駱美勇，汪 洋，袁新順

(1.中交二航局建筑科技有限公司，武漢 430040；2.海工結(jié)構(gòu)新材料及維護(hù)加固技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430040)

石板大橋位于重慶市九龍坡區(qū)S107渝東路，所在線路道路等級(jí)為二級(jí)公路，2018年，相關(guān)人員使用較為先進(jìn)的探測(cè)儀器，按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)該橋進(jìn)行了檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，最終將該橋評(píng)定為4類橋梁。根據(jù)檢測(cè)報(bào)告資料，該橋臺(tái)整體滲水現(xiàn)象比較嚴(yán)重，側(cè)墻明顯外鼓，并且開裂。嚴(yán)重影響橋梁使用功能。因此，需要通過合理的方式，對(duì)該橋進(jìn)行有效的加固，以保障橋梁安全，延長(zhǎng)其使用壽命。

根據(jù)2007橋臺(tái)加固設(shè)計(jì)圖紙，在橋臺(tái)的前墻和側(cè)墻處設(shè)置三道L型肋梁，肋梁上設(shè)置錨桿，每道肋梁在前墻和側(cè)墻均設(shè)置4根錨桿，主要采用的是現(xiàn)階段較為先進(jìn)的邁式預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿以及相關(guān)的配套設(shè)施，型號(hào)為R15N，錨桿采用錨固藥包法對(duì)其進(jìn)行錨固。該橋于2017年進(jìn)行了定期檢測(cè)，橋臺(tái)豎向開裂，斜向開裂嚴(yán)重。檢測(cè)單位對(duì)此出現(xiàn)的病害進(jìn)行了原因分析，得出施工不規(guī)范、橋臺(tái)內(nèi)部積水、地基不均勻沉降等是造成橋臺(tái)側(cè)墻開裂的主要原因，此外，再加上長(zhǎng)期的車輛通行導(dǎo)致荷載反復(fù)，由此加劇了裂縫的范圍和深度。因此，原設(shè)計(jì)加固方案已不能滿足橋臺(tái)正常使用，需制定新的加固設(shè)計(jì)方案。

1 新設(shè)計(jì)方案

1.1 施工原則

鑒于該項(xiàng)目是搶險(xiǎn)加固工程，確定施工原則為“短、平、快”。需精心組織，結(jié)合實(shí)際情況，精心施工，最大限度地保證施工的安全以及施工工程的質(zhì)量水平[1]。

1.2 施工方案

針對(duì)橋臺(tái)側(cè)墻出現(xiàn)開裂情況，采用與原橋臺(tái)相同的加固方式即框架錨索加固，結(jié)合橋臺(tái)的實(shí)際情況，在其前墻以及側(cè)墻部位，增設(shè)肋梁，形狀為L(zhǎng)型。同時(shí)，在增設(shè)的肋梁位置，設(shè)置錨桿。施工過程中，橋臺(tái)錨桿加固工序，選擇在臺(tái)背注漿工序之后執(zhí)行。

2 施工過程

2.1 原材料

1)錨桿相關(guān)的材料，所使用的是邁式預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿以及相關(guān)的配套設(shè)備，型號(hào)為R51N。這一錨桿主要由五個(gè)核心部分組成[2]。第一部分為中空錨桿體，是其框架結(jié)構(gòu)部分；第二部分是自進(jìn)鉆頭，主要作用是固定；第三部分是連接套，主要作用是對(duì)錨桿的各個(gè)部位進(jìn)行連接；第四部分是止?jié){塞，主要作用是用于控制注漿；第五部分是鋼墊板和螺帽，主要作用是固定。本次所選擇的錨桿，外部直徑為51 mm，中空桿體的壁厚為9.5 mm。這一系統(tǒng)，可以借助于中空桿，實(shí)現(xiàn)漿料的高壓灌注，并且借助于張拉，作用于巖體，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，支護(hù)后立即提供錨固力，使其能夠緊密聯(lián)結(jié)圍巖，具有永久支護(hù)力[3]。

2)注漿漿液。注漿工作所選擇的水泥砂漿型號(hào)為M30，水泥為硅酸鹽水泥，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)級(jí)為P042.5級(jí)。其中，水、水泥以及砂三者之間的比例為0.45∶1∶1，灌注過程中，注漿壓力為0.5～1 MPa[4]。

