淺議水下樁基施工的故障處理

■孫 晶 ■四川路橋建設(shè)股份有限公司大橋分公司，四川 成都 610015

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的投入量比重也日益增加，在江河湖海以及水庫區(qū)的橋梁工程也越來越多，而其自身的發(fā)展也越發(fā)重視深基礎(chǔ)、高墩與大跨度。就單座橋梁而言，基礎(chǔ)的施工與管理是整座橋梁建設(shè)的關(guān)鍵，特別是水下基樁的施工與橋梁的安全，橋梁建設(shè)的投資效益與風(fēng)險都是息息相關(guān)的。

1 鉆孔偏位處理

某橋梁工程段，在水下樁基鉆孔完成后，發(fā)現(xiàn)在孔規(guī)下放的過程中，距樁底7米的位置就無法再繼續(xù)落下，采用用鋼絲繩吊鉆頭下放，同樣發(fā)現(xiàn)在此處卡住無法下方，原因分析發(fā)現(xiàn)是淤泥層與基巖交界處產(chǎn)生了錯位。待查明原因后，施工人員對鉆機(jī)進(jìn)行了重新校正，將鉆頭直徑增加到160厘米，并在鉆頭上補焊了5厘米的合金鋼，在進(jìn)行擴(kuò)孔處理后，將孔規(guī)順利下放。

2 鉆孔內(nèi)孔壁懸掛鋼筋、鋼管障礙物處理

某水下樁基在鉆孔完成后，發(fā)現(xiàn)孔規(guī)下放到距離孔口僅4米處，就無法繼續(xù)下放，經(jīng)原因分析，是由于孔壁懸掛鋼筋所造成的。進(jìn)而采用加大鉆頭直徑的方法進(jìn)行擴(kuò)孔處理，進(jìn)而讓孔規(guī)順利下放。另外，在某樁基的鉆孔過程中，鉆孔約4米深時，鉆機(jī)發(fā)生彈跳故障，無法繼續(xù)下鉆，經(jīng)原因分析發(fā)現(xiàn)是鉆孔遇到了鋼管，因此采用了直徑為160厘米的鋼鉆筒進(jìn)行切割，用將斷后的鋼管用沖抓抓起，然后更換直徑為150厘米的牙輪鉆頭繼續(xù)鉆孔施工。

3 水下樁基斷樁故障處理

在水下樁基的施工過程中，樁身會受到多種因素的影響而導(dǎo)致混凝土發(fā)生嚴(yán)重的離析，甚至斷樁、樁底沉渣過厚等故障。為此，如何及時、可靠、有效和快速、低耗地處理水下樁基的質(zhì)量故障，對橋梁工程質(zhì)量、工期與造價有直接的影響。在水下樁基樁身質(zhì)量故障的處理中，鉆孔壓力注漿法具有一定的優(yōu)越性。該方法是通過充填、滲透和擠密作用，來達(dá)到離析部位形成漿液與碎石的固結(jié)體的，并使樁身混凝土的強度得到恢復(fù)和提高。而對樁底注漿，則是通過漿液對沉渣的置換、擠密與固結(jié)，來消除沉渣對端承力的影響，從而使持力層的物理學(xué)性能得到改善，并恢復(fù)和提高持力層的土體強度。具體處理方法為:(1)對經(jīng)低應(yīng)變檢測存在問題的樁基進(jìn)行鉆孔取芯，對樁身的缺陷位置與程度予以確認(rèn)，然后鉆孔，孔徑為8厘米，當(dāng)樁徑＜1米時，通常只需要鉆一個孔，而樁徑＞1米時，則需要鉆孔2-3個，從而保證注漿的質(zhì)量。(2)埋設(shè)注漿管，注漿管的直徑通常為2厘米，在完成樁身缺陷部位、樁底的洗孔后，封閉孔上端，并插上一根出氣管。需要注意的是，清孔應(yīng)將泥砂沖洗干凈，進(jìn)而保證水泥漿良好的滲透膠結(jié)能力。(3)當(dāng)孔中冒水變清時，表示洗孔完畢，注漿時，應(yīng)采用純水泥漿，其水灰比為0．6∶1-1∶1，同時添加一定量的高效減水劑。注漿過程中，水泥漿會把孔中的水從出氣孔趕出，此時須封閉出氣孔進(jìn)行高壓注漿。高壓注漿中，進(jìn)行注漿量、注漿壓力的控制，并做好記錄，當(dāng)注漿量足夠，而注漿壓力達(dá)到3MPa～5MPa時，終止注漿。

