中山板芙大桥混凝土桩柱加固施工
1.概述
板芙大桥位于中山市板芙镇石岐河上，建成于1984年，是板芙镇东西交通的主要通道。该桥由多跨钢筋混凝土简支T梁组成，跨径组合10×15m+3×25.4m+10×15m，桥宽为8m，设计荷载为汽车—10级。
根据检测结果，板芙大桥上部结构基本能满足使用要求，达到汽—10的设计标准。但水下桩柱均有不同程度的混凝土表面脱落、蜂窝、裂缝、露筋、淘空、露石等病害，有些病害还较严重，直接影响大桥的安全使用以及使用寿命。
板芙大桥混凝土桩柱表面存在以上问题，说明原桩柱的混凝土强度不高，表面质量较差。如采用补桩加大承台，缩窄了桥梁的通航宽度，影响通航；如拆旧桥建新桥，建设费用高，施工期间还要建临时桥，对两岸交通带来很大的不便。因此，通过分析，认为充分利用原桩柱仍具有一定的承载力，采用水下浇筑钢筋混凝土对桩柱进行外层包裹，然后回填砂及二片石的措施，是较为经济和符合实际情况的加固措施。
2 .桩柱加固受力及施工难点分析
2.1确定外包壁厚
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》有关钻孔桩的构造要求，为了确保保护层净距不少于5cm，同时也考虑水下混凝土施工浇筑时的可能性，在内侧按净距不少于10cm的间距考虑，外包钢筋混凝土壁厚的总厚度确定为20cm。
2.2桩柱受力分析
桩柱加固后，直径由φ80cm增大至120cm，桩柱的截面惯性矩相应增大。在与加固前的地质条件及受力条件相同的情况下，经计算，该段桩柱所能抵抗的弯矩值比原桩柱的抗弯能力提高约50%，提高了旧桥桩柱的安全性能。
2.3加固施工难点分析
板芙大桥桩柱混凝土加固工程为水下施工作业，工程技术要求高，施工难度与危险性大，工期要求短。因此，要求现场技术人员及水下作业人员严格遵守安全操作规程，同时还须有专职安管人员监护，确保潜水员的操作安全。
3.加固施工
3.1施工材料
采用水下不分散混凝土及双组份水下粘结剂进行加固。水下不分散混凝土具有以下特点：
（1） 抗分散性：由于保水性好，即使在水中自由落下，也很少出现水洗耳恭听作用而导致的材料分离现象。
（2） 自流平性及填充性：水下不分散混凝土粘稠、富有塑性，即使在水下平面流动，也可以得到浇筑均匀的混凝土。
（3） 保水性和整体性：由于掺入了保水剂，提高了水下不分散混凝土的保水性，很少出现参水和浮浆现象，不但可以提高混凝土的和易性，而且还提高与钢筋的握裹强度。
由于工期短及加固的厚度只有20cm，水下不分散混配制时，加入早强剂和采用0.5～1.0cm级配碎石配制，其配合比为水泥：砂：碎石：水：保水剂：早强剂=1：1.7：2.62：0.45：0.036：0.009。
3.2施工设备
本工程为水下维修作业，施工环境复杂，作业难度大，一般多为水下施工条件。根据本工程的特殊情况，配置2艘工作船、4套潜水设备、2台空压机、2套水下清淤设备、1台小型浮吊、2台水下混凝土浇筑设备以及其他配套施工设备。
3.3施工工艺
3．3．1桩柱表面清凿
根据水下检测和施工质量的要求，缺陷桩柱的加固至河床面以下—200cm。水下桩柱表面混凝土疏松部分采用潜水员清凿，并将桩柱周边河床面的淤泥清除至河床面以下—350cm，以保证加固的质量。
3．3．2钢筋安装
钢筋开料后，由潜水员水下安装，在绑扎钢筋的同时，加设5cm保护层垫块，确保水下混凝土保护层厚度不少于5cm。
3．3．3模板制作
加工一钢抱箍分成4片作模板的支承，钢抱箍侧面预留孔，用膨胀螺栓与桩柱收紧。为了保证潜水员水下安全作业和顺利施工，根据现场丈量水下混凝土桩基的实际尺寸进行模板加工，钢模板每段标准长度为100cm，并在水下拼装、焊接加固。每块模板内侧焊上4段长20cm的角钢支顶定位，保证浇筑的混凝土厚度达20cm。
3．3．4模板安装
潜水员将加工好的钢抱箍用φ20对拉螺杆固定在河床基面—200cm处，同时在钢抱箍底侧四面预留孔处，用膨胀螺栓与桩柱固定并收紧。为防止底模与原桩柱壁接触面部位漏浆，铺10mm橡胶垫。
钢抱箍安装好后，将侧模逐块放入水中。潜水员水下将模板直接搁置在钢抱箍的顶面上，在钢抱箍顶面预留孔与侧模板底预留孔、侧模板与侧模板边预留孔对齐后，再将螺栓收紧。每安装一块侧模后，与底模牢固连接。
3．3．5水下混凝土浇筑
为保证新、旧混凝土能更好地粘结，采用双组份水下粘结剂对原桩柱面进行涂层处理，提高粘结强度，涂层厚度为2mm。
模板安装好后，在模板内放入φ10cm水下混凝土浇筑管。进行水下混凝土施工时，水面采用浮吊设备配合。施工用材料和设备放置在工作船上，漏斗设置在浮吊上。混凝土采用商品混凝土，用泵输送至备料漏斗。水下混凝土用φ10cm水下混凝土浇筑管施工，为了使混凝土浇筑时均匀上升，使用2×1条导管布置进行浇筑。
3．3．6桩柱河面保护
当水下混凝土达到相应龄期后，将侧模拆除，经保养后可重复使用。在补强加固完成后的开挖位置回填砂和二片石保护桩柱，回填高程为河床面高程。
4.加固成效
（1） 节约投资。如采用重建方案，造价需要近1000万元。现采用加固方案（包括桩柱、承台、台帽、铺装的加固及桥面加宽等）只需380万元。
（2） 施工期间不影响通航和交通。由于板芙大桥是板芙镇东西岸陆上交通的主要通道，如采用补桩加大承台截面方案，缩窄了通航宽度，影响船只的通航；如拆除重建，给当地交通带来很大的不便；而采用水下浇筑钢筋混凝土对桩柱进行外包裹，然后回填砂及二片石的加固方案，则可以保证通航宽度，并且在施工期间保证板芙镇东西两岸交通顺畅，其工期只是拆旧重建的1/3。
5.结语
中山板芙大桥的桩基加固，在确保设计标准的同时，对旧桥桩进行加固处理，保证了桥梁的使用功能和延长桥梁的使用寿命，降低造价，是进行技术创新、保护环境、减少浪费、节约投资的工程实例。该实例在广东省“八五”和“九五”初期建设的桥梁中有一定的代表性，希望能给类似的旧桥维修加固补强提供借鉴参考。
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