2.2 施工步驟及方法

首先進(jìn)行定孔位及鉆孔，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的位置，進(jìn)行錨桿孔位置的測(cè)量和定點(diǎn)，按照從上至下的順序，對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行錨桿設(shè)置。前四行的錨桿當(dāng)中，其錨固長(zhǎng)度為10 m，錨桿長(zhǎng)度為20 m，此外，還有10 m的自由長(zhǎng)度。后三行的錨桿當(dāng)中，其錨固長(zhǎng)度、錨桿長(zhǎng)度和自由長(zhǎng)度有所變化，分別為10 m、16 m和6 m。根據(jù)圖紙，進(jìn)行水平布置，在確定好的定位孔位置，使用工程施工當(dāng)中常用的潛水鉆機(jī)，開展鉆孔工作。

3 施工注意事項(xiàng)

3.1 錨桿施工

為最大限度地保障錨桿的持久性，需要使用水泥漿或者是砂漿，對(duì)全部的桿體進(jìn)行包裹。在施工之前，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況，對(duì)錨桿進(jìn)行試驗(yàn)，觀察其在不同的巖石當(dāng)中，完成包裹所需要的條件，以此來(lái)確定灌漿壓力、工藝以及漿液配比等等[5]。

按照相關(guān)的技術(shù)要求，對(duì)錨桿進(jìn)行施工的時(shí)候，除了遵循相應(yīng)的操作規(guī)范外，還應(yīng)當(dāng)注意以下事項(xiàng)：

1)在設(shè)置錨桿之前，因?yàn)槠錇橹锌斟^桿，因此，需要對(duì)其的鉆桿通氣性進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)觀察其鉆頭情況，如果出現(xiàn)鉆桿阻塞，需要及時(shí)處理。

2)在進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，需要根據(jù)施工需要，確定好鉆桿仰角角度，并隨時(shí)矯正。

3)在插入錨桿的時(shí)候，要讓其與錨孔無(wú)縫銜接，使用潛孔鉆進(jìn)行鉆孔，需要先給空氣或水，橋臺(tái)鉆進(jìn)，為了防止鉆頭阻塞，應(yīng)當(dāng)緩慢轉(zhuǎn)孔，多轉(zhuǎn)少?zèng)_。仔細(xì)地觀察鉆孔過程中水的流出情況，如果出現(xiàn)水孔阻塞，應(yīng)當(dāng)對(duì)錨桿進(jìn)行后撤處理，后撤范圍在0.5 m左右。隨后，進(jìn)行掃孔，一直到其小孔通暢。

4)在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度的時(shí)候，需要使用水或空氣，對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗。觀察鉆頭孔是否順暢，隨后將鉆頭卸下。

5)鉆桿鉆到預(yù)定位置后開始安裝錨桿，用連接套將錨桿按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度進(jìn)行連接、同時(shí)裝上止?jié){塞和自進(jìn)鉆頭，錨桿按設(shè)計(jì)要求外露，便于進(jìn)行錨固張拉。

3.2 注漿范圍

與傳統(tǒng)固定工藝所使用的超前小導(dǎo)管不同，預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿并未全身分布孔眼，而是僅在鉆頭的頂部，留有注漿孔，因此，在進(jìn)行注漿的時(shí)候需要注意先從孔底開始，使其反流到孔眼，接著四周擴(kuò)散，固結(jié)周圍巖石，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.3 注漿施工

注漿前先檢查各種連接件和輸漿管并進(jìn)行有漿調(diào)式。在注漿的時(shí)候，需要根據(jù)事先試驗(yàn)的結(jié)果，進(jìn)行材料配比和初始以及中止壓力確定。在注漿完成后，需要對(duì)注漿管進(jìn)行清洗。注漿施工過程中，需要注意以下幾個(gè)事項(xiàng)：

1)檢查配備情況，包括注漿泵以及其相關(guān)的配件是否齊全，水泥漿或砂漿的配比、濕度、粒徑等是否符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)以及施工的標(biāo)準(zhǔn)。

2)檢查錨孔，使用水或空氣，檢查其是否通暢。

3)合理設(shè)計(jì)砂漿水灰比，保證其符合設(shè)計(jì)要求，并且從泵口所出來(lái)的砂漿必須要保證均勻。

4)做好注漿連接工程，在注漿的時(shí)候，需要以最快的速度，連接注漿管以及錨桿，然后持續(xù)灌注，依次完成。一直到漿液達(dá)到壓力表設(shè)計(jì)值或者是從漿塞邊緣流出為止。

