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某公路石拱桥加固治理施工方案

某公路石拱桥加固治理施工

根据当时地基开挖情况，建宁台后半部基底为强风化泥质页岩，前墙靠河床约3米宽的基底为粉质亚粘土，桥台的基底承载力不一致，产生不均匀沉降,加上当时处理简单，是导致桥台开裂的主要原因之一。台背填料采用亚粘土，且施工中未引进足够重视，碾压机械为静式压路机，密实度难于达到要求，再加上路面的下沉和开裂造成大量地表水的渗入，造成台背土压力增大，促使了桥台的开裂。裂缝由桥台延伸发展至拱圈，导致了拱圈多条贯穿裂缝的出现。

按现行《公路桥涵设计通用规范》计算出桥梁各病害部位的受力情况，选定加固的部位和范围，判断其加固的性质，根据实际情况制定加固方案。该桥加固治理方案如下：

⑴、对桥台基础的持力层压注水泥浆，以提高持力层的承载能力；

⑵、采用压浆对桥梁结构裂缝进行修补JCT818-2017 回转式水泥包装机.pdf，增强桥台及拱圈的整体性；

图1　石拱桥加固治理方案示意图

⑶、采用现浇C25钢筋混凝土，厚为40cm的上承套拱，并设置锚杆使套拱与原桥紧密结合，形成一个共同受力整体，来提高桥的承载力。

⑷、在河床设置厚为30cm的下仰拱，与钢筋混凝土上套拱形成环状结构，分担原桥基础承载力，避免了应力集中现象，加强了全桥的整体性受力。

⑴、注浆孔布置和注浆顺序

注浆孔采用φ75风钻成孔，孔位平面上采用三角型布置，间距为60cm，孔深5.0m。为防止浆液向远离桥台基础范围的其它段落跑浆，在离桥台基础襟边2.5m处布置2排注浆孔，先行注浆封闭，待其固结（7天后），形成一道水泥屏障，再进行基础范围内的注浆孔的灌注。

⑵、注浆材料和注浆压力

胶凝材料采用425号普通硅酸盐水泥，掺和料采用细砂（有条件应首选粉煤灰）。水泥浆液配合比采用（水泥：细砂：水）1：0.6：0.8，注浆压力0.5MPa。

注浆施工的主要工艺流程：注浆孔布置→钻孔→下注浆管→浆液配制→浆液过滤→接通所有注浆管路→注浆→注浆观测及效果检查→结束。

①钻孔：先清理表面，定位，采用风钻成孔，钻孔完毕后下注浆管，下管过程中若遇特殊情况，如孔内阻塞等，应立即停止下管，将注浆管提出地面，重新清孔，处理完毕后再重新下管。

②浆液配制：水泥浆液采用拌和机拌制，为保证连续注浆配备了两贮浆槽。浆液拌制时，细砂可与水一并放入，待水量加足后，再将水泥投入，投料时应防止水泥包装纸或其它杂物混入。浆液搅拌时间3min，搅拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前应对浆液进行过滤，未经过滤的浆液不允许进入泵内。在注浆过程中贮浆槽的浆液应不停地搅拌。

③注浆：根据工程实际情况，选用全孔一次注浆方式。注浆时若注浆压力突然升高或降低，应采用间歇反复注浆处理。

①为保证水泥浆液质量，拌制时应准确配料，搅拌充分。浆液从制成到使用完毕时间不得超过4个小时。

②现场配备专职技术人员旁站，负责注浆工作全过程的质量控制，并做好注浆钻孔的编号及位置、水泥品种及标号、孔深、注浆压力、水灰比、注浆量、注浆时间、注浆孔周边情况等原始施工记录。

③注浆过程应加强观察，若有流浆、回浆、漏浆等现象，应暂停注浆，查明原因进行改进。

先用1:2的水泥砂浆将结构裂缝表面封住，每隔20cm预留1个压浆孔，待封缝砂浆结硬后，用水灰比为1:0.8的水泥浆液灌注，注浆压力为0.4～0.6MPaGB／Z 35043-2018标准下载，压浆顺序自下而上，相邻压浆孔出浆后，该孔注浆停止，封堵压浆孔，进行次孔的灌注。压浆工艺和质量控制要点可参考基础注浆。

为了防止桥梁结构已有的裂缝发展，沿裂缝通长每50cm布置一个骑马钉。骑马钉采用φ22螺纹钢，长180cm，即缝左右各50cm，钉脚长40cm（锚固段34cm，外露6cm）,如图2所示。

3.3上套拱和下仰拱的施工

上套拱厚度为40cm，下仰拱厚30cm，混凝土强度等级C25，布设φ16的螺纹钢筋网，网格纵横向间距20cm。上套拱和下仰拱的施工流程为：施工放样→围堰→仰拱基坑开挖→石砌铺底→套拱基座和仰拱下三角的砼浇筑→仰拱钢筋网布设和侧模安装→仰拱砼浇筑→桥台面、拱圈打毛清理→锚杆、骑马钉设置套拱钢筋布设→分层模板安装、砼浇筑（循环至拱顶）→一次注浆→洒水养护→二次注浆→拆模→结束。

仰拱基础开挖后，应对桥台基础的外露面进行清理，去除砌体表面脏物，铺设护底。仰拱两端设2.0m长的附加钢筋网，布筋与主钢筋网一致，仰拱钢筋网应伸入套拱30cm，并与其钢筋网焊接。仰拱与铺底之间的三角部分采用C20砼填充密实。仰拱的矢跨比为1/10。如果流水量不大，可在三角部分埋设排水管，待仰拱施工完后，再用C20砼填充。

为了保证新旧拱圈的整体性，在旧拱圈面（有骑马钉部分不设）布置φ22锚杆。锚杆间距为100cm，梅花形布置，锚杆长73cm，嵌入拱圈结构35cm，外露的端头与套拱钢筋网焊接，兼起固定钢筋网作用。桥台位置的锚杆设置成向上45°的斜角，以承受部分水平推力。

骑马钉和锚杆施工应在结构物表面清洗、凿毛后进行，选用φ25的十字型钻头成孔，钻进成孔中要控制锚杆定位、定向、定深度。钻孔后，用高压空气将孔清干净，用40#膨胀水泥砂浆埋置牢固，砂浆配合比为水泥：砂：SH外渗剂=1:1.85:0.2。砂浆应拌和均匀，随拌随用建标 162-2012 住房公积金管理业务用房建设标准，一次拌和的砂浆在初凝前用完。锚杆安设后不得随意敲击，其端部不得悬挂重物。

下仰拱两端连接至套拱的下端，在桥台基础襟边浇筑C25砼作为套拱的基础。待下仰拱混凝土达到设计强度70%，锚杆砂浆强度100%后，可安装套拱的钢筋网，套拱的钢筋网与露出的锚杆端头焊接。然后再进行两侧模板的安装，由下向上，采用分层装模、浇筑振捣的办法进行施工，每层的砼浇注最好在下一层的砼初凝前进行，最后向拱顶合拢。由于拱顶砼难以振捣密实，在拱顶处预埋φ60钢管作为注浆导管，在拱顶封板浇筑后，紧接着进行注浆，保证拱圈的密实。完工后，应及时洒水养护，确保有14d的养护时间。考虑到砼的收缩，拱架的下沉变形，待套拱砼强度达到70%，进行二次注浆。由于施工期间，不中断交通，模板应在28天后拆除。