隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量的增加，部分橋梁下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的病害，其中水下樁基礎(chǔ)的病害尤為突出。經(jīng)多年河流沖刷，河床斷面下切，還有一些橋位處因河道挖沙、取土等因素的影響，使得水下樁基礎(chǔ)埋置深度不斷減小，樁基礎(chǔ)出現(xiàn)縮徑等情況，嚴(yán)重影響了橋梁的安全，為此尋找水下樁基礎(chǔ)病害的科學(xué)性加固方法是十分迫切和必要的。

1 橋梁概況

該大橋建成于1983年，全長554.3m，橋面寬1.5m+9m+1.5m，橋面縱坡3%，豎曲線半徑4666.67m。主橋上部結(jié)構(gòu)由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型剛構(gòu)加25.0m掛梁組成，共兩孔，跨度為52.5m，下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土實(shí)體橋墩，沉井基礎(chǔ)；引橋?yàn)?4孔跨徑30.0m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，下部結(jié)構(gòu)為柱式橋墩，直徑1.5m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，其中1～3號墩為嵌巖樁。

2 大橋病害

該橋大部分水下樁基礎(chǔ)由于河床沖刷下切以至使施工時(shí)的混凝土護(hù)筒下端外露，有混凝土護(hù)筒包裹的區(qū)段，混凝土護(hù)筒外徑約為1.90m，滿足設(shè)計(jì)要求的1.50m樁徑，但是由于該墩處河床面沖刷下切嚴(yán)重，施工用的混凝土護(hù)筒下端已基本外露，因此在樁基下部無混凝土護(hù)筒的區(qū)段，由于樁基施工的因素，在無護(hù)筒段存在不同程度的縮頸現(xiàn)象，樁基礎(chǔ)的實(shí)際直徑1.30m已達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的1.50m；由此造成水下樁基礎(chǔ)的無護(hù)筒段鋼筋籠外露和嚴(yán)重掏空現(xiàn)象。對于水下樁基鋼筋籠外露現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)采取修補(bǔ)措施，針對河床沖刷下切嚴(yán)重的現(xiàn)象，應(yīng)采取拋石等抗沖刷的防護(hù)措施，以策安全；

三個(gè)主墩處的河床沖刷下切嚴(yán)重，特別是6號、7號、8號墩處檢測時(shí)的河床面距設(shè)計(jì)慮及的最大沖刷深度線已超2m左右，而最大沖刷線是指水位達(dá)到設(shè)計(jì)洪水位時(shí)（百年一遇）的橋墩位處必須慮及的可能出現(xiàn)的最大沖刷，而該橋檢測是在常水位下的正常作業(yè)，因此應(yīng)對主墩處的河床沖刷情況加以足夠的重視。

4 維修加固方案

4.1 加固設(shè)計(jì)思路

從檢測報(bào)告來看，該橋于1983年竣工。由于河床沖刷程度較大，河床面沖刷下切嚴(yán)重，以至使多數(shù)樁基礎(chǔ)施工時(shí)的混凝土護(hù)筒下端外露在樁基下部，無護(hù)筒段存在不同程度的縮頸現(xiàn)象以至樁基實(shí)際直徑達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，并且部分樁基礎(chǔ)存在鋼筋籠外露和嚴(yán)重掏空現(xiàn)象，對結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性帶來危害，需立即進(jìn)行加固及補(bǔ)強(qiáng)處理。

針對以上主要結(jié)構(gòu)病害，結(jié)合該橋水文資料，提出三種加固方案進(jìn)行比較，推薦最優(yōu)方案。

4.2 方案一：水下植筋加大截面加固

根據(jù)檢測報(bào)告及竣工圖等相關(guān)資料，該橋樁基礎(chǔ)病害均在水中，且橋位處常水位較高、水深較深，同時(shí)在7號墩與8號墩之間和8號墩與9號墩之間為主航道通航區(qū)，為了不壓縮過水?dāng)嗝妗⒉挥绊懲ê降那疤嵯?，順利的完成樁基礎(chǔ)加固工作，本方案通過水下植筋將新增截面與原結(jié)構(gòu)連接成整體，提高樁身混凝土耐久性，同時(shí)也將混凝土護(hù)筒下端受損部位樁身予以修復(fù)。

由潛水員在水中清理樁基礎(chǔ)表面水生物及劣化混凝土后，采用水下植筋工藝在原樁基礎(chǔ)表面打孔、植筋。植筋采用16鋼筋，鉆孔深度為16cm，孔徑為φ20mm。水下綁扎鋼筋籠，通過植筋將外圍鋼筋籠與原樁基礎(chǔ)連接錨固。鋼筋籠施工完成后水下進(jìn)行鋼模板的施工，模板采用內(nèi)徑φ190鋼管，在加工廠制作成兩個(gè)半圓形，采用法蘭連接，在水下由潛水員進(jìn)行連接錨固。在原樁基礎(chǔ)周圍布置導(dǎo)管進(jìn)行增大截面混凝土澆注，在原樁基礎(chǔ)外增大截面厚度為20cm。通過在水下對原樁基礎(chǔ)的增大截面，增大了樁徑，實(shí)現(xiàn)了對原樁基礎(chǔ)的修復(fù)，同時(shí)有效抑制樁基礎(chǔ)病害的產(chǎn)生。

