灌浆料的粘结力(第46期 深水急流桩基“夹克法”水下加固挡水措施研究与实施)

52监测网专家报告分享-第46期

深水急流桩基“夹克法”水下加固挡水措施研究与实施

赵云峰 中铁一局集团桥梁工程有限公司丰城剑邑大桥维修加固项目部 项目经理兼书记

目录

一、交流材料内容简介

二、工程概况

三、“夹克法”施工工艺

四、环境突变，增加挡流措施

五、感受与提升

内容简介

一、交流材料内容简介

本次交流材料《深水急流桩基“夹克法”水下加固挡水措施研究与实施》主要讲述丰城剑邑大桥桩基采用“夹克法”的加固工艺工法，以及加固过程中，受异常气候及下游龙头山水电站建设截流影响，桥址赣江上游持续降雨达50余天，水位骤然上涨10m多，流速达3m/s,且持续不回落，造成潜水员受流速影响无法进行水下玻纤套筒安装，项目部研究设计了较为经济适用的挡水架，采用承力型钢结构和柔性挡水面板分离安装，并设置防倾覆装置，降低水下工作面的流速，确保桩基水下加固安全顺利实施，对以后类似水文环境的桥梁桩基加固挡水措施有一定的借鉴和指导作用。

二、工程概况

丰城市剑邑大桥位于江西省丰城市老城区北边缘，跨越赣江2006年9月30日开工建设，2008年12月1日建成通车。大桥全长2367m，东西走向，主桥为55m+2×165+55m预应力砼独塔双索面斜拉—悬臂组合结构，长度440m；东西副孔为40m预应力砼先简支后连续T梁，长度1320m；引桥为20m预应力砼先简支后连续连续空心板梁，长度600m。其中西副8—西副10、主1—主4的7个桥墩位于河床内，因通车后赣江流域常年采砂河床下切3-5m，水位下降，造成河床内桩身外露，常水位12.9m，桥墩处最大水深（主3）4.5m，流速1m/s。2017年经专业机构检测部分桩身混凝土表面风化松散剥落，个别桩身钢筋存在锈蚀，设计桩基加固方案采用“夹克法”加固工艺，即玻纤套筒灌注环氧及水泥基灌浆料加固施工工艺。

三、“夹克法”施工工艺

修复系统构成

玻纤套筒加固是桩柱理想的修复系统包含:

定制的CFGJ玻璃纤维外套筒

CMEG水下环氧灌浆料

CCBG水泥基灌浆料

CMSR水下环氧封口胶

CUCR水下环氧封顶胶

不锈钢钉、紧固带、可压缩密封条

修复结构示意图

施工工艺

1、表面处理：剔除松散混凝土、钢筋除锈、高压水冲洗。要求处理之后的混凝土表面无松散混凝土、油污、水泥浆、水生物等污损物，并用气动角磨机将混凝土表面磨毛，增加与灌浆料的粘结力。

2、玻纤套筒安装固定：撑开玻纤套筒，包裹桩柱，精确定位后用紧固带临时固定好套筒。

3、底部密封条安装：安装底部25mm可压缩密封条，使桩基与玻纤套筒底部之间不允许有空隙。

4、紧固带临时固定套筒，间距30—50cm。

5、底部密封条安装：安装底部25mm可压缩密封条，使桩基与玻纤套筒底部之间不允许有空隙。

6、水下环氧灌浆料灌注:先灌注水下环氧灌浆料150mm后封底暂停。等封底的水下环氧灌浆料固化后（即常温23℃时，大约8小时后）继续灌注水泥基高强灌浆料，待水泥基高强灌浆料凝固后，再灌注顶口100mm水下环氧灌浆料，直至灌满。

