灌浆加固技术在桥梁病害处治中的应用

2021-05-10宋强

运输经理世界 2021年16期

宋强

（河北通宇建筑工程有限公司，河北张家口 075000）

0 引言

桥梁工程的有效建设，不仅能够提高所在区域的交通运输能力，对于区域经济的发展也有着非常重要的意义。但在对桥梁工程进行建设及使用的过程中，受到诸多因素的影响，往往出现各种各样的病害问题，这些病害问题的存在，会对桥梁工程的整体质量造成较大影响，并且会危及车辆的行驶安全。而想要对这种情况进行有效的处理，还需要相关单位结合实际，对各种加固施工技术进行合理的应用，以此来保证工程的效用发挥。所以，针对灌浆加固技术的具体应用加强研究是很有必要的。

1 灌浆加固技术概述

所谓的灌浆加固技术，实际就是应用较大的压力向建筑缝隙当中灌注固态浆液，实现建筑补强、加固的技术。因此，该项技术也被称为压力灌浆法。而对于桥梁工程来说，其病害问题经常出现在桥台以及桥墩等部位，会严重影响桥梁工程的质量和结构性能。应用灌浆加固技术，可以将其中的病害影响有效清除，通过在桥墩、桥台的缝隙当中注入浆液，能够对桥梁工程进行有效加固，进而达到提高桥梁运行工况，降低交通风险的目的。

2 桥梁中的常见病害问题

2.1 砌石松动

对于桥梁工程而言，砌石松动会对工程的承载能力造成直接的影响，甚至可能出现结构破坏的情况，导致桥梁无法正常使用，因此，必须要对这种问题保持高度的重视。而应用注浆加固技术则可以对工程结构强度进行有效增强，使其稳定性得到进一步提升，从有效解决砌石松动问题。在此过程中，常用的注浆方法有两种：钢化管注浆和小孔注浆。

2.2 裂缝问题

裂缝问题在桥梁工程中属于较为常见的病害问题，其危害也相对较高，而这种病害问题具体可以分为两类，一类是结构性裂缝，另一类是非结构性裂缝。而裂缝类型不同，其形成原因也会有所差异。

第一，结构性裂缝。这种情况主要是受外部荷载问题影响造成的，而裂缝的分布也往往会受到荷载大小的影响。结构性裂缝包含次应力裂缝和直接应力裂缝两种，根据受力特性又可以将其分为扭转裂缝、剪切裂缝以及弯曲裂缝等。其中，扭转裂缝，是受到弯扭耦合作用影响，导致其保护层破损，形成的扭转裂缝。剪切裂缝，是因为作用在混凝土构件上的剪切力超出构件自身的抗剪能力，进而形成的裂缝问题，这种病害通常在桥端支座部位出现。而弯曲裂缝则是由拉应力影响造成的，一般在桥梁弯矩最大处出现。

第二，非结构性裂缝。通常在结构变形受到限制的情况下，其内部产生一定的应力作用，一旦这种应力作用超过混凝土自身的极限抗拉强度，就会引发裂缝问题。能够在混凝土结构中造成应力作用的原因为：一是结构材料本身发生收缩徐变。二是受到温度变化的影响。而常见的非结构性裂缝主要有三种。

其一，收缩裂缝。在混凝土硬化期间，其中的骨料会形成一定的挤密和压实作用，水分也会随之不断蒸发，进而导致结构整体出现收缩变化。而由收缩作用造成的混凝土裂缝问题主要出现在结构表面，由于混凝土当中的钢筋具有一定的拉力作用，所以并不会在混凝土表现形成宽度较大裂缝，通常这种裂缝的宽度多处在0.05～0.2mm，在分布方面则没有明显的变化规律。这种裂缝问题通常不会对桥梁工程的正常使用造成较大安全隐患，但会对工程的外观以及耐久性造成一定的影响。

