CN104746440A - 修复u型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法。当U型桥台产生纵向开裂时，在纵向裂缝的两侧，混凝土破碎并风化严重，原构造钢筋锈蚀甚至断裂。由于桥面渗水的冲刷，在桥台填土中形成了大量空洞。在修复U型桥台时，将压浆式锚杆呈方阵沿横桥的水平方向打入其中，将开裂的桥台侧墙与桥台填土锚固在一起，并使桥台填土中的空洞都充满锚固水泥砂浆。压浆式锚杆的抗拉强度高，结构新颖而独特。它首先使锚固水泥砂浆在锚孔中形成一个回流，将锚孔内的空气全部排出并充满锚孔内的空间；然后使锚固水泥砂浆具有足够的压力，以向桥台填土中的空洞渗透。本发明的操作工具简单，工程造价低，修复质量高，在整个施工期间无须中断桥面交通。

Description

修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法

技术领域

本发明涉及一种修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法。

背景技术

公路桥U型桥台的桥台立墙和桥台雉墙都沿横桥向设置，桥台雉墙位于桥台立墙之上的后部，其前面通过伸缩缝与桥体主梁相连接。支座安装在桥台立墙顶面的前部，支撑着桥体主梁。在桥体主梁的两侧，在桥台立墙的顶面，各竖立着一座桥台挡墙。在桥台雉墙和桥台立墙的背后，左右两侧的桥台侧墙都与之垂直相交。在桥台雉墙和桥台立墙之后，在左右两侧的桥台侧墙之间，顶部是400mm厚的路基垫层，余下的是密实的桥台填土。

在施工质量较差的情况下，由于车辆荷载的作用，U型桥台将产生纵向开裂。纵向裂缝沿横桥向与水平面呈45度夹角，沿纵桥向贯通于桥台立墙、桥台雉墙和桥台侧墙。每次下雨，雨水透过路面的孔隙渗入桥台填土和路堤填土之中，然后沿着纵向裂缝缓慢流出，将桥台填土中的颗粒冲出，以至形成大量的空洞。在纵向裂缝的所在处，混凝土破碎并风化严重，原构造钢筋锈蚀甚至断裂。

以往修复纵向开裂的U型桥台，首先拆除桥面之侧的栏杆和防撞墩，以及一部分桥体主梁，清除破损的混凝土墙体；然后在纵向裂缝以下的桥台侧墙和桥台立墙内植入竖向钢筋，在混凝土墙体被清除的部位，重新制作构造钢筋；最后架设钢模板浇注混凝土，使整个桥台恢复原状，并重新铺设路面。在这一过程中，大约需要中断桥面交通15-20天。实际上，在不影响桥面车辆正常行驶的情况下，也能对纵向开裂的U型桥台进行修复。

将纵向开裂的U型桥台分为桥台立墙、桥台挡墙、桥台雉墙、桥台侧墙和桥台填土五个修复部位。首先利用压浆式锚杆加固法修复桥台侧墙和桥台填土部位，使纵向开裂的U型桥台处于安全状态，然后再采用螺纹式锚杆加固法或局部重新制作法修复桥台立墙、桥台挡墙和桥台雉墙部位。

本发明就是根据上述思路，由本发明人精心研制的一种修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种压浆式锚杆加固法，在不中断桥面交通的情况下，用以修复纵向开裂的U型桥台其桥台侧墙和桥台填土部位。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，当U型桥台出现纵向裂缝时，用于修复其桥台侧墙和桥台填土部位；U型桥台的桥台立墙和桥台雉墙都沿横桥向设置，桥台雉墙位于桥台立墙之上的后部，其正面通过伸缩缝与桥体主梁相连接；支座安装在桥台立墙顶面的前部，支撑着桥体主梁；在桥体主梁的左右两侧，在桥台立墙的顶面，各竖立着一座桥台挡墙；在桥台雉墙和桥台立墙的背后，左右两侧的桥台侧墙都与之垂直相交；在桥台侧墙和桥台立墙之下，是一块矩形底板；U型桥台的主体呈一个整体浇注的钢筋混凝土壳体结构；在桥台雉墙和桥台立墙之后，在左右两侧的桥台侧墙之间，顶部是400mm厚的路基垫层，余下的是密实的桥台填土；所述的纵向裂缝沿横桥向与水平面呈45度夹角，沿纵桥向贯通于整个U型桥台；它向上并向里侧延伸割断桥台雉墙的混凝土，向下并向外侧延伸割断桥台立墙和桥台侧墙的混凝土；在纵向裂缝的上下两侧，混凝土破碎并风化严重，原构造钢筋锈蚀甚至断裂；由于桥面渗水的冲刷，在桥台填土中形成了大量空洞；纵向裂缝的起始线位于桥台立墙与桥台挡墙的交汇处，其斜向线位于桥台立墙的正面，其末端线位于桥台立墙的侧面和桥台侧墙的表面；当所述的桥体主梁为预应力连续箱形梁时，桥台挡墙沿横桥向厚1950-2350mm，纵向裂缝的末端线低于桥台雉墙和桥台侧墙的顶面3500-4000mm；当所述的桥体主梁由预应力简支T型梁构成时，桥台挡墙沿横桥向厚500-600mm，纵向裂缝的末端线低于桥台雉墙和桥台侧墙的顶面2000-2400mm；按照本发明施工，将群体的压浆式锚杆呈方阵，沿横桥向水平地打入U型桥台内，将开裂的桥台侧墙与桥台填土锚固在一起，使桥台填土中的空洞都充满锚固水泥砂浆，使纵向开裂的U型桥台处于安全状态；本发明的特征在于：

