大崗山水電站下游交通橋樁基的缺陷處理

趙占超,游選成，柏 山

(中國(guó)水電顧問集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

大崗山水電站為大渡河中游一大型水電樞紐工程，電站下游交通橋?yàn)殡娬竟こ虆^(qū)下游連接大渡河兩岸的交通干線大橋，電站建設(shè)期為電站場(chǎng)內(nèi)交通橋，滿足電站建設(shè)交通運(yùn)輸需求，電站運(yùn)營(yíng)期為電站樞紐區(qū)省道S211線還建橋梁。

橋梁設(shè)計(jì)為60.5m+110m+60.5m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，橋面總寬12m，設(shè)計(jì)荷載為汽車-60級(jí)，掛車-220驗(yàn)算，橋墩設(shè)計(jì)為雙肢薄壁墩，橋墩群樁基礎(chǔ)采用2排6根樁徑2.0m的鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)55m。橋梁總體布置見圖1。

2 缺陷樁基施工情況

大崗山水電站下游交通橋2號(hào)橋墩2-B樁混凝土澆筑至承臺(tái)以下24.5m標(biāo)高位置時(shí)，出現(xiàn)樁中混凝土不能上翻現(xiàn)象，經(jīng)多種方式處理仍無(wú)效，確認(rèn)造成埋管。停止混凝土澆筑3h后，重新下放導(dǎo)管，埋入已澆筑混凝土頂面下方約0.5m，并采用大漏斗裝混凝土約5m3二次沖底后，繼續(xù)澆筑，完成2-B樁水下混凝土施工作業(yè)。

3 缺陷樁基檢測(cè)

2-B樁混凝土澆注完成后，考慮到施工過程中所出現(xiàn)的意外情況，以及可能造成的后果，特采用超聲波通過平測(cè)法和雙斜測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)2-B樁存在局部夾泥現(xiàn)象，為此，對(duì)2-B樁布置3個(gè)鉆孔，進(jìn)一步進(jìn)行鉆芯取樣檢查。全面檢測(cè)結(jié)果表明：2-B樁樁頂下方24.5m標(biāo)高位置附近局部夾泥，夾泥厚度約35cm，面積約1.0m2，故判定2-B樁存在缺陷，需進(jìn)行相應(yīng)處理。2-B樁缺陷范圍示意見圖2。

圖2 樁基缺陷范圍示意

4 缺陷成因及性質(zhì)分析

4.1 缺陷成因

2-B樁缺陷檢測(cè)確定的局部夾泥缺陷位置，與樁基混凝土澆筑過程中造成埋管的混凝土澆筑頂面位置一致，說明埋管重新下放導(dǎo)管采用5m3混凝土大漏斗沖底時(shí)，仍有部分混凝土未上翻，導(dǎo)致樁內(nèi)部混凝土夾泥，造成質(zhì)量缺陷。

4.2 缺陷性質(zhì)

該橋2號(hào)橋墩樁基共6根，直徑2m，群樁基礎(chǔ)均嵌入基巖。通過對(duì)2號(hào)橋墩6根樁基的全面檢測(cè)，僅2-B樁存在質(zhì)量缺陷，其余樁質(zhì)量良好；同時(shí)，2-B樁夾泥斷面面積僅為全樁斷面的32%，應(yīng)用現(xiàn)有施工技術(shù)即可較好處理。因此，設(shè)計(jì)認(rèn)為，2-B樁基存在的質(zhì)量缺陷可通過補(bǔ)強(qiáng)處理達(dá)到2號(hào)橋墩使用要求，同意施工方采取有效措施進(jìn)行缺陷處理。

5 缺陷處理方案

利用鉆芯取樣孔通過高壓清水沖洗2-B樁中夾泥及松散的混凝土碎渣，沖洗干凈后壓力注漿充填固結(jié)2-B樁縫隙。

6 缺陷處理施工工藝

6.1 注漿孔

在檢查2-B樁缺陷時(shí)，于樁基平面上呈三角形布置了3個(gè)孔，進(jìn)行鉆芯取樣(見圖2)。2號(hào)孔位于缺陷位置的中部，直徑9cm，孔深于2-B樁缺陷位置，可以作為缺陷夾泥沖洗注水孔及注漿孔。

6.2 缺陷夾泥清洗

根據(jù)2-B樁缺陷檢測(cè)結(jié)果，2-B樁缺陷夾泥采用高壓水較容易清洗，即采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆桿作為沖洗水管，在鉆桿末端安裝射水管(周圍設(shè)有射水孔的鋼管)，將鉆桿放至缺陷位置以下，用不小于0.5MPa的高壓水反復(fù)清孔，壓入高壓水的同時(shí)旋轉(zhuǎn)、提升鉆桿，如此反復(fù)進(jìn)行，直至孔內(nèi)排出清水為止。清孔示意見圖3。

6.3 壓 漿

(1)壓漿管。鑒于鉆機(jī)鉆桿具有管壁較厚、可承受較大壓力、便于提升控制的特點(diǎn)，2-B樁缺陷處理采用鉆機(jī)鉆桿作為壓漿管。壓漿管的最下沿距孔底約50cm，以保證孔內(nèi)的水可全部被置換；壓漿孔口設(shè)置孔口封閉器，以保證注漿中穩(wěn)定和防止孔口滲漏。孔口封閉器見圖4。

(2)水泥漿配制。壓漿漿液采用425號(hào)水泥配置成水泥漿，水灰比0.5∶1，摻入FDN-R早強(qiáng)劑，同時(shí)為防止水泥漿固結(jié)收縮影響注漿效果，在水泥漿配置中摻入膨脹劑，摻量按1∶10 000比例控制。在施工過程中對(duì)水泥漿進(jìn)行試件取樣，進(jìn)行28天的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，檢測(cè)漿體強(qiáng)度，應(yīng)不低于樁基混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

圖3 清孔示意

圖4 孔口封閉示意

(3)壓漿。打開出水口閥門，向孔內(nèi)壓漿，當(dāng)孔口溢出的水泥漿濃度與進(jìn)水口濃度一致時(shí)，關(guān)閉出水口閥門悶壓。為保證漿液得到充分的擴(kuò)散，應(yīng)間斷壓漿，至壓力達(dá)到1MPa時(shí)，穩(wěn)壓悶漿20min后壓漿結(jié)束。

壓漿過程中出現(xiàn)壓漿機(jī)不能持壓、漿體外滲量大時(shí)應(yīng)停止壓漿，然后在純漿中摻入少量速凝劑，再向孔內(nèi)壓漿，當(dāng)預(yù)計(jì)水泥漿到達(dá)樁外一部分后，停止壓漿，待混凝土初凝后，在原位鉆孔(即重新掃孔)，重復(fù)上述壓漿工序，直到能持壓1MPa時(shí)為止。

7 缺陷處理檢測(cè)

樁基缺陷處理完成后，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)以確定缺陷處理效果。由于鉆芯孔較小，不能同時(shí)安裝壓漿管和檢測(cè)管，因而在壓漿結(jié)束孔內(nèi)漿體達(dá)到一定強(qiáng)度(初凝后)時(shí)，在鉆芯孔原孔位再次鉆孔至原孔深，孔徑大于5cm，作為超聲波檢測(cè)孔。

在漿體強(qiáng)度達(dá)到20MPa時(shí)，對(duì)樁基缺陷處理進(jìn)行超聲波檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明，2-B樁局部夾泥清除干凈，壓漿回填密實(shí)，強(qiáng)度滿足要求，說明2-B樁缺陷處理后符合2號(hào)橋墩樁基承載要求。