其二，塑性裂缝。在混凝土浇筑施工完成以后，其强度的缓慢提升会使骨料逐渐移动，进而引发塑性变形问题，这种裂缝问题在分布以及长度等方面没有明显的变化规律，大多会出现顶腹板交接处或者T梁变截面等部位。

其三，温度裂缝。桥梁结构主要是由混凝土和钢筋材料构成，但两者对于温度存在不同的敏感程度，而一旦在混凝土内部或者外部环境发生剧烈变化，就会在混凝土和钢筋之间出现温差，使结构内力出现变化，进而形成温度裂缝问题（见图1）。

图1 温度裂缝问题

而对于桥梁裂缝问题，一经发现应立即处理，较为有效的解决方法就是灌浆加固技术。在对该项技术进行应用的过程前，需要对裂缝位置进行准确的标记，并对裂缝形成原因及类型进行分析，完成相关工作以后即可对裂缝展开修补。

2.3 混凝土表层病害

在桥梁工程中，混凝土表层病害主要包括剥落、空洞、蜂窝以及麻面等问题。剥落，主要表现为砂浆脱落，从而导致集料外露。空洞是因为混凝土漏浆、振捣不到位以及配筋保守等因素造成的混凝土局部构建缺失现象。蜂窝主要是由于混凝土离析、配比不合理，或者施工质量不佳等原因，使混凝土结构表面形成的一种蜂窝孔洞现象。麻面则是因为混凝土表层缺浆，这种病害的主要表现就是结构表面较为粗糙，且未出现钢筋外漏问题。以上病害，会对桥梁工程的外观质量、结构强度以及耐久性造成不同程度的影响。因此，需要通过灌浆加固技术进行补强加固处理[1]。

3 灌浆加固技术在桥梁病害当中的具体应用

某地桥梁工程，因受到施工建设以及长期使用的影响，在工程中出现了多种病害问题，包括裂缝、混凝土表层病害以及砌石松动等。这些病害的出现，不仅对该工程的外观质量造成了一定的影响，同时也对工程的稳定性和安全性构成了一定的威胁，导致工程综合效用的发挥受到了较大限制。对此，相关部门决定应用灌浆加固技术来改善该桥的使用工况，达到提高其耐久性、稳定性和安全性的目的。

3.1 做好施工准备工作

首先，要对工程中的病害问题进行全面的检查，了解病害所处位置、主要类型、发展程度等情况，并对相应的处置方案进行合理的编制。其次，准备相关施工材料及设备设施，且材料进入到施工现场前要充分落实好检查工作，确保施工材料的质量、数量以及型号能够符合灌浆加固技术的实际需要，施工设备工况正常无故障。最后，在机械设备进入施工现场后，在正式应用之前，务必进行二次检查工作，确认无误以后才能在工程当中进行具体应用。综上所述，无论是施工材料还是施工设备，对于灌浆加固技术的应用、桥梁病害的处理都有着非常重要的影响，因此，必须要安排专业人员落实相关工作，避免对后续的施工质量造成不利影响[2]。

3.2 具体的施工工艺

第一，设置相应的灌浆标准。对于桥梁工程的建设而言，一般需要对以下标准加以落实。首先，整体施工标准，该标准主要以相关单位的桥梁施工质量要求为基础进行设置的，严禁私自更改。其次，灌浆强度标准。通常需要结合桥梁中的病害情况进行灵活掌握；倘若相关单位设有明确要求，则需要根据该要求落实控制工作。

第二，合理选择施工手段。能否对施工方式进行合理的选择，直接关系到桥梁工程的灌浆加固效果。因此，相关单位需要结合施工准备中的调查结果以及自身实际情况确定施工手段，如此才能保证灌浆施工的效率和质量，从而满足桥梁工程加固施工的相关要求[3]。

第三，落实成孔作业。首先，需要结合工程实际做好钻头的选择工作，在落实钻孔施工的过程中，需要对周围环境以及工程稳定性进行实时的观察，一旦发现稳定性不足的情况，应该立即停止钻孔作业，将隐患问题解决之后，才能开展施工作业。其次，要加强钻孔壁的保护力度，一般会在钻孔当中设置导管实施孔壁的保护工作。最后，则要落实清孔操作，要有效清除钻孔当中的杂物，确保钻孔能够正常的使用。