(1)所述的压浆式锚杆被锚固于口径为89mm、长度为7200mm的锚孔内；在桥台侧墙和桥台填土中，锚孔的横向间距和竖向间距都是750mm；顶排锚孔比桥台侧墙的顶面低350mm，底排锚杆比纵向裂缝的末端线低300-500mm；每一排的第一个锚孔都与桥台雉墙其沿横桥向的竖向中垂面相距300mm，每一排的最后一个锚孔与桥台尾端之距都不大于600mm；

(2)所述的压浆式锚杆由1根主钢管、1个锚盖、2***浆孔、数组锚固钉、1根排气管、1个排气节门、1根输浆管、1个输浆节门和1个封锚钢板组成；

(3)主钢管是一根长度为7250mm、外径为42mm、壁厚为6mm的无缝钢管，在它顶部的左右两侧，各以75mm为间距钻制3个口径为15mm的射浆孔；锚盖用2mm厚的钢板冲压而成；锚固钉是一根直径为12mm、长度为80mm的螺纹钢筋；排气管是一根外径为14mm、壁厚为2mm、长度为900mm的钢管；输浆管是一根外径为42mm、壁厚为4mm、长度为200mm的钢管；封锚钢板用一个直径为87-88mm、厚度为10mm的圆形钢板制作，在它平面的正中部位设有一个主钢管孔，在该主钢管孔之上设有一个排气管孔；

(4)锚盖扣在主钢管的顶端，沿着锚盖的周边实施焊接，使二者相固定；沿着主钢管的纵向，锚固钉以1000mm为间距按组设置；每一组的四根锚固钉都以相等的环向间距分布于主钢管的侧面；每一根锚固钉都与主钢管相平行，在其两侧与主钢管之间，都设置一道通缝满焊焊口；

(5)主钢管沿水平设置，从其尾端起顺次连接着输浆节门和输浆管；排气管的前半部分为水平段，其后半部分向上弯起，其前半部分位于主钢管的尾部之上，二者相平行且相贴；主钢管和排气管分别***封锚钢板的主钢管孔和排气管孔中，并都通过焊接与封锚钢板相固定；安装于排气管尾端的排气节门位于输浆管其尾端上方的350mm处；

(6)沿着主钢管的纵向，以1000mm为间距加设塑料承托；塑料承托呈瓦片状，其长度为100mm，其内圆弧半径为21mm，其外圆弧半径为44.5mm，其最大宽度为78mm；在塑料承托其内圆弧曲面的两侧，各设有一个立柱，主钢管嵌入其内圆弧曲面之内；取两根直径为5mm的螺丝平行穿过两个立柱顶部的圆孔，拧紧这两根螺丝的螺母，使该塑料承托与主钢管相固定；

(7)在整个一列塑料承托的支撑下，压浆式锚杆位于锚孔的正中部位，其锚盖与锚孔的孔底相距100mm，其主钢管的尾端伸出锚孔的孔口150mm，其封锚钢板位于锚孔的桥台侧墙段内，并凹入锚孔的孔口300mm；在封锚钢板与锚孔的孔口之间，在主钢管和排气管与锚孔的孔壁之间，充满了封堵水泥砂浆；

(8)在所述的压浆式锚杆其输浆管的尾端接上压浆机的橡胶管，将压浆机的压力调至0.2MPa；在压浆机的作用下，锚固水泥砂浆经过输浆管进入主钢管中，遇到锚盖的阻挡后，从射浆孔射出，沿着压浆式锚杆与锚孔孔壁之间的空间往回流，遇到封锚钢板的阻挡后，经排气管从排气节门射出；

(9)关闭排气节门，使锚固水泥砂浆无法射出；将压浆机的压力增至0.5-0.6MPa，在压浆机的作用下，锚固水泥砂浆进入并充满压浆式锚杆周围混凝土中的大小裂缝和桥台填土中的各个空洞；关闭输浆节门，停止压浆，对进入U型桥台内的锚固水泥砂浆进行养生；

(10)在所述的桥台侧墙的表层，沿着压浆式锚杆其尾部的各横向连线和各竖向连线分别设置横向开挖槽和竖向开挖槽；该开挖槽的宽度为82mm，深度为40-50mm；沿着纵向裂缝的末端线，开挖一道宽度为150-200mm、深度为80-100mm的特殊深槽；当桥台挡墙沿横桥向的厚度为1950-2350mm时，特殊深槽贯通于桥台侧墙和桥台立墙部位；当桥台挡墙沿横桥向的厚度为500-600mm时，仅在桥台侧墙部位设置特殊深槽；

(11)当锚孔中的锚固水泥砂浆达到终凝后，用电动切割片对压浆式锚杆的尾部进行切割，使其主钢管的新尾端凹入桥台侧墙表面25mm，使其排气管的新尾端与开挖槽的槽底相持平；主钢管的新尾端即为该主钢管所在压浆式锚杆的新尾端；

(12)在每一道横向开挖槽和每一道竖向开挖槽中，在压浆式锚杆其新尾端的两侧，各加焊一根连接钢筋；在特殊深槽中，以75-100mm为间距加焊两根横向连接钢筋；在开挖槽中，在每一根原构造钢筋的被割断之处，都加焊一根新构造钢筋；所加焊的连接钢筋和新构造钢筋都用直径为10mm的光圆钢筋制作；

