增大截面法加固环向开裂桥墩

【摘要】针对某多处环向裂缝桥梁墩柱，采用增大截面法在立柱周围外包一层35cm厚C35自密实混凝土，以达到封闭裂缝，提高墩柱承载力的目的。

【关键词】墩柱环向裂缝 增大截面法加固 种植钢筋

1. 工程概况

某桥为G60沪昆高速桥梁，左右幅桥为分离式结构，均为6-30米先简支后结构连续预应力砼T型梁，下部结构为钢筋混凝土双柱式圆形墩，钻孔桩基础。设计标准：汽车-超20级，挂车-120，桥面净宽：2×净11.0米。该桥桥下填土，由于桥下涵洞坍塌导致填土滑移，对桥梁墩柱产生较大侧向推力，致使右幅3#墩身多处环向裂缝，经检测评定为三类桥，存在较大安全隐患，采用增大截面法对此柱进行加固处理。

2. 加固施工工艺

对右幅3#墩墩身采用增大截面方式进行加固，首先增加2根1.8m“扁担桩”，新增桩基通过2.5m承台与原桩基连成整体，在立柱周围外包35cm厚C35自密实钢筋混凝土。外包混凝土加固工艺流程：桩基、承台施工墩柱面凿毛、涂刷界面剂墩柱植筋钢筋加工安装混凝土浇筑混凝土养护。

2.1、桩基施工

（1）钻孔前钻机就位必须端正稳固，确保施工中不发生倾斜、偏位，在搭设的工作平台上完成钻孔桩施工。

（2）桩基础施工前，施工单位在校核桩基坐标无误后方可放样，并且在放样完毕后应对桩基础位置进行多方位的测量校核，确认无误后方可施工桩基，新增桩基坐标采用与原桩基的相对位置进行确定。

（3）桩基施工中应收集渣样与相关图纸进行分析对比，确保桩基嵌入中风化岩石的深度应不小于3.5m，并且基底中风化岩石饱和单轴抗压强度标准值不小于12MPa。

（4）钻孔时应采用长度合适的护筒，保证孔口不坍塌及不使地表水进入孔内，并保持孔内泥浆的表面高程。

（5）为减小桩基开挖对原有桩基和持力层的影响，桩基开挖建议采用振动小，对周边桩基础影响最小的成孔方法进行施工。

（6）桩基施工时预埋声测管，检测前封口，检测后用M20水泥砂浆灌满。

2.2 种植钢筋

（1）植筋工具

植筋的工具：冲击钻（满足设计植筋孔径相对应的钻头）、钢筋探测仪、吹气泵、气枪、植筋胶注射器、毛刷（或钢丝刷）。

（2）植筋工艺

准备钻孔清孔孔除尘孔干燥钢筋处理配胶注胶插筋养生。

（3）植筋的质量验收（利用二种试验来进行控制）

a 现场抗拔试验（施工前的试验）

选取不参与受力、非重要位置或将来凿除的混凝土进行植筋，达到强度要求后，进行抗拔试验，检验标准以设计抗拔力不被拔出为准，此时混凝土完好即为合格。

b 现场抗拔试验（施工后的验收试验）

采用设计抗拔力不被拔出为准，同规格的钢筋每100根随机抽样一组，每组3根，进行试拉，如达到安全拉力钢筋不被拉出，说明植筋施工质量合格。抽检频率应根据《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2006）相关规定执行，按照不小于植筋总数的3%，且不少于5件进行随机抽样检验，在监理的监督下委托第三方进行抽检，根据规范要求，非破坏性检验荷载取0.9Asfyk。

