既有线高墩实体墩身断桩、承台开裂的加固
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2015年07月31日 19:22:00
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1.墩身概况 某既有铁路桥梁为(7*32+1*24m)简支T梁,其5#墩墩高21.5m,C30混凝土实体墩;承台平面尺寸为7.0*10.0m,承台高2.5m,C30钢筋混凝土浇筑;基础为4Φ1.25m挖孔桩,桩长 11m。 承台一次性浇筑完成,在浇筑2#桩时地下水位偏高,水流很大并且靠近原河床。 2.存在的主要问题 该桥的5#墩于2002年4月份完工,在2008年12月发现墩顶支座偏移,梁缝缩小,承台顶面出现裂缝,裂缝宽5mm,长2m,承台左右面出现呈菱形状分布的五条裂缝,最大裂缝宽度为20mm,最小为5mm。

1.墩身概况

某既有铁路桥梁为(7*32+1*24m)简支T梁,其5#墩墩高21.5m,C30混凝土实体墩;承台平面尺寸为7.0*10.0m,承台高2.5m,C30钢筋混凝土浇筑;基础为4Φ1.25m挖孔桩,桩长 11m。

承台一次性浇筑完成,在浇筑2#桩时地下水位偏高,水流很大并且靠近原河床。



2.存在的主要问题

该桥的5#墩于2002年4月份完工,在2008年12月发现墩顶支座偏移,梁缝缩小,承台顶面出现裂缝,裂缝宽5mm,长2m,承台左右面出现呈菱形状分布的五条裂缝,最大裂缝宽度为20mm,最小为5mm。

对桩基取芯发现除2#桩以外,其他桩基完整,混凝土良好。2#桩基混凝土存在的主要缺陷有:离析、存在一层砂浆层、局部芯样破碎等,承台芯样存在明显的气孔,桩与承台连接部位混凝土质量欠佳;从对芯样试验结果看,个别的芯样强度未达到设计强度,强度匀质性欠佳。



3.病害成因分析

经铁道部和路局、设计院、原施工单位等组成专家组,根据桩基取芯分析,桩基础的缺陷是导致该桥5#桥墩出现承台开裂、梁缝与支座变形的直接原因。



4.加固设计方案

4.1加桩、增设十字托梁

在承台对称轴上增设四根挖孔桩,原承台面下设置两根交叉的十字托梁支撑承台。平面布置如下:


由于原承台坐落在比较厚的堆积层上,加桩按支承桩设计,加桩桩径为1.5m;托梁采用预应力混凝土结构。为达到托梁对承台起到支撑作用,须保证托梁与承台紧密接触,通过对托梁与承台间注浆、托梁张拉来和承台连成整体,一起受力。

4.2承台临时加固

在承台永久性加固施工之前,先对承台进行临时加固:沿原承台水平方向布置15束预应力钢绞线(每束7根钢绞线),原承台底托梁两侧架设临时钢支架(分2次),提高承台的承载能力。



5.施工顺序

(1)完成施工放样;

(2)承台底压注水泥浆、裂缝表口用灌封胶封住再压浆;对原承台采用预应力加固,完成承台临时加固;

(3)承台两端永久桩基及临时钢支架桩基施工;

(4)按纵向、横向分2次依次架设临时钢支架及托梁钢筋混凝土施工;

(5)对托梁与承台间空隙进行注浆,混凝土达到强度后托梁张拉;

(6)承台表面处理:承台表面凿毛,挂钢筋网,现浇15cm 厚的混凝土。



6.主要施工要点

6.1加桩施工

(1)加桩施工时,应选用震动小的设备机械,因为是在既有线上施工,并且还要采用措施:孔底抽水、漏电保护器、井盖、安全应急绳等;

(2)由于桩是按照支承桩设计,必须保证嵌岩深度达到设计深度,如地质资料与设计有出入必须要按现场的地址情况来处理,继续挖直到嵌岩深度达到设计值;

(3)成桩之后必须要求超声波检测。

6.2托梁施工

为了降低混凝土的水化热影响,每根托梁可分两次浇筑,要求托梁顶面与承台底平面密贴,如有空隙,应凿除表面浮浆再压浆充满空隙。

6.3预应力钢绞束张拉

托梁采用有粘结预应力,钢绞束应在梁体混凝土达到100%的设计值之后方可张拉,用双控、对称、两端同时张拉工艺。承台临时及永久性加固为无粘结预应力,要求采用双控张拉。

6.4承台外裹混凝土施工

(1)承台外裹混凝土施工应先对承台外层进行凿除处理(以见到承台钢筋为准);

(2)植筋:纤钉间距按30*30cm,采用Φ22螺纹钢筋加弯钩,用化学植筋胶,并按规定要求施工(即:按规定间距钻孔直径为3.5cm左右,深度≥5d(11cm),定位后用植筋胶固定加弯钩的钢筋,弯钩向外侧)。

(3)挂钢筋网,浇混凝土。钢筋网用焊机焊接形成一个闭合性的网,在浇筑前清理模板里的杂物,为保证混凝土的质量养护时间不的少于14d。



7.施工观测

为确保施工过程中的安全,须加强必要的观测,即在墩顶、承台顶面上各设置一个观测点。监控桥墩在施工过程中的水平变位及标高变化,各阶段要点如下:

(1)施工前,对各测点进行观测,作为基准参数;

(2)承台临时加固之后、第一根桩施工前,对各点进行观测,观测数据做为基准参数,各桩成孔过程前,每3米进行观测直至成孔;

(3)托梁张拉前观测,张拉后再次观测,随时注意墩身的变化;

(4)施工http://www.51lunwen.com/magazlinelib.html全部完成后,对各点再进行观测。

如有水平变位或者标高变化,立即分析成因,及时采取相应的措施。



8.加固效果

加固于2009年5份完成,对本桥墩进行连续1个月的监控,墩身未发生水平偏移及标高变化,承台被新混凝土包裹着未出现新的裂缝。

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