(13)在开挖槽的槽底和槽帮，在各压浆式锚杆的新尾端及每一根连接钢筋和构造钢筋的表面，都涂抹一层水泥胶；在桥台侧墙的外侧加设钢模板，向钢模板内灌注封堵水泥砂浆，使之充满全部横向开挖槽和竖向开挖槽、以及特殊深槽的桥台侧墙段；当所灌注的封堵水泥砂浆达到设计强度后，拆除钢模板；用电动打磨机对封堵水泥砂浆的灌注部位进行打磨，使桥台侧墙恢复原状。

所述的桥台侧墙其厚度不小于600mm；顶排锚孔穿过桥台侧墙进入路基垫层中，其余各排锚孔皆穿过桥台侧墙进入桥台填土中；在桥台侧墙部位，锚孔用水钻钻制；在路基垫层部位，锚孔用潜孔钻钻制；在桥台填土部位，锚孔用旋转钻钻制。

在所述的桥台侧墙的外侧，锚孔从上向下逐排钻制；每钻成一个锚孔，都及时在该锚孔中***一根压浆式锚杆；从桥台尾部到桥台立墙或桥台雉墙，对整个一排锚孔逐个进行注浆和压浆；当这排锚孔中的锚固水泥砂浆都达到终凝后，才能向下钻制相邻一排的锚孔。

所述的压浆式锚杆其主钢管也可以由两根无缝钢管对接而成，在其对接处设有一个钢套管；钢套管的材质与无缝钢管的材质相同，其长度为100mm、壁厚为6mm；在钢套管的两端，分别实施周圈满焊，使之与两根无缝钢管都相连接；钢套管还可以代替一组锚固钉。

所述的横向开挖槽和竖向开挖槽其两个槽帮都用电动切割片切割而成，两个槽帮之间的混凝土用电锤剔除；在所述的特殊深槽内，用手锤和钢錾分块剔除混凝土，原构造钢筋被完整保留且呈裸露状态，每一根原构造钢筋的锈蚀段都用电动切割片切除。

所述的桥台侧墙其混凝土保护层的厚度为35-50mm；在每相邻的两个锚孔中间500mm长的部位，所述的开挖槽其深度皆为40mm；至各个锚孔的孔口处，其深度逐渐加大；在各个锚孔的孔口处，其深度均达到50mm；在混凝土保护层较薄的部位，该开挖槽将原构造钢筋割断。

在所述的开挖槽内，在每一个新构造钢筋与原构造钢筋的搭接处，焊口的长度均不小于25mm；所述的连接钢筋与新构造钢筋和未割断的原构造钢筋都正交叉叠置，在每两根钢筋的交汇处，都实施双侧焊接，而每一侧的焊口长度均为15mm。

在所述的横向开挖槽与竖向开挖槽的每一个节点处，都有两根横向连接钢筋与两根竖向连接钢筋正交叉叠置，它们将该处压浆式锚杆的新尾端包围；在每一根连接钢筋与这个压浆式锚杆的新尾端之间，焊口的长度均为42mm。

在所述的开挖槽内，所灌注的封堵水泥砂浆饱满而密实；在每一根压浆式锚杆其新尾端的所在处，在每一根连接钢筋和新构造钢筋的所在处，封堵水泥砂浆保护层的厚度都不小于25mm。

所述的封堵水泥砂浆和锚固水泥砂浆其抗压强度都与C30混凝土的抗压强度相等，并都用425号硅酸盐水泥搅拌而成；在该水泥中预先掺入其用量12％的膨胀剂、1.2％的减水剂和40％的粗砂；锚固水泥砂浆的水灰比为0.35-0.37，封堵水泥砂浆的水灰比为0.33-0.35。

本发明的优点是：操作方法简单，工程造价低，修复质量高。它利用压浆式锚杆作为一个通道，锚固水泥砂浆在锚孔中可形成一个回流，在逐步排出锚孔内空气的过程中将锚孔内的空间填满，并以足够的压力向桥台填土中的各空洞渗透。在整个施工期间无须中断桥面交通。

