承台置换在桥墩加固中的应用

任亮

摘要：桥墩基础柱桩因大量雨水下渗，地基承载力下降致梁体偏移，采用钢化管注浆基础加固，加固桩基础，既有墩身植筋，承台置换，预应力张拉，管道压浆封锚等一系列技术措施使客专安全运营。

Abstract： Due to the large amount of rainwater and underwater seepage， the foundation piles of the piers are deflected due to the decrease of bearing capacity of the foundation. The reinforced concrete grouting foundation is used to reinforce the pile foundation， which has a series of technical measures of both pier body reinforcement， pile cap replacement， prestressed tension and pipe grouting and sealing， making the passengers operate safely.

关键词：既有线施工;钢化管注浆;既有墩身植筋;承台置换

Key words： existing line construction;tempered pipe grouting;existing pier body reinforcement;pile cap replacement

中圖分类号：U443.22                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）20-0166-03

1  工程概况

1.1 工程简介

西成客专天林桥大桥位于绵阳市石马镇天林村境内，为7孔32m双线铁路简支梁桥，桥墩设在陡坡地段，基础为柱桩，持力地层为泥岩夹砂岩。2018年雨季时间长、水量大，雨水持续下渗造成基岩裂隙水量增大，软化泥岩，导致陡坡区域濡动变形、桥梁倾斜偏位，其中3号墩向山体外侧（线路右侧）最大水平位移35mm、垂直位移（下沉）8～18mm，高铁动车限速45km/h运行。为确保西成客专运营安全，针对存在问题，确定了增加排水设施等临时加固措施和承台置换、抗滑桩加固等永久加固方案。

1.2 工程、水文地质条件

本段内上覆第四系全新统人工填土，坡残积粉质黏土，坡崩积碎石土、块石土;下伏基岩为白垩系下统剑阁组泥岩、砂岩。本段水对混凝土结构侵蚀等级为L1。

2  施工工艺流程

2.1 钢花管注浆

在承台线路方向两侧各设置2排钢花管注浆加固。钻孔直径110mm，孔深按进入W2岩层1.0m控制，采用内径ф76mm无缝钢管（壁厚3.5mm）。钢花管底部1m范围内设置开孔，孔径16mm，孔间距50cm，呈梅花形布置，顶部留不小于100cm的不钻孔止浆段。注浆孔间距100cm，排距50cm，呈梅花形布置，采用孔底注浆法。注浆压力0.1～0.4MPa。

2.2 加固桩基础

加固桩共计4根，桩径1.5m，采取挖孔桩施工。线路左侧2根桩长12.5m，线路右侧2根桩长20.5m。挖孔顺序为对角同步，另一条对角线两个孔桩在前一条对角线两个孔桩施工5m以上开始挖孔。W2岩层以上设钢筋混凝土护壁。

2.3 承台结构

承台采用预应力混凝土结构，长12.3m，宽8.7m，高3m。预应力束采用15-15.2mm钢绞线，承台顶、底层主筋采用Ф32主筋，承台中间与既有墩身有干扰部分通过植筋伸入墩身，既有墩身及承台与新建承台之间采用Ф25mm钎钉连接，间距35cm按梅花形布置。新建承台结构尺寸见图1。

3  新承台施工

3.1 承台底部场地硬化

新承台底部场地进行夯实，立模浇筑C15砼。垫层模板采用1.5×1.2cm组合钢模，考虑到新承台立模操作平台，垫层尺寸按新承台宽度加宽0.3m（即为13.3m*9.3m），四周拉好线做好标记。钢模板标记位置安装，采用双槽钢加固，间距70cm，采用蝴蝶螺帽加垫片扣紧，模板外侧间隔1～2m设钢管斜撑，模板之间用螺栓连接，板接封处贴密封胶带，不得产生漏浆。

3.2 既有桥墩、承台植筋

新承台顶、底主筋采用Ф32mm的HRB400钢筋，与既有桥墩有干扰部分通过植筋伸入墩身，植筋深度80cm，外露部分和承台主筋采用单面搭接焊。

既有墩身和承台与新建承台间采用Ф25mm钎钉连接，植筋深度60cm。其中墩身植筋间距按35cm梅花形布置，承台植筋间距按60cm梅花形布置。

植筋前选取3#墩承台做工艺性试验。采用水钻取芯，取芯前采用钢筋检测仪测出钢筋位置，取芯时避开钢筋位置。严格按照设计要求进行植筋，并做抗拉拔试验是否满足要求。工艺性试验完成后进行总结，若能满足设计要求则进行施工，若不满足需上报设计进行优化。

3.3 承台钢筋绑扎

承台上下两层主筋均为Ф32钢筋，连接采用单面搭接焊，焊接长度不小于10d（d为钢筋直径）。受力钢筋焊接接头错开布置，其接头的截面面积不超过50%。

预应力锚穴位置与钢筋主筋位置冲突时，不允许切断钢筋，利用钢筋弯折的方式从锚穴旁边绕过，钢筋具体布置见图2。

3.4 预应力筋的安装

安装波纹管前先进行管道放样，安装定位筋，定位网片在模具上焊接定形，保证其加正精度。

波纹管接长连接：金属波纹管采用长30cm、内径略微大于波纹管外径的波纹管或薄铁皮管套管将两接头套接（相临两接头应错开），且用胶带纸缠绕密封接缝并绑扎牢，以防浇筑混凝土时水泥浆进入堵塞管道，根据波纹管每节6m规格，可配成：8.7m=6m+2.7m;12.3m=6m+3.3m+3m，各4根，不会造成材料的浪费。

