[基于桥梁加固的预应力桩静压施工方法] 桥梁体外预应力加固

　　【摘 要】本文针对公路桥梁桥台开裂，提出了基于桥梁加固的预应力桩静压施工方法，并从施工管理、施工方案、施工工序等几个方面进行了论述和简要介绍，具有一定的参考价值和现实意义。
　　【关键词】桥梁加固；预应力桩静压施工
　　1 引言
　　桥台开裂主要病害为贯穿台身及台帽的竖向裂缝，裂缝宽度达0.46mm，呈上宽下窄。通过计算分析该通道的受力特点，结合构造及病害特征，其主要原因为：
　　(1)混凝土收缩易使薄壁桥台台身出现竖、斜向裂缝。另外，台帽和薄壁桥台台身水平分布钢筋较细(为直径8mm的I级钢筋) ，布置间距大(竖向间距为200mm) ，再加上桥台长宽比偏大，当薄壁桥台台身上、下端受到约束时，在台身表面就易出现竖、斜向收缩缝。
　　(2)交通量大幅增加，且超重车辆比例上升。在车辆活载的反复作用下，竖向荷载增加，导致桥台出现沉降裂缝；同时台后高填土不断被挤压，土压力对薄壁桥台水平作用效应增加，使桥台出现受弯裂缝。
　　(3)桩基础的不均匀沉降。当基础出现不均匀沉降时，特别是当边桩发生沉降时，可以近似地将桥一侧台看成悬臂梁，在恒载及活载作用下，由于水平分布钢筋较弱与厚度较薄，使桥台横向抵抗变形的能力不足，即在中桩附近出现上宽下窄的竖向及斜向裂缝。
　　因此，根据上述分析可初步判断造成台身通长裂缝的主因是桩基础的不均匀沉降，次因是台帽和薄壁桥台台身水平分布钢筋较细。
　　2 施工管理
　　2.1 工程管理目标
　　质量：工程质量符合《建筑工程施工质量验收统一标准》的规定，确保分项工程合格率达100%，争创优质工程。
　　安全：杜绝重大事故和伤亡事故，一般事故率控制在3‰以内，杜绝机械和火灾事故的发生，确保安全达标。
　　进度：确保按时达到各控制点，按计划完工。
　　现场文明：创省级安全文明工地。
　　2.2 管理模式
　　本工程按项目管理法的要求组织得力的管理机构，成立以项目经理为首的项目经理办公室，全权组织统筹本工程的施工生产（包括劳动组织、材料供应、设备及资金调配等），对工程质量、安全、工期及综合经济效益进行全面、全过程的管理，其基本职能为计划、组织协调、控制监督和指挥，以实现工程建设优质、高速、高效的目标。
　　工程施工推行项目目标责任制，现场管理以技术、施工、材料、质安、文明生产、后勤等方面配备充足的管理力量，建立现场管理组织机构。
　　2.3 施工进度管理
　　2.3.1 施工进度计划的制定
　　根据合同规定的开竣工时间，编制一个施工总体进度计划，报业主和监理批准，作为指导整个工程进度的纲领性文件。
　　2.3.2 保证施工进度计划的措施
　　施工进度计划的成功实施取决于完善的管理保证体系和科学的工作方法，为确保施工进度计划的顺利实施，采取以下措施。
　　（1）建立技术、质量、安全、料具供应、劳动力等保证体系，以项目经理为第一责任者全面负责，实行全面计划管理。工程进度严格按总进度计划组织施工。
　　（2）材料、设备要按材料、设备供应计划，朝前准备，及时供应。作好材料的试、检验，不合格产品及时调换。
　　（3）提前编制好施工方案和作业指导书，做好质量、安全、文明、进度交底。与设计院保持联系，将图纸的疑点、难点解决在施工之前，彻底消除各种可能影响进度的潜在因素。
　　3 施工方案
　　由于该病害类型具有明显的桩基不均匀沉降现象，必须加强基础的承载能力。因此，根据本桥构造特点及病害情况，提出了在桥台施加横向预应力的基础上，采取预应力桩静压(原设计承载力的一半)的方法对该通道桥薄壁桥台进行加固，提高桥台承载能力和整体受力状况。具体处理措施如下：
