粘结，新混凝土的自身抗压强度和结合度要求极高，且新混凝土是各种原料的混合料，拌合粘度高，极难拌合均匀。施工过程中混凝土的拌合完成于岸上，“保护套”的成型过程存在侧向的限制压力，浇筑施工之前应由潜水员在施工部位安设模板，方能进行下一步混凝土的浇捣施工。6另外，湿固性环氧混凝土