附图说明

图1是支撑预应力连续箱形梁的U型桥台其纵向开裂的正面图。

图2是U型桥台纵向开裂的侧面图。

图3是桥台侧墙表面锚孔孔口的分布图。

图4是桥台侧墙外侧压浆式锚杆尾部的分布图。

图5是桥台侧墙表层压浆式锚杆新尾端的分布图。

图6是桥台侧墙表层开挖槽的分布图。

图7是横向开挖槽与竖向开挖槽内连接钢筋的分布图。

图8是特殊深槽内的钢筋布设图。

图9是桥台侧墙表层封堵水泥砂浆灌注部位的分布图。

图10是桥台侧墙经修复后的表面图。

图11是在U型桥台内锚孔沿横桥向垂直面的分布图。

图12是在U型桥台内压浆式锚杆沿横桥向垂直面的分布图。

图13是在U型桥台内割掉尾部的压浆式锚杆沿横桥向垂直面的分布图。

图14是在支撑预应力连续箱形梁的U型桥台内锚孔的水平分布图。

图15是在支撑预应力连续箱形梁的U型桥台内割掉尾部的压浆式锚杆的水平分布图。

图16是不设钢套管的压浆式锚杆的侧面图。

图17是设置钢套管的压浆式锚杆的侧面图。

图18是压浆式锚杆其尾部的侧面图。

图19是压浆式锚杆安装塑料承托和锚固钉部位的侧面图。

图20是压浆式锚杆安装塑料承托和钢套管部位的侧面图。

图21是压浆式锚杆其顶部的侧面图。

图22是塑料承托的横断面图。

图23是塑料承托的侧面图。

图24是塑料承托的顶面图。

图25是压浆式锚杆安装塑料承托部位的横断面图。

图26是压浆式锚杆安装锚固钉部位的横断面图。

图27是封锚钢板的平面图。

图28是特殊深槽部位的钢筋布设图。

图29是支撑预应力简支T型梁的U型桥台其纵向开裂的正面图。

图30是在支撑预应力简支T型梁的U型桥台内锚孔的水平分布图。

图31是在支撑预应力简支T型梁的U型桥台内割掉尾部的压浆式锚杆的水平分布图。

附图标记

1锚孔，2压浆式锚杆，3开挖槽，4连接钢筋，5构造钢筋，6封堵水泥砂浆，7锚固水泥砂浆，8桥台雉墙，9桥台侧墙，10桥台立墙，11桥台挡墙，12桥体主梁，13桥台填土，14纵向裂缝，15路基垫层，16塑料承托，2-1主钢管，2-2锚盖，2-3射浆孔，2-4锚固钉，2-5排气管，2-6排气节门，2-7输浆管，2-8输浆节门，2-9封锚钢板，2-10主钢管孔，2-11排气管孔，2-12钢套管，3-1横向开挖槽，3-2竖向开挖槽，3-3特殊深槽，4-1横向连接钢筋，4-2竖向连接钢筋，5-1原构造钢筋，5-2新构造钢筋，14-1斜向线，14-2末端线。

具体实施方式

下面结合图1至图31详细说明根据本发明所提出的修复U型桥台纵向开裂的具体实施方式。

一、U型桥台的基本结构

U型桥台的桥台立墙10和桥台雉墙8都沿横桥向设置，桥台雉墙8位于桥台立墙10之上的后部，其正面通过伸缩缝与桥体主梁12相连接。支座安装在桥台立墙10顶面的前部，支撑着桥体主梁12。在桥体主梁12的两侧，在桥台立墙10的顶面，各竖立着一座桥台挡墙11。在桥台雉墙8和桥台立墙10的背后，左右两侧的桥台侧墙9都与之垂直相交。在桥台侧墙9和桥台立墙10之下，是一块矩形底板。

U型桥台的主体呈一个整体浇注的钢筋混凝土壳体结构。在桥台雉墙8和桥台立墙10之后，在左右两侧的桥台侧墙9之间，顶部是400mm厚的路基垫层15，余下的是密实的桥台填土13。首先使用本发明修复桥台侧墙9和桥台填土13部位，使U型桥台处于安全状态，才能进一步使用螺纹式锚杆加固法或局部重新制作法修复桥台雉墙8、桥台挡墙11和桥台立墙10部位。

二、锚孔的钻制

锚孔1的长度为7200mm、口径为89mm。在U型桥台之内，锚孔1的横向间距和竖向间距都是750mm。顶排锚孔1比桥台侧墙9的顶面低350mm，底排锚杆1比纵向裂缝14其末端线14-2低300-500mm。每一排的第一个锚孔1都与桥台雉墙8其沿横桥向的竖向中垂面相距300mm，每一排的最后一个锚孔1与桥台尾端之距都不大于600mm。

顶排锚孔1穿过桥台侧墙9进入路基垫层15中，其余各排锚孔1皆穿过桥台侧墙9进入桥台填土13中。在桥台侧墙9部位，锚孔1用水钻钻制；在路基垫层15部位，锚孔1用潜孔钻钻制；在桥台填土13部位，锚孔1用旋转钻钻制。

在桥台侧墙9的外侧架设钻机，从上向下逐排钻制锚孔1。每钻成一个锚孔1，都及时在该锚孔1中***一根压浆式锚杆2。从桥台尾部到桥台立墙10或桥台雉墙8，对整个一排锚孔1逐个进行注浆和压浆。当这排锚孔1中的锚固水泥砂浆7都达到终凝后，才能向下钻制相邻一排的锚孔1。

三、制作压浆式锚杆

压浆式锚杆2由一根主钢管2-1、一个锚盖2-2、两***浆孔2-3、数组锚固钉2-4、一根排气管2-5、一个排气节门2-6、一根输浆管2-7、一个输浆节门2-8和一个封锚钢板2-9组成。

主钢管2-1是一根长度为7250mm、外径为42mm、壁厚为6mm的无缝钢管，在它顶部的左右两侧，各以75mm为间距钻制3个口径为15mm的射浆孔2-3。锚盖2-2用2mm厚的钢板冲压而成。锚固钉2-4是一根直径为12mm、长度为80mm的螺纹钢筋。排气管2-5是一根外径为14mm、壁厚为2mm、长度为900mm的钢管。输浆管2-7是一根外径为42mm、壁厚为4mm、长度为200mm的钢管。封锚钢板2-9用一个直径为87-88mm、厚度为10mm的圆形钢板制作，在它平面的正中部位设有一个主钢管孔2-10，在该主钢管孔2-10之上设有一个排气管孔2-11。

锚盖2-2扣在主钢管2-1的顶端，沿着锚盖2-2的周边实施焊接，使二者相固定。沿着主钢管2-1的纵向，锚固钉2-4以1000mm为间距按组设置。每一组的四根锚固钉2-4都以相等的环向间距分布于主钢管2-1的侧面。每一根锚固钉2-4都与主钢管2-11相平行，在其两侧与主钢管2-1之间，都设置一道通缝满焊焊口。

主钢管2-1沿水平设置，从其尾端起顺次连接着输浆节门2-8和输浆管2-7。排气管2-5的前半部分为水平段，其后半部分向上弯起，其前半部分位于主钢管2-1的尾部之上，二者相平行且相贴。主钢管2-1和排气管2-5分别***封锚钢板2-9的主钢管孔2-10和排气管孔2-11中，并都通过焊接与封锚钢板2-9相固定。安装于排气管2-5尾端的排气节门2-6位于输浆管2-7其尾端上方的350mm处。