波纹管应小心地穿入钢筋骨架，设置架立筋固定，避免损坏。波纹管在定位时与横筋绑在一起，捆绑时要求结扣扭紧，但扎丝又不能损坏波纹管。波纹管穿好后，对方向、位置反复检查和调整，确保其定位准确、顺直。管道的压浆孔设在锚垫板上，管道在模板安装完毕后将端部盖好。波纹管布置见图3。

3.5 冷却管的安装

新承台为分两层浇筑，第一层厚度1m，第二层浇筑厚度2m。第二层为大体积混凝土施工，需在混凝土浇筑前提前埋设冷却管，冷却管分层布置，在混凝土浇筑时即开始通水，连续通水不小于12天为检验施工质量和温控效果，在承台内埋入测温孔，能及时调整水温和流量，防止水管周围产生温度裂缝。

冷却管采用内径？准40mm，壁厚2.5mm的钢管，钢管端头车丝，采用平接头和直角接头连接，冷却管布置两层，第一层距底面50cm，第二层距底面150cm，钢管长度及具体布置见图4。

3.6 模板加工及安装

承台施工前进行放样弹线，钢筋骨架绑扎完毕后立承台模板。模板采用组合钢模，模板使用前必须清除表面杂物，与混凝土的接触面涂抹脱模剂。采用绷线法调直无错缝，吊垂球法控制其垂直度无偏差;模板接封处贴密封胶带，不得产生漏浆。模板安装完成后再次校核模板位置和高程。

3.7 承台混凝土浇筑

承台混凝土为分两层浇筑，第一层厚度1m，第二层浇筑厚度2m，浇筑顺序为大小里程侧同时从左侧开始卸料，浇筑时间应在天窗点时间内。

采取分层浇筑，厚度控制在30～45cm。振捣采用插入式振动器，振捣时严禁碰撞预应力管道及定位钢筋。

第二层混凝土的浇筑应在第一层混凝土强度达到80%后再浇筑，浇筑前进行混凝土表面凿毛处理，凿毛完成后，涂界面剂。

3.8 拆模及养护

在实施拆除侧模板之前，必须对承台强度进行检查，确保承台强度达到相应水平;在实施侧模板的拆除工作时，为了提高工作效率，保证拆除效果，确保工作人员人身安全，需要确保人手供应，确保拆除得到的模板能够迅速被转移，确保整体拆除效率;具体拆除过程中，一般选择使用对应长度的撬棍，对侧模板实施逐一拆除，避免对其进行成片拆除，避免模板的大幅度松动、动摇，通过小块拆除逐渐达到整体拆卸效果;在针对侧模板实施拆卸的时候，为了确保工作人员的人身安全，需要注意避免模板整块掉下，因此必须做好相关的防护措施。

承台混凝土终凝后，应及时覆盖洒水养护并覆盖塑料薄膜，针对承台混凝土注意洒水，其目的在于保证承台混凝土表面始终能保持湿润状态，这对于确保混凝土达到良好的使用效果具有关键性意义，因此必须得到高度重视;另一方面，针对承台混凝土的养护需要持续一个星期的时间，一般需要根据当地环境进行延长;为加快混凝土强度合格，在承台周围搭设篷布提温。针对完成建设施工的混凝土设施，需要确保其强度达到一定标准，然后才能在上面进行踩踏或者在混凝土上面安装相关的建筑设施，因此强度不达标的混凝土将直接影响到其使用效果，还会对混凝土自身效果的发挥产生负面作用。

3.9 预应力施工

3.9.1 预应力张拉施工

预施应力采用两端同步张拉，并左右对称进行。张拉顺序为：先上后下，先纵后横。预应力采用双控措施，张拉过程中应保持两端的伸长量基本一致。预施应力值以油压表读数为主，以预应力筋伸长值进行校核。

预应力张拉程序：

0→初应力（0.20бcon）→1.0бcon持荷5分钟→锚固。

实际伸长值与理论伸长值之差应控制在±6%以内，张拉施工时采用4台穿心式350型系列设备，两端张拉工人应在技术人员的指挥下分级同步施加预应力。

3.9.2 管道灌浆和封锚

①水泥浆设计。

水泥浆的设计是真空辅助压浆的关键之处，配制的真空辅助压浆浆体要具有良好的流动性、稳定性、高充盈度、凝结时间可调，硬化浆体无收缩或微膨胀以及高强度等特征。

②真空压浆工艺。

压浆采用真空辅助压浆工艺，其工作原理为：用真空泵在孔道的一端对孔道进行抽气，让其产生负压，用压浆泵在孔道的另一端进行灌浆，直至充满整条孔道并持压2min，确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。

③封锚。

封端混凝土采用C40无收缩混凝土进行封堵，完成后进行养护。养护结束后采用聚氨酯防水涂料对封端表面30cm范圍内进行防水处理，防水涂料厚度1.5mm。

4  结论

承台置换在既有线桥墩加固中至关重要，在以不影响铁路客专运营的前提下，完成了桥墩加固，为以后在既有线施工提供了可靠的技术支持，缩短了工期，确保了施工安全。

参考文献：

[1]TB 10002-2017，铁路桥涵设计规范[S].

[2]GB50007-2001，建筑地基基础设计规范[S].

[3]曹兴，魏洋，李国芬，吴刚，吴智深.钢筋混凝土桥墩加固与修复技术研究[J].施工技术，2011（15）.