锚喷混凝土加固双曲拱桥施工工艺与质量控制

　　摘要：锚喷混凝土在旧桥加固中应用广泛，结合工程实践，总结分析其在双曲拱桥加固中的施工工艺及质量控制，为我国同类桥型的加固施工提供参考。 

　　关键词：双曲拱桥；锚喷加固，施工工艺；质量控制 
　　 
　　1 锚喷混凝土加固原理 
　　 
　　锚喷混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气将混凝土拌合料，通过管道高速喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，使其凝结硬化形成一种钢筋混凝土结构。喷射混凝土具有高速、高压的作用，可将混凝土射入宽度2㎜以上的裂缝，加上钢筋网的共同作用，可以使新旧混凝土紧密结合，形成一个整体。 
　　 
　　2 锚喷混凝土加固双曲拱桥施工工艺 
　　 
　　2.1 植筋技术 

　　植筋锚固技术是一种新型的钢筋混凝土结构加固技术，是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术，现今广泛应用于各种钢筋混凝土结构的加固改造中，它较好的解决了新旧混凝土结构上的刚性联接问题，能使连接结构中的钢筋达到如同预埋的效果，且被充分利用，使钢筋具有优越的负载-位移特性。锚喷混凝土加固双曲拱桥的植筋施工，就沿用了隧道施工中的锚杆锚固技术，锚杆植筋施工质量的优劣将影响加固主钢筋的定位及焊接，间接影响到加固效果。 

　　植筋锚固施工工艺主要包括：锚孔定位放线、钻孔、清理钻孔尘渣、验收钻孔及清孔质量、配置结构植筋胶、注胶、插入锚杆固定好、水泥砂浆封堵孔眼、养护等。 

　　2.2挂设钢筋网施工工艺及控制 

　　当锚杆插定两天后可开始挂设钢筋网。挂设时，单根钢筋紧靠锚杆就位，先绑扎后点焊于锚杆上；钢筋接头为搭接焊，挂设钢筋网的顺序，为沿着施工的前进方向，从一端拱脚开始逐段完成至另一端。为便于挂设，将拱肋底面的锚杆尾端带直钩。 

　　2.3喷射混凝土施工 

　　喷射混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气，将水泥、砂、石、外掺剂等按一定比例配合好的拌合料，通过管道输送，并以高速喷射到受喷面上凝结硬化成一层混凝土。目前常用的方法有干喷法和湿喷法，其中干喷法发展较早，应用也最广泛。它是将干料拌合后送至喷头与水混合，再喷到受喷面上的一种方法。具有适应性强、场地需求小、机器成本低及操作方便等优势，其施工工艺流程如下图： 
　　 
　　2.3.1风压及水压的控制总结 

　　实践表明当喷嘴处的风压稳定在0.1～0.2MPa范围内，对回弹量控制最为有利。施工中发现，当压送距离变动时，空气压力要视喷射的状况和易粘附程度加以修正。风压过大或过小，都将导致回弹量增大。 

　　喷水嘴处水压应控制在比输料管风压高0.1～0.15 MPa范围内，且喷射作业区的系统水压应大于0.4 MPa，此时的喷射混凝土效果较好。水压过小，干办料不能充分湿润水化，表面出现干斑，粉尘、回弹量都显著增大，并且混凝土硬化后强度大大降低；如果水压过大，喷射混凝土在未凝固前被水冲洗形成“淌流”，下垂甚至脱落。 

　　2.3.2喷射混凝土配合比的控制 

　　配合比设计应满足下列要求：必须能保证混凝土向上喷射到指定的厚度，并且回弹最少；4～8h的强度应具有能控制变形的能力；在速凝剂用量满足可喷性和早期强度的要求下，必须达到设计的28d强度；有良好的耐久性；回弹量少；不发生堵管。 