沿着主钢管2-1的纵向，以1000mm为间距加设塑料承托16。塑料承托16呈瓦片状，其长度为100mm，其内圆弧半径为21mm，其外圆弧半径为44.5mm，其最大宽度为78mm。在塑料承托16其内圆弧曲面的两侧，各设有一个立柱，主钢管2-1嵌入其内圆弧曲面之内。取两根直径为5mm的螺丝平行穿过两个立柱顶部的圆孔，拧紧这两根螺丝的螺母，使该塑料承托16与主钢管2-1相固定。

压浆式锚杆2的主钢管2-1也可以由两根无缝钢管对接而成，在其对接处设有一个钢套管2-12。该钢套管2-12的材质与无缝钢管的材质相同，其长度为100mm、壁厚为6mm。在该钢套管2-12的两端，分别实施周圈满焊，使之与两根无缝钢管都相连接。该钢套管2-12还可以代替一组锚固钉2-4。

四、锚孔中的压浆式锚杆

桥台侧墙9的厚度不小于600mm。在整个一列塑料承托16的支撑下，压浆式锚杆2位于锚孔1的正中部位，其锚盖2-2与锚孔1的孔底相距100mm，其主钢管2-1的尾端伸出锚孔1的孔口150mm，其封锚钢板2-9位于锚孔1的桥台侧墙9段内，并凹入锚孔1的孔口300mm。在封锚钢板2-9与锚孔1的孔口之间，在主钢管2-1和排气管2-5与锚孔1的孔壁之间，充满了封堵水泥砂浆6。

五、向锚孔中注浆和压浆

在压浆式锚杆2其输浆管2-7的尾端接上压浆机的橡胶管，将压浆机的压力调至0.2MPa。在压浆机的作用下，锚固水泥砂浆7经过输浆管2-7进入主钢管2-1中，遇到锚盖2-2的阻挡后，从射浆孔2-3射出，沿着压浆式锚杆2与锚孔1孔壁之间的空间往回流，遇到封锚钢板2-9的阻挡后，经排气管2-5从排气节门2-6射出。

关闭排气节门2-6，使锚固水泥砂浆7无法射出。将压浆机的压力增至0.5-0.6MPa，在压浆机的作用下，锚固水泥砂浆7充满压浆式锚杆2周围混凝土中的大小裂缝和桥台填土13中的各个空洞。关闭输浆节门2-8，停止压浆，对所压注的锚固水泥砂浆7进行养生。

六、在桥台侧墙表层设置开挖槽

在桥台侧墙9的表层，沿着压浆式锚杆2其尾部的各横向连线和各竖向连线分别设置横向开挖槽3-1和竖向开挖槽3-2。该开挖槽3的宽度为82mm，深度为40-50mm，在混凝土保护层较薄的部位，它们将一些原构造钢筋5-1割断。沿着纵向裂缝14的末端线14-2，开挖一道宽度为150-200mm、深度为80-100mm的特殊深槽3-3。当桥台挡墙11沿横桥向的厚度为1950-2350mm时，特殊深槽3-3贯通于桥台侧墙9和桥台立墙10部位。当桥台挡墙11沿横桥向的厚度为500-600mm时，仅限于在桥台侧墙9部位设置特殊深槽3-3。

横向开挖槽3-1和竖向开挖槽3-2其两个槽帮都用电动切割片切割而成，两个槽帮之间的混凝土用电锤剔除。在每相邻的两个锚孔1中间500mm长的部位，该开挖槽3的深度皆为40mm。至各个锚孔1的孔口处，其深度逐渐加大。在各个锚孔1的孔口处，其深度均达到50mm。在特殊深槽3-3内，用手锤和钢錾分块剔除混凝土，原构造钢筋5-1被完整保留且呈裸露状态，每一根原构造钢筋5-1的锈蚀段都用电动切割片切除。

七、在开挖槽内设置连接钢筋

当所压注的锚固水泥砂浆7达到终凝后，对压浆式锚杆2的尾部进行切割，使其主钢管2-1的新尾端凹入桥台侧墙9表面25mm，使其排气管2-5的新尾端与开挖槽3的槽底相持平。主钢管2-1的新尾端即为该主钢管2-1所在压浆式锚杆2的新尾端。

在开挖槽3内，在每一根原构造钢筋5-1的被割断之处，都加焊一根新构造钢筋5-2。在每一个新构造钢筋5-2与原构造钢筋5-1的搭接处，焊口的长度均不小于25mm。在每一道横向开挖槽3-1和每一道竖向开挖槽3-2中，在压浆式锚杆2其新尾端的两侧，各加焊一根连接钢筋4。在特殊深槽3-3中，以75-100mm为间距加焊两根横向连接钢筋4-1。连接钢筋4和新构造钢筋5-2都用直径为10mm的光圆钢筋制作。

每一根连接钢筋4与新构造钢筋5-2和未割断的原构造钢筋5-1都正交叉叠置，在每两根钢筋的交汇处，都实施双侧焊接，而每一侧的焊口长度均为15mm。在横向开挖槽3-1与竖向开挖槽3-2的每一个节点处，都有两根横向连接钢筋4-1和两根竖向连接钢筋4-2正交叉叠置，它们将该处压浆式锚杆2的新尾端包围。在每一根连接钢筋4与这个压浆式锚杆2的新尾端之间，焊口的长度均为42mm。

