桥梁水下桩基础表面缺陷修补加固处理,应用传统的围堰法施工显然较为浪费,且不适用于缺陷点面较多的情况。因此,笔者针对本项目的自身特点总结新的水下修补加固技术,对基础外露的13个墩钻孔桩进行逐桩逐墩加固,外套一圈25cm厚C30钢筋混凝土包裹住原钻孔桩。加固施工完成后,进一步做好回填防冲刷措施,保障既有构筑物结构的安全可靠性,降低施工过程对周边环境造成过多的影响。
1修补加固方法的选择
桥梁水下桩基础表面缺陷一般不涉及到桩基础的承载问题,修补加固的关键点在如何确保水下桩基础新旧混凝土的连接密实和阻止混凝土内结构主筋的腐蚀。修补加固的工作原理是于原桩基础外套一圈25cm厚的C30钢筋混凝土形成“保护套”,新混凝土需加入憎水型固化剂,旧混凝土与新混凝土中的环氧树脂发生反应加快黏结过程。值得强调是,新旧混凝土连接的标志是二者之间的结合界面需发挥传递作用和承载作用力。因此,在采用此修补加固方法过程中要重点检测新旧混凝土结合界面的抗拉性能和抗剪性能。
2试验检测
使用湿固性环氧混凝土作为桥梁水下桩基础表面缺陷修补加固的原材料,混凝土配合比(重量比例)为水泥:中粗砂:瓜米石:E44环氧树脂:临苯二甲酸二丁酯:KH-560硅烷偶联剂:固化剂=446:669:967:119:7.4:2.2:89。施工用混凝土采取有侧限抗折试验验证新旧混凝土的粘结状况,以浸水形式养护,7d试模的抗拉强度达到2.1MPa,抗压强度达到55Mpa;10d试模的抗拉强度达到3.2MPa,抗压强度达到62Mpa。水下桩基础表面新旧混凝土于侧面粘结,不能立即结合,可在桩基外侧增设立模增加侧向压力。
由于修补加固所用混凝土要求旧混凝土与之在水下粘结,新混凝土的自身抗压强度和结合度要求极高,且新混凝土是各种原料的混合料,拌合粘度高,极难拌合均匀。施工过程中混凝土的拌合完成于岸上,“保护套”的成型过程存在侧向的限制压力,浇筑施工之前应由潜水员在施工部位安设模板,方能进行下一步混凝土的浇捣施工。
另外,湿固性环氧混凝土在使用中往往会存在施工复杂和质量难以保证等问题。按照笔者对建材市场的调研,并经过多次反复试验得出施工用配合比(重量比例)为水泥:水:固化剂=1:0.4:0.3。这样一来,既能保证水下桩基础表面缺陷部位新旧混凝土二者的紧密粘结,也能简化施工过程,特别适用于本项目。