　　水灰比是影响喷射混凝土强度的主要因素，一般来说，当喷射混凝土表面出现流淌、滑移、拉裂时，表明水灰比太大；若喷射混凝土表面出现干斑、作业中粉尘大，回弹多，则表明水灰比太小；适宜的水灰比为0.4～0.5，在这范围内，混凝土表面平整，成水亮光泽，粉尘和回弹量均较少，偏离这一范围，不仅降低喷射混凝土强度，也使回弹量增大。 
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　　施工现场使用的配合比如下：水泥 ：砂：砾石：水＝1：2：2：0.4 

　　图6.9（a）水灰比过小 图6.9（b）水灰比过大 

　　2.3.3喷射距离及喷射角度的调试总结 

　　喷射距离的远近对喷射混凝土的质量和回弹量有很大的影响。距离太远，会使喷射混凝土的回弹量增大，密实度降低，从而降低了强度；距离太近，不仅回弹率加大，且回弹颗粒会伤害到喷射手。当风压适宜时，喷嘴与受喷面的最佳距离一般为0.8～1.5m左右。 

　　在喷射平整的受喷面时，喷嘴也应与受喷面垂直。在对有钢筋网的受喷面进行喷射时，喷嘴应更靠近受喷面一些，且与垂直方向偏离一个小角度，以便获得较好的握裹效果，同时便于排出回弹物。 
　　 
　　3 喷射混凝土的质量控制 
　　 
　　锚喷混凝土加固旧桥是近几年才发展起来的旧桥加固技术，喷射混凝土不需要振捣，而是在高速喷射时，由水泥与骨料的反复连续撞击而使混凝土压密。其高速喷射形成的喷射混凝土的作用是将锚固好的钢筋网与原结构联结组成整体受力结构，并与锚杆一道在结合面上传递拉应力和剪应力。因此，喷射混凝土的质量将直接影响到旧桥的加固效果，在加固过程中对其进行质量控制是非常关键的。 

　　影响喷射混凝土质量的因素很多，现从喷射混凝土施工技术和施工管理方面分析，结合施工过程中遇到的问题及应对措施，分析几个主要因素对混凝土喷射质量的影响。 

　　⑴混合料应拌制均匀，颜色一致，尤其是速凝剂，其掺量较少，加入的时候很不容易拌制；混合料应随拌随用，掺速凝剂后，存放时间不超过30min。 

　　⑵喷射方向与受喷面垂直并稍微向刚喷射部位倾斜，喷射时喷枪可对受喷面按顺时针方向螺旋转动，螺旋直径大约在20～30㎝之间，以使混凝土喷射密实。 

　　⑶喷射时可分层进行，每层厚度3～5㎝左右，并且在喷射过程中，对过桥的重车，安排专人进行限速指挥，以免过大的震动影响喷射效果。 

　　⑷喷射面要保持自然平整，这不但有利于结构强度和耐久性，而且外形美观。因此，在喷射混凝土初凝后（即喷射后20～30 min）用刮刀将设计线以外多余的材料刮掉，然后再喷或抹一层砂浆。 

　　⑸喷射混凝土终凝2h后，及时喷水养生，养生时间不少于7d,确保其强度的形成并可以避免表面开裂。 
　　 
　　4 结语 
　　 
　　采用喷射混凝土加固双曲拱桥，从实施情况看，其效果是明显的。主要表现在：施工快速简便、经济可靠、不中断交通，工期短等方面，具有明显的经济效益和发展前景。但也有其不足之处：回弹量还是较大、喷料时有脉冲现象且均匀度差、水灰比不易准确控制、生产效率不高等，需经过后期的实践予以解决。 
　　 
　　参考文献: 

　　【1】堪润水，胡钊芳，帅长斌 公里旧桥加固技术与实例 北京：人民交通出版社 2002 

　　【2】吕康成 隧道工程试验检测技术 北京：人民交通出版社2004佟百龙等 

　　【3】王剑波 原丕业 喷射混凝土质量控制与评定方法探讨 金属矿山2001年1月 

　　【4】何华 喷射混凝土技术参数控制的控制研究 铁道建筑技术2001.1