淺議水下樁基施工的故障處理

■孫 晶 ■四川路橋建設股份有限公司大橋分公司，四川 成都 610015

隨著我國經濟的快速發展，在基礎設施建設中的投入量比重也日益增加，在江河湖海以及水庫區的橋梁工程也越來越多，而其自身的發展也越發重視深基礎、高墩與大跨度。就單座橋梁而言，基礎的施工與管理是整座橋梁建設的關鍵，特別是水下基樁的施工與橋梁的安全，橋梁建設的投資效益與風險都是息息相關的。

1 鉆孔偏位處理

某橋梁工程段，在水下樁基鉆孔完成后，發現在孔規下放的過程中，距樁底7米的位置就無法再繼續落下，采用用鋼絲繩吊鉆頭下放，同樣發現在此處卡住無法下方，原因分析發現是淤泥層與基巖交界處產生了錯位。待查明原因后，施工人員對鉆機進行了重新校正，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，在進行擴孔處理后，將孔規順利下放。

2 鉆孔內孔壁懸掛鋼筋、鋼管障礙物處理

某水下樁基在鉆孔完成后，發現孔規下放到距離孔口僅4米處，就無法繼續下放，經原因分析，是由于孔壁懸掛鋼筋所造成的。進而采用加大鉆頭直徑的方法進行擴孔處理，進而讓孔規順利下放。另外，在某樁基的鉆孔過程中，鉆孔約4米深時，鉆機發生彈跳故障，無法繼續下鉆，經原因分析發現是鉆孔遇到了鋼管，因此采用了直徑為160厘米的鋼鉆筒進行切割，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致混凝土發生嚴重的離析，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量故障，對橋梁工程質量、工期與造價有直接的影響。在水下樁基樁身質量故障的處理中，鉆孔壓力注漿法具有一定的優越性。該方法是通過充填、滲透和擠密作用，來達到離析部位形成漿液與碎石的固結體的，并使樁身混凝土的強度得到恢復和提高。而對樁底注漿，則是通過漿液對沉渣的置換、擠密與固結，來消除沉渣對端承力的影響，從而使持力層的物理學性能得到改善，并恢復和提高持力層的土體強度。具體處理方法為:(1)對經低應變檢測存在問題的樁基進行鉆孔取芯，對樁身的缺陷位置與程度予以確認，然后鉆孔，孔徑為8厘米，當樁徑＜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，從而保證注漿的質量。(2)埋設注漿管，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，清孔應將泥砂沖洗干凈，進而保證