八、向开挖槽内灌注水泥砂浆

在开挖槽3的槽底和槽帮，在各压浆式锚杆2的新尾端及每一根连接钢筋4和构造钢筋5的表面，都涂抹一层水泥胶。在桥台侧墙9的外侧加设钢模板，向钢模板内灌注封堵水泥砂浆6，使之充满全部横向开挖槽3-1和竖向开挖槽3-2、以及特殊深槽3-3的桥台侧墙9段。

在每一根压浆式锚杆2其新尾端的所在处，在每一根连接钢筋4和新构造钢筋5-2的所在处，封堵水泥砂浆6保护层的厚度都不小于25mm。当所灌注的封堵水泥砂浆6达到设计强度后，拆除钢模板。用电动打磨机对封堵水泥砂浆6的灌注部位进行打磨，使桥台侧墙9恢复原状。

封堵水泥砂浆6和锚固水泥砂浆7的抗压强度都与C30混凝土的抗压强度相等，并都用425号硅酸盐水泥搅拌而成。在该水泥中预先掺入其用量12％的膨胀剂、1.2％的减水剂和40％的粗砂。锚固水泥砂浆7的水灰比为0.35-0.37，封堵水泥砂浆6的水灰比为0.33-0.35。

Claims (10)

1.一种修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，当U型桥台出现纵向裂缝〔14〕时，用于修复其桥台侧墙〔9〕和桥台填土〔13〕部位；U型桥台的桥台立墙〔10〕和桥台雉墙〔8〕都沿横桥向设置，桥台雉墙〔8〕位于桥台立墙〔10〕之上的后部，其正面通过伸缩缝与桥体主梁〔12〕相连接；支座安装在桥台立墙〔10〕顶面的前部，支撑着桥体主梁〔12〕；在桥体主梁〔12〕的左右两侧，在桥台立墙〔10〕的顶面，各竖立着一座桥台挡墙〔11〕；在桥台雉墙〔8〕和桥台立墙〔10〕的背后，左右两侧的桥台侧墙〔9〕都与之垂直相交；在桥台侧墙〔9〕和桥台立墙〔10〕之下，是一块矩形底板；U型桥台的主体呈一个整体浇注的钢筋混凝土壳体结构；在桥台雉墙〔8〕和桥台立墙〔10〕之后，在左右两侧的桥台侧墙〔9〕之间，顶部是400mm厚的路基垫层〔15〕，余下的是密实的桥台填土〔13〕；所述的纵向裂缝〔14〕沿横桥向与水平面呈45度夹角，沿纵桥向贯通于整个U型桥台；它向上并向里侧延伸割断桥台雉墙〔8〕的混凝土，向下并向外侧延伸割断桥台立墙〔10〕和桥台侧墙〔9〕的混凝土；在纵向裂缝〔14〕的上下两侧，混凝土破碎并风化严重，原构造钢筋〔5-1〕锈蚀甚至断裂；由于桥面渗水的冲刷，在桥台填土〔13〕中形成了大量空洞；纵向裂缝〔14〕的起始线位于桥台立墙〔10〕与桥台挡墙〔11〕的交汇处，其斜向线〔14-1〕位于桥台立墙〔10〕的正面，其末端线〔14-2〕位于桥台立墙〔10〕的侧面和桥台侧墙〔9〕的表面；当所述的桥体主梁〔12〕为预应力连续箱形梁时，桥台挡墙〔11〕沿横桥向厚1950-2350mm，纵向裂缝〔14〕的末端线〔14-2〕低于桥台雉墙〔8〕和桥台侧墙〔9〕的顶面3500-4000mm；当所述的桥体主梁〔12〕由预应力简支T型梁构成时，桥台挡墙〔11〕沿横桥向厚500-600mm，纵向裂缝〔14〕的末端线〔14-2〕低于桥台雉墙〔8〕和桥台侧墙〔9〕的顶面2000-2400mm；按照本发明施工，将群体的压浆式锚杆〔2〕呈方阵，沿横桥向水平地打入U型桥台内，将开裂的桥台侧墙〔9〕与桥台填土〔13〕锚固在一起，使桥台填土〔13〕中的空洞都充满锚固水泥砂浆〔7〕，使纵向开裂的U型桥台处于安全状态；本发明的特征在于：

(1)所述的压浆式锚杆〔2〕被锚固于口径为89mm、长度为7200mm的锚孔〔1〕内；在桥台侧墙〔9〕和桥台填土〔13〕中，锚孔〔1〕的横向间距和竖向间距都是750mm；顶排锚孔〔1〕比桥台侧墙〔9〕的顶面低350mm，底排锚杆〔1〕比纵向裂缝〔14〕的末端线〔14-2〕低300-500mm；每一排的第一个锚孔〔1〕都与桥台雉墙〔8〕其沿横桥向的竖向中垂面相距300mm，每一排的最后一个锚孔〔1〕与桥台尾端之距都不大于600mm；

(2)所述的压浆式锚杆〔2〕由1根主钢管〔2-1〕、1个锚盖〔2-2〕、2***浆孔〔2-3〕、数组锚固钉〔2-4〕、1根排气管〔2-5〕、1个排气节门〔2-6〕、1根输浆管〔2-7〕、1个输浆节门〔2-8〕和1个封锚钢板〔2-9〕组成；