為確保加固質(zhì)量、加強(qiáng)監(jiān)督，在加固過程中及加固完成驗(yàn)收時(shí)采用水下監(jiān)測成像設(shè)備，由潛水員將探頭拿到水中，監(jiān)理工程師通過成像設(shè)備在陸地進(jìn)行監(jiān)控，以確保施工質(zhì)量。

4.3方案二：玄武巖纖維網(wǎng)格加固

利用玄武巖纖維網(wǎng)格的高強(qiáng)度和柔耐性，通過水下環(huán)氧樹脂的粘合力，圍箍在混凝土護(hù)筒下端受損樁身表面，提高樁身砼耐久性，同時(shí)也將受損的部位予以修復(fù)。

玄武巖纖維網(wǎng)格具有強(qiáng)度高、柔性好、輕而薄、耐久性好、施工便利等特點(diǎn)，由潛水員在水中將玄武巖纖維網(wǎng)格包裹在樁基礎(chǔ)表面，通過灌注水下環(huán)氧樹脂將玄武巖纖維網(wǎng)格包裹于樁基礎(chǔ)表面，并在施工完成后保留樁基礎(chǔ)表面鋼模板。此方案在實(shí)現(xiàn)了對樁基礎(chǔ)病害的修復(fù)，同時(shí)有效抑制樁基礎(chǔ)病害的產(chǎn)生。

4.4 方案三：鋼套管或鋼圍堰圍水增大截面無水加固

以上兩個(gè)加固方案均為水下施工，水下施工對潛水員的要求較高，受水流流速及潮汐影響較大，同時(shí)加固完成后的質(zhì)量驗(yàn)收較難。因此，提出水深較淺處采用鋼套管（鋼圍堰）圍水結(jié)構(gòu)將原樁基礎(chǔ)包圍，鋼套管內(nèi)抽水，將水下樁基礎(chǔ)加固施工轉(zhuǎn)為“陸地”樁基礎(chǔ)施工，大大減小了施工風(fēng)險(xiǎn)。

鋼套管圍水結(jié)構(gòu)將單根樁基礎(chǔ)包圍，鋼圍堰圍水結(jié)構(gòu)將7號墩（或9號墩）4根樁基礎(chǔ)同時(shí)包圍，進(jìn)行無水常規(guī)加固施工。但因此方案造價(jià)較高、施工繁瑣、同時(shí)無底鋼圍堰受水深及沖刷影響較大，大大提高了施工難度，同時(shí)會(huì)臨時(shí)壓縮過水?dāng)嗝妗⒄加煤拥垒^寬，影響通航，故此處僅作為比選方來進(jìn)行介紹。

在加工場按設(shè)計(jì)要求制作鋼套管節(jié)段及連接件，鋼套管為φ3.5m壁厚25mm鋼管，采用法蘭盤將兩個(gè)半圓連接成整體，在水位高于橫系梁處應(yīng)對其進(jìn)行加固處理，將橫系梁包裹于鋼套管下，并進(jìn)行止水處理。將鋼套管內(nèi)水抽出后，對原樁基礎(chǔ)表面進(jìn)行清理、植筋、鋼筋籠綁扎、支模板及澆注增大截面混凝土施工，原樁基礎(chǔ)外混凝土護(hù)筒下端受損樁身范圍增大截面厚度為20cm。

4.5 方案比選

表1 方案比選表

針對該橋主要結(jié)構(gòu)病害，結(jié)合該橋水文資料，從施工工藝、工程造價(jià)等方面綜合考慮，確定采用水下植筋增大截面法對樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固。

5結(jié)束語

根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，截止到2007年，我國各類橋梁約有五十二萬座，每年開工建設(shè)的橋梁約為一萬余座。這其中相當(dāng)數(shù)量的橋梁基礎(chǔ)屬水中基礎(chǔ)，而水中基礎(chǔ)中又以樁基礎(chǔ)為主，隨著時(shí)間的推移，河床的沖於、水質(zhì)的變化，水中樁基礎(chǔ)出現(xiàn)的問題會(huì)越來越多，需要維修處治的也會(huì)越來越多。由于樁基礎(chǔ)作為整個(gè)橋梁的重要承重構(gòu)件，一旦出現(xiàn)安全問題，后果不堪設(shè)想，因此水中樁基礎(chǔ)加固技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，將對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展賴以支撐的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)起到保駕護(hù)航的作用。通過本項(xiàng)目對水下樁基礎(chǔ)的加固，進(jìn)一步的總結(jié)了水下樁基礎(chǔ)的加固方法及適用性，對類似加固工程有一定的借鑒作用。