7、在套筒顶端部用水下环氧封顶胶建个斜坡，进行顶部密封。

8、待环氧灌浆料固化后，取下临时紧固带。水下玻纤套筒加固系统安装完毕。

四、环境突变，增加挡流措施

4.1挡流设施方案比选

4.2移动式挡流架设计思路与方案

设计总体思路

陆地上加工成型，利用浮吊进行安装和拆除

设计思路细节

1、考虑到挡流架安装和拆除过程受水流影响，采用承力构件与挡水面板分离的方式。

2、考虑到施工简捷方便，承力构件采用钢框架结构。

3、考虑到挡水面板安装拆除受水流影响，挡水面板采用抗拉较强的柔性不透水卷材。

4、考虑挡水面板的抗拉强度，在承力钢框架上焊接轻型普通钢板网，将水流对柔性挡水面板的冲击力分散传递给承力钢框架。

移动式挡流架设计方案

移动式挡流架设计依据墩位处河床到承台顶的高度h以及安装角度（60°）确定挡流架高度（倾斜放置后高出承台0.5m），依据承台宽度确定挡流架宽度（两侧各宽出承台1.5m）。

1、承力钢框架结构

经力学计算，承力钢框架竖杆采用160×80×6mm的双拼方钢管，横杆采用100×50×6mm的方钢管焊接成型，横竖间距均为150cm。

2、分布传力钢板网结构

分布传力钢板网采用T2.0×4.0×40×100×2000×7000mm的轻型普通钢板网，与承力钢框架焊接为一体。

3、柔性挡水面板结构

柔性挡水面板采用230g/m2的编织布与230g/m2的短纤涤纶无纺土工布复合，缝制后的幅面宽出承力钢框架两端各20cm，通过卷轴形成卷材，承力钢框架制作完成后安装在钢框架顶端的简易支座上。

加工制作

现场实施遵循原则：先主后次、先大后小、先深后浅，合理调配周转使用，突出经济实效

挡流架加工

1、在江边陆地上寻找平坦地形一块作为挡流架的焊接场地；

2、按照挡流架设计图进行放样，摆放构件，进行临时点焊成型；

3、调整各杆件位置，确保各项尺寸及构件接缝满足设计及焊接要求后，开始进行全面整体焊接，各杆件之间采用双面满焊；

4、加工柔性挡水面板并卷在卷轴上；

5、承力钢骨架焊接完成后进行焊缝验收，合格后铺设分布传力钢板网，并与钢骨架焊接为一体、同时焊接挡水面板卷轴支座、吊点等附属结构；

6、将卷好的柔性挡水板安装在卷轴上并固定牢靠。

安装拆除

挡流架安装使用过程重点控制环节

准确就位措施为确保挡流架的受力钢骨架在水流的冲击下能准确就位，挡流架底部河床位置进行抛锚设置导向，潜水员配合，利用浮吊上的电动绞盘和绳索将挡流架受力钢骨架底部与锚块导向相连，随着受力钢骨架不断下放，电动绞盘同步收紧绳索，直至底部准确就位。

防倾覆、防变形措施

1、挡流架就位后，底部与锚块连接，顶部与承台、墩柱连接；

2、及时清理江面上挡流架周围的堆积漂浮物；

3、每天上午、下午上班前检查骨架焊缝及骨架变形情况；

五、感受与提升

挡流架在该项目桩基玻纤维套筒加固过程中的应用，有效的降低了水流对桩基玻纤套筒加固工作面的冲击，为潜水员水下作业提供了可靠的安全保障，同时提高了施工工作效率，同时从方案的设计和施工方面总结出以后类似工程挡流架的实施有以下两个方面可以改进和提高：

1、受力钢骨架可以采用常规的建筑施工周转材料拼装而成，比如：贝雷梁、八三式桥墩等，以进一步达到降低成本、便捷施工的目的；

2、建议骨架拼接成分水式三角或圆弧断面，同时选用抗拉强度较高的柔性挡水面板，可以大大降低水流对受力骨架的冲击，减少受力骨架用材，同时避免水面漂浮物在挡流架处的堆积。

深水急流桩基“夹克法”水下加固挡水措施研究与实施

赵云峰 中铁一局集团桥梁工程有限公司丰城剑邑大桥维修加固项目部 项目经理兼书记

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