(3)主钢管〔2-1〕是一根长度为7250mm、外径为42mm、壁厚为6mm的无缝钢管，在它顶部的左右两侧，各以75mm为间距钻制3个口径为15mm的射浆孔〔2-3〕；锚盖〔2-2〕用2mm厚的钢板冲压而成；锚固钉〔2-4〕是一根直径为12mm、长度为80mm的螺纹钢筋；排气管〔2-5〕是一根外径为14mm、壁厚为2mm、长度为900mm的钢管；输浆管〔2-7〕是一根外径为42mm、壁厚为4mm、长度为200mm的钢管；封锚钢板〔2-9〕用一个直径为87-88mm、厚度为10mm的圆形钢板制作，在它平面的正中部位设有一个主钢管孔〔2-10〕，在该主钢管孔〔2-10〕之上设有一个排气管孔〔2-11〕；

(4)锚盖〔2-2〕扣在主钢管〔2-1〕的顶端，沿着锚盖〔2-2〕的周边实施焊接，使二者相固定；沿着主钢管〔2-1〕的纵向，锚固钉〔2-4〕以1000mm为间距按组设置；每一组的四根锚固钉〔2-4〕都以相等的环向间距分布于主钢管〔2-1〕的侧面；每一根锚固钉〔2-4〕都与主钢管〔2-1〕相平行，在其两侧与主钢管〔2-1〕之间，都设置一道通缝满焊焊口；

(5)主钢管〔2-1〕沿水平设置，从其尾端起顺次连接着输浆节门〔2-8〕和输浆管〔2-7〕；排气管〔2-5〕的前半部分为水平段，其后半部分向上弯起，其前半部分位于主钢管〔2-1〕的尾部之上，二者相平行且相贴；主钢管〔2-1〕和排气管〔2-5〕分别***封锚钢板〔2-9〕的主钢管孔〔2-10〕和排气管孔〔2-11〕中，并都通过焊接与封锚钢板〔2-9〕相固定；安装于排气管〔2-5〕尾端的排气节门〔2-6〕位于输浆管〔2-7〕其尾端上方的350mm处；

(6)沿着主钢管〔2-1〕的纵向，以1000mm为间距加设塑料承托〔16〕；塑料承托〔16〕呈瓦片状，其长度为100mm，其内圆弧半径为21mm，其外圆弧半径为44.5mm，其最大宽度为78mm；在塑料承托〔16〕其内圆弧曲面的两侧，各设有一个立柱，主钢管〔2-1〕嵌入其内圆弧曲面之内；取两根直径为5mm的螺丝平行穿过两个立柱顶部的圆孔，拧紧这两根螺丝的螺母，使该塑料承托〔16〕与主钢管〔2-1〕相固定；

(7)在整个一列塑料承托〔16〕的支撑下，压浆式锚杆〔2〕位于锚孔〔1〕的正中部位，其锚盖〔2-2〕与锚孔〔1〕的孔底相距100mm，其主钢管〔2-1〕的尾端伸出锚孔〔1〕的孔口150mm，其封锚钢板〔2-9〕位于锚孔〔1〕的桥台侧墙段内，并凹入锚孔〔1〕的孔口300mm；在封锚钢板〔2-9〕与锚孔〔1〕的孔口之间，在主钢管〔2-1〕和排气管〔2-5〕与锚孔〔1〕的孔壁之间，充满了封堵水泥砂浆〔6〕；

(8)在所述的压浆式锚杆〔2〕其输浆管〔2-7〕的尾端接上压浆机的橡胶管，将压浆机的压力调至0.2MPa；在压浆机的作用下，锚固水泥砂浆〔7〕经过输浆管〔2-7〕进入主钢管〔2-1〕中，遇到锚盖〔2-2〕的阻挡后，从射浆孔〔2-3〕射出，沿着压浆式锚杆〔2〕与锚孔〔1〕孔壁之间的空间往回流，遇到封锚钢板〔2-9〕的阻挡后，经排气管〔2-5〕从排气节门〔2-6〕射出；

(9)关闭排气节门〔2-6〕，使锚固水泥砂浆〔7〕无法射出；将压浆机的压力增至0.5-0.6MPa，在压浆机的作用下，锚固水泥砂浆〔7〕进入并充满压浆式锚杆〔2〕周围混凝土中的大小裂缝和桥台填土〔13〕中的各个空洞；关闭输浆节门〔2-8〕，停止压浆，对进入U型桥台内的锚固水泥砂浆〔7〕进行养生；

(10)在所述的桥台侧墙〔9〕的表层，沿着压浆式锚杆〔2〕其尾部的各横向连线和各竖向连线分别设置横向开挖槽〔3-1〕和竖向开挖槽〔3-2〕；该开挖槽〔3〕的宽度为82mm，深度为40-50mm；沿着纵向裂缝〔14〕的末端线〔14-2〕，开挖一道宽度为150-200mm、深度为80-100mm的特殊深槽〔3-3〕；当桥台挡墙〔11〕沿横桥向的厚度为1950-2350mm时，特殊深槽〔3-3〕贯通于桥台侧墙〔9〕和桥台立墙〔10〕部位；当桥台挡墙〔11〕沿横桥向的厚度为500-600mm时，仅在桥台侧墙〔9〕部位设置特殊深槽〔3-3〕；

(11)当锚孔〔1〕中的锚固水泥砂浆〔7〕达到终凝后，用电动切割片对压浆式锚杆〔2〕的尾部进行切割，使其主钢管〔2-1〕的新尾端凹入桥台侧墙〔9〕表面25mm，使其排气管〔2-5〕的新尾端与开挖槽〔3〕的槽底相持平；主钢管〔2-1〕的新尾端即为该主钢管〔2-1〕所在压浆式锚杆〔2〕的新尾端；