（4）植筋的操作要求

a 植筋前应按设计要求布孔定位，并检查植筋处有无裂缝，在裂缝处不宜植筋。

b 植筋孔位置和直径除满足设计要求外，还必须满足下列要求：净边距>钢筋保护层厚度，且必须植入原构造箍筋内侧，被植入钢筋的结构物深度≥植筋孔深度+40mm。

c 植筋采用的钢筋，无特殊要求均采用HRB400级带肋钢筋，应符合GB1499-1998国家标准要求，并要求采取机械切断，端面不允许采用氧割。

d 施工中为避免对混凝土工作面产生过大震动，钻孔时应尽量避免使用依靠凸轮传动原理工作的电锤，应使用电动、气锤原理工作的冲击钻。

e 在胶固化期内禁止扰动钢筋。

7.4 钢筋加工及安装

（1）钢筋基本要求：运到现场的钢筋具有出厂合格证，表面洁净。使用前将表面杂物清除干净。钢筋平直，无局部弯折。各种钢筋下料尺寸符合设计及规范要求。

（2）钢筋加工要求：桥梁墩柱钢筋由加工场统一下料加工成型，钢筋加工严格按设计及规范要求执行，运至现场绑扎安装。钢筋的制作和安装符合现行规范和验标要求。

（3）成型安装要求：竖向钢筋在遇横系梁时，需植入系梁混凝土25cm；受力钢筋焊接及绑扎接头设置在内力较小处，钢筋接头所在截面按规范要求错开布置，同一截面钢筋接头不得超过该截面钢筋总数的50%。

（4）钢筋安装精度要求：由于混凝土外包层较薄，应严格控制钢筋安装质量，钢筋偏位允许偏差±20mm，保护层厚度允许偏差±5mm。

7.5 墩柱外包混凝土

（1）原混凝土凿毛：为了使老混凝土表面的粗、细骨料都外露，形成凸凹不平的表面，确保新老混凝土表面处理质量，进行新、老混凝土表面采用电动锤击法凿毛，局部机械无法进行锤击凿毛，可以通过人工用钢钻进行凿毛，但对于采用人工凿毛必须控制处理质量。旧混凝土的凿除界面应达到露出本体混凝土，以粗骨料露出50%为合格，同时表面凸凹不平度不小少6mm。

（2）界面剂涂刷：在混凝土浇筑前需在原墩柱上涂刷截面剂，加强通风，自然养护，待浆料实干，方可开展后续的工序。

（3）立柱外包层采用C35自密实混凝土。自密实混凝土拌合物除应满足普通混凝土拌合物对凝结时间、黏聚性和保水性的要求外，还应满足自密实性能的要求。

表1 自密实混凝土拌合物的自密实性能及要求

自密实性能 性能指标 性能等级 技术要求

间隙通过性 坍落扩展与J环扩展度差值（mm） PA1 25

PA2 0≤PA2≤25

填充型 坍落扩展度（mm） SF1 550～655

SF2 660～755

SF3 760～850

扩展时间T500（s） VS1 ≥2

VS2

抗离析性 离析率（%） SR1 ≤20

SR2 ≤15

粗骨料振动离析率（%） fm ≤10

3. 注意事项

（1）墩柱外包混凝土浇筑施工时应尽量减少对混凝土造成的扰动。

（2）墩柱外包混凝土浇筑完成后应采用保温、保湿措施加强养护。

（3）墩柱外包施工时应将原结构表面清理干净，充分润湿后再浇筑混凝土。墩柱周围外包施工立模时应进行垂直度测量，可适当调整外包层厚度确保墩柱垂直。

（4）加固施工过程中，应注意对原墩柱的保护，避免大型机械设备（挖掘机等）对墩柱的损伤。

（5）由于本维修加固方案未对桩基进行加固，在施工工程中，应尽量减少桩基所承受施工荷载，严禁大型机械设备荷载作用于墩柱（桩基）上。

（6）本桥梁加固项目具有较强的专业性、技术性，必须交由有相关资质单位进行施工，并在施工前编制详细的施工组织设计，上报相关部门审查。

4. 结论

采用增大截面法进行加固，即在立柱周围外包35cm厚C35自密实钢筋混凝土，可对右幅3#墩柱的多处环向裂缝进行封闭，提高墩柱承载力。