　　(1)现有裂缝处理。对宽度介于0.05～0.15mm的裂缝进行裂缝灌浆封闭处理，薄壁裂缝区域粘贴热轧扁钢带。
　　(2)台身加强处理。在台身横向每隔400mm设置一道预应力筋，浇筑厚200mmC40聚丙烯混凝土，待混凝土强度达到90%以上，进行钢绞线张拉、封锚。
　　(3)承台及桩基础处理。在原有承台种植预应力钢筋、浇筑承台，新承台高为800mm、宽1000mm，并预留上窄下宽的压桩孔，待混凝土强度达到90%以上，进行预应力筋张拉，将新老承台连成一体，利用反力系统，进行压桩、封桩。
　　压桩前应抽干孔位中的水。水的存在影响桩间密封效果，冷拉钢筋易被腐蚀；同幅两侧桥台不应同时压桩。由于压桩是一个挤密土体的过程，两侧同时压桩容易引起路面拱起；压桩施工应以设计最终压桩力作为控制标准，入土深度辅助控制。
　　4 施工工序
　　预制桩采用直径300mm，长1混凝土浇筑。桩段预制时，采用预埋外57mm和34mm的钢管作为预应力孔道；支架(采用I36a工字钢并排焊接)，反力支螺杆(深度800mm，锚固剂采用植筋胶) 连时通过千斤顶作用在反力支架产生的反力桩。压桩时，桩顶应垫30～40mm厚的木层麻袋，以防损伤桩顶。主要工序如下：
　　(1)压桩施工。定位桩基位置，在承0.5m深直径为300mm的孔以利于桩基定孔与设计位置的平面偏差不得超过±20时，桩段的垂直偏差不得超过桩长的1.5时压力应缓慢加压，第一桩段压入到位后套筒→吊装下一节桩段到位→涂刷环氧胶拧紧预应力钢筋→环氧胶固化后张拉预应压桩，再吊装下一节桩段重复上述步骤。千穿心式YC－60t张拉预制桩预应力钢筋，张250kN，张拉结束时稳压2min后锚固。
　　(2)环氧胶接桩。第一桩段压入到位，将上节桩吊起100mm左右，将上下桩的连接端面烘干、吹净，并用丙酮清洗，再在两端涂刷一层厚2～4mm的环氧胶，立即将上节桩段保持垂直放下，待环氧胶固化后，张拉预应力钢筋。对桩接头侧面不平整光滑的桩段，应凿平使上下桩面充分粘结、固化后，张拉预应力钢筋到250 kN后稳压2min后锚固，然后开始压桩施工。
　　(3)压桩结束控制。反力系统压桩承载力达到设计单桩承载力的2倍即500kN后(设计单桩承载力为250kN) ，恒压1h，当沉降＜0.2mm 时，结束压桩。施工过程中如预制桩达到持力层时，压力会马上上升达到500kN，压桩结束后，桩顶未达到设计标高时，切除外露桩头。切除前应先用楔块把桩固定，然后开出30～50 mm 深的沟槽，摘除桩头混凝土，但保留预制桩钢筋，伸入承台，与钢筋网焊接。达到设计压力时，本次预制桩贯入度达到21～22.5m。根据静压桩施工记录分析显示，该区域桩基持力层地质分布情况较复杂，地基承载力差异较大。
　　(4)封桩。凿毛压桩孔内壁，安放钢筋网(双层Φ12，间距100mm)，焊接、截断主筋及钢筋网；封桩前，清理干净孔内杂物、排出积水、凿毛孔壁并清除桩面浮浆，以增加粘结力；最后浇注微膨胀早强 C30混凝土、捣实并养生。
　　5 结语
　　针对薄壁桥台主要因桩基不均匀沉降引起竖向开裂的病害特点，通过采用预应力桩静压技术进行桥台加固，提高了基础承载能力；与原先单纯加厚台身的加固方案相比，造价低、薄壁桥台自重不增加、施工完毕后通道净宽不减小，大大提高了桥梁承载能力，更具技术和经济上的优越性。据观察该通道加固后尚无发现薄壁裂缝，说明状况较稳定，加固效果较好。
　　参考文献：
　　[1]刘士林、许宏元、叶见曙等，JTG/TJ22—2008公路桥梁加固设计规范[S]．北京：人民交通出版社，2008．