(12)在每一道横向开挖槽〔3-1〕和每一道竖向开挖槽〔3-2〕中，在压浆式锚杆〔2〕其新尾端的两侧，各加焊一根连接钢筋〔4〕；在特殊深槽〔3-3〕中，以75-100mm为间距加焊两根横向连接钢筋〔4-1〕；在开挖槽〔3〕中，在每一根原构造钢筋〔5-1〕的被割断之处，都加焊一根新构造钢筋〔5-2〕；所加焊的连接钢筋〔4〕和新构造钢筋〔5-2〕都用直径为10mm的光圆钢筋制作；

(13)在开挖槽〔3〕的槽底和槽帮，在各压浆式锚杆〔2〕的新尾端及每一根连接钢筋〔4〕和构造钢筋〔5〕的表面，都涂抹一层水泥胶；在桥台侧墙〔9〕的外侧加设钢模板，向钢模板内灌注封堵水泥砂浆〔6〕，使之充满全部横向开挖槽〔3-1〕和竖向开挖槽〔3-2〕、以及特殊深槽〔3-3〕的桥台侧墙〔9〕段；当所灌注的封堵水泥砂浆〔6〕达到设计强度后，拆除钢模板；用电动打磨机对封堵水泥砂浆〔6〕的灌注部位进行打磨，使桥台侧墙〔9〕恢复原状。

2.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：所述的桥台侧墙〔9〕其厚度不小于600mm；顶排锚孔〔1〕穿过桥台侧墙〔9〕进入路基垫层〔15〕中，其余各排锚孔〔1〕皆穿过桥台侧墙〔9〕进入桥台填土〔13〕中；在桥台侧墙〔9〕部位，锚孔〔1〕用水钻钻制；在路基垫层〔15〕部位，锚孔〔1〕用潜孔钻钻制；在桥台填土〔13〕部位，锚孔〔1〕用旋转钻钻制。

3.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：在所述的桥台侧墙〔9〕的外侧，锚孔〔1〕从上向下逐排钻制；每钻成一个锚孔〔1〕，都及时在该锚孔〔1〕中***一根压浆式锚杆〔2〕；从桥台尾部到桥台立墙〔10〕或桥台雉墙〔8〕，对整个一排锚孔〔1〕逐个进行注浆和压浆；当这排锚孔〔1〕中的锚固水泥砂浆〔7〕都达到终凝后，才能向下钻制相邻一排的锚孔〔1〕。

4.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：所述的压浆式锚杆〔2〕其主钢管〔2-1〕也可以由两根无缝钢管对接而成，在其对接处设有一个钢套管〔2-12〕；钢套管〔2-12〕的材质与无缝钢管的材质相同，其长度为100mm、壁厚为6mm；在钢套管〔2-12〕的两端，分别实施周圈满焊，使之与两根无缝钢管都相连接；钢套管〔2-12〕还可以代替一组锚固钉〔2-4〕。

5.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：所述的横向开挖槽〔3-1〕和竖向开挖槽〔3-2〕其两个槽帮都用电动切割片切割而成，两个槽帮之间的混凝土用电锤剔除；在所述的特殊深槽〔3-3〕内，用手锤和钢錾分块剔除混凝土，原构造钢筋〔5-1〕被完整保留且呈裸露状态，每一根原构造钢筋〔5-1〕的锈蚀段都用电动切割片切除。

6.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：所述的桥台侧墙〔9〕其混凝土保护层的厚度为35-50mm；在每相邻的两个锚孔〔1〕中间500mm长的部位，所述的开挖槽〔3〕其深度皆为40mm；至各个锚孔〔1〕的孔口处，其深度逐渐加大；在各个锚孔〔1〕的孔口处，其深度均达到50mm；在混凝土保护层较薄的部位，该开挖槽〔3〕将原构造钢筋〔5-1〕割断。

7.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：在所述的开挖槽〔3〕内，在每一个新构造钢筋〔5-2〕与原构造钢筋〔5-1〕的搭接处，焊口的长度均不小于25mm；所述的连接钢筋〔4〕与新构造钢筋〔5-2〕和未割断的原构造钢筋〔5-1〕都正交叉叠置，在每两根钢筋的交汇处，都实施双侧焊接，而每一侧的焊口长度均为15mm。

8.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：在所述的横向开挖槽〔3-1〕与竖向开挖槽〔3-2〕的每一个节点处，都有两根横向连接钢筋〔4-1〕与两根竖向连接钢筋〔4-2〕正交叉叠置，它们将该处压浆式锚杆〔2〕的新尾端包围；在每一根连接钢筋〔4〕与这个压浆式锚杆〔2〕的新尾端之间，焊口的长度均为42mm。

9.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：在所述的开挖槽〔3〕内，所灌注的封堵水泥砂浆〔6〕饱满而密实；在每一根压浆式锚杆〔2〕其新尾端的所在处，在每一根连接钢筋〔4〕和新构造钢筋〔5-2〕的所在处，封堵水泥砂浆〔6〕保护层的厚度都不小于25mm。

10.根据权利要求1所述的修复U型桥台纵向开裂的压浆式锚杆加固法，其特征在于：所述的封堵水泥砂浆〔6〕和锚固水泥砂浆〔7〕其抗压强度都与C30混凝土的抗压强度相等，并都用425号硅酸盐水泥搅拌而成；在该水泥中预先掺入其用量12％的膨胀剂、1.2％的减水剂和40％的粗砂；锚固水泥砂浆〔7〕的水灰比为0.35-0.37，封堵水泥砂浆〔6〕的水灰比为0.33-0.35。