5)注漿完成后，清理注漿工具，包括軟管、泵等等，若此時(shí)注漿泵仍然有壓力存在，需要反轉(zhuǎn)電機(jī)1～2 s，進(jìn)行泄壓處理。

6)錨桿灌注需要注意時(shí)間，完成一根后，迅速清洗，然后進(jìn)行另一根的灌注，防止長(zhǎng)時(shí)間停泵。

7)漿液凝固前，不得破壞和敲擊、荷載等等。

8)注漿前，需要對(duì)所有的注漿部位進(jìn)行檢查，觀察其是否存在阻塞或是其它情況，由一名施工人員負(fù)責(zé)管理，試驗(yàn)人員和技術(shù)人員負(fù)責(zé)旁站，在注漿的時(shí)候，及時(shí)觀察注漿是否存在異常，壓力、孔周圍等是否符合要求，并及時(shí)做好調(diào)整。

3.4 張拉施工

1)張拉時(shí)間。張拉時(shí)需要保證錨固體達(dá)到一定的強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)為：20 MPa或設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%。

2)張拉過程控制。主要采用分級(jí)張拉的方式，結(jié)束后持荷5 min，并做好相應(yīng)的記錄。施工中若發(fā)現(xiàn)后臺(tái)土較差，應(yīng)適當(dāng)增大錨固長(zhǎng)度，并提高鋼筋和鋼束等級(jí)和張拉力。

3)保護(hù)措施。所使用的錨桿應(yīng)做好錨固段的除油除銹及自由端的防腐處理，并在搬運(yùn)及安裝過程中不得損傷。達(dá)到張拉控制力后，錨固并灌漿，使用C40混凝土進(jìn)行封錨。

4 加固施工特點(diǎn)

1)具有錨固和注漿功能，改善了傳統(tǒng)錨桿的砂漿流失缺陷。

2)從錨桿底部向孔口注漿，主要采用壓力注漿，有效地提升了注漿質(zhì)量，避免了注漿孔隙，高質(zhì)量地固結(jié)巖體和土層，達(dá)到改良圍巖，阻隔地下水的目的。

3)錨桿擁有多種配件，定位性能好，桿體的居中性優(yōu)良，能夠使用砂漿進(jìn)行全包裹，避免輻射，增強(qiáng)粘結(jié)力。

4)采用全長(zhǎng)微波形狀螺紋桿體，可方便安設(shè)墊板、螺母，并可根據(jù)需用“主動(dòng)”或“被動(dòng)”地施加預(yù)應(yīng)力。

5)擁有“連接套”，使得錨桿能夠任意切割或者是增加接長(zhǎng)，在比較狹小的空間也可適用。

6)工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量好。

5 加固施工效果

預(yù)應(yīng)力中空錨桿可以有效地實(shí)現(xiàn)橋臺(tái)巖石固定，通過預(yù)應(yīng)力抬高巖體壓力，避免其破壞，中空結(jié)構(gòu)可以通過高壓灌注，加固橋臺(tái)圍巖，并且還實(shí)現(xiàn)錨桿加固與圈梁的高效結(jié)合，對(duì)橋臺(tái)側(cè)墻出現(xiàn)的開裂和外傾進(jìn)行了有力的保護(hù)，延長(zhǎng)了使用壽命，提高結(jié)構(gòu)的受力性能，恢復(fù)橋梁耐久性能及提升安全運(yùn)營(yíng)功能，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了加固的設(shè)計(jì)意圖。

6 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)合石板大橋的加固施工案例，通過對(duì)預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿的特點(diǎn)以及其施工進(jìn)行闡述，表明這類錨桿具備較大優(yōu)勢(shì)，所以目前被廣泛的使用，無(wú)論是隧道超前支護(hù)、徑向支護(hù)，還是橋梁加固等，都充分地發(fā)揮出其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前這類錨桿的施工需要較高的技術(shù)水平，通過工程實(shí)例簡(jiǎn)要說(shuō)明了該方法的實(shí)際應(yīng)用和施工特點(diǎn)，在橋臺(tái)的加固應(yīng)用較好地解決了橋臺(tái)在軟弱性圍巖中的整體穩(wěn)定性。