4 水下樁基表面缺陷處理

4．1 成因分析

根據(jù)水下樁基表面缺陷的位置與性質(zhì)進(jìn)行判斷，可發(fā)現(xiàn)表面缺陷的原因主要有五個。第一，在樁基的鉆孔過程中，所使用的泥漿的指標(biāo)較差，如清孔不夠、膠體率較低導(dǎo)致的樁基砂率偏高等。第二，首盤封底時，采用的存料斗過小，從而造成混凝土首次灌注用量較小，封底混凝土的沖擊力偏小，使孔底沉渣無法翻涌到混凝土之上。第三，樁基混凝土灌注施工中的注漿小導(dǎo)管密封性并未達(dá)標(biāo)，加上施工中并未及時發(fā)現(xiàn)處理，進(jìn)而造成由小導(dǎo)管漏水、漏氣造成的混凝土灌注質(zhì)量較差。第四，旋挖樁基成孔和原探孔位置不重合，填土穩(wěn)定性、整齊性較差，造成樁基混凝土側(cè)壁崩解和脫離。第五，在樁基混凝土灌注施工中，注漿小導(dǎo)管埋入的深度不夠，對拔管的過程控制不嚴(yán)，或者直接拔離混凝土上表面進(jìn)而造成露筋縮頸等問題。

4．2 處理方法

水下樁基表面缺陷通常并不涉及樁基礎(chǔ)承載問題，為此樁基缺陷修補加固的關(guān)鍵就在于做好水下樁基礎(chǔ)新舊混凝土的連接密實的處理，避免混凝土內(nèi)主筋的腐蝕。樁基表面修補加固的原理在原有樁基外，加套一圈“保護(hù)套”，該保護(hù)套25厘米厚，為C30鋼筋混凝土，并且新混凝土應(yīng)加入憎水型固化劑，進(jìn)而使新舊混凝土中的環(huán)氧樹脂加快黏結(jié)。在樁基修補加固中，新舊混凝土連接的結(jié)合面應(yīng)發(fā)揮兩者之間的傳遞作用和承載作用力，為此采用修補加固方法后，需要對新舊混凝土結(jié)合界面的抗拉性能、抗剪性能進(jìn)行重點監(jiān)測。具體修補加固方法為:(1)將樁基表面雜物清理干凈，并將樁基缺陷部位進(jìn)行人工鑿毛。當(dāng)樁基缺陷部位的露筋縮頸深度超過5厘米以上時，需要按照要求植入錨筋，并確定錨筋連接強度。(2)為確保新舊混凝土的粘結(jié)，應(yīng)在二者的連接面提前涂刷濕固性界面劑。(3)采用水泥:水:固化劑=l∶0．4∶0．3配合比(重量比例)的濕固性環(huán)氧混凝土，在原樁基礎(chǔ)外側(cè)形成“保護(hù)套”，厚度為25厘米，C30鋼筋混凝土。(4)同時設(shè)置側(cè)向保護(hù)模板，從而保證澆筑完成后10小時內(nèi)不會被水流沖刷，在達(dá)到養(yǎng)護(hù)時間再拆除保護(hù)模板。在樁基表面缺陷的修補加固中，還需要潛水員的密切配合，進(jìn)而確保修補加固處理的效果。

5 結(jié)束語

水下樁基的施工質(zhì)量與整個橋梁結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量有著直接的關(guān)系，在水下樁基的施工過程中，會無可避免的遇到諸多的問題與難題，在這種情況下，橋梁工程師就應(yīng)根據(jù)施工的具體情況，對出現(xiàn)的故障及時進(jìn)行有效的處理。針對水下樁基施工中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題與故障，必須對鉆孔過程和水下混凝土的灌注過程進(jìn)行防治進(jìn)而保證橋梁工程的順利完工。

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