第四，安装灌浆管，封堵孔道。在完成上述相关工序之后，需要安装灌浆管，同时将孔道封闭。通常情况下，将会在灌浆管下方0.6～0.8m处的管道位置进行设置，进而完成管道下方的封堵工作。如果导管在封堵期间受到流沙的侵袭，为了避免流沙对外壁的影响，还需要对包扎工作加以落实，具体需要应用一些具有良好柔韧性的橡皮材料进行包扎。需要注意的是，虽然这种方法能够将流沙侵袭问题有效解决，但如果包扎次数过多，会对工程的整体质量造成一定的影响，因此，要尽可能做好施工管理工作[4]。

第五，浆液搅拌。在对浆液进行搅拌的过程中，为了确保浆液的稠度以及均匀性，应该对硅酸盐水泥或者水进行适量的应用。该项操作应安排专业的施工人员进行，确保浆液拌制以及施工效率能够满足技术应用的实际要求。而在此过程中，要对搅拌时间进行严格的控制，一般要控制在3～5min以内；除此之外，为了避免杂物的掺入对灌浆效果造成不利影响，在搅拌成型以后，还需要做好浆液过滤工作，确保灌浆施工的顺利进行[5]。

第六，灌浆施工。在灌浆施工中，使用的灌浆方法种类繁多，所以在进行桥梁灌浆加固的过程中，还需要相关人员结合实际对灌浆方式进行合理的选择。从浆液重复利用方面划分，涉及的灌浆方式有两种：循环式灌浆和纯压式灌浆。而根据灌浆顺序进行划分，则包含综合灌浆法、一次性灌浆法以及分段灌浆法等等，灌浆操作则需要根据相关规定严格落实。案例工程主要按照从上到下的顺序进行分段灌浆。在浆液灌注期间，要求相关人员实时观察，在浆液饱满溢出时应该立即停止灌浆操作。

第七，孔口封堵。在上述施工完成以后，即可进行孔口的封堵工作。而封堵施工完成后，需要相关人员做好孔口的检查工作。一般该项工作需要持续1天左右，如果在检查过程中发现浆液位置出现下降的情况，则需要对浆液进行及时的补充[6]。

3.3 施工控制要点

第一，针对裂缝所需灌浆量应该提前进行计算，确保所需浆液能够准备充足，确保浆液量能够将整个裂缝注满，避免在施工期间出现浆液不足，影响注浆工作的持续性，进而对灌浆施工质量造成不利影响。

第二，对于桥梁工程中的灌浆孔必须要进行详细的检查，并且要通过计算得出灌浆孔的深度，通常设计单位在该方面会设置相应的要求，所以在具体施工中，需要根据设计单位的相关标准落实具体操作。

第三，在灌浆加固技术当中，浆液的初始状态是流动性的，但由于浆液会在一段时间以后凝固，因此，在进行灌浆施工期间，必须要严格控制施工的顺序，要按照先低后高、先两边后中间的原则进行施工操作，以此来保证灌浆施工的顺利完成[7]。

第四，在灌浆压力保持正常的情况下，施工人员还要将施工操作多进行30min才能停止，以此来确保施工的完整性。

3.4 特殊情况处理

对于实际操作而言，灌浆加固技术的操作本身具有一定的难度，因此，在落实施工操作期间，为了避免各种问题的出现，需要施工单位结合实际做好应急预案的编制工作，确保在遇到突发状况时，能够及时采取相关措施进行应对。例如，当灌浆操作不到位需要落实回填操作时，需要尽快完成相关工作，各项操作最好不要超过20min。当然，为了避免在突发状况时施工人员出现手忙脚乱的情况，还需要相关单位做好施工人员的培训工作，使其综合素质能够满足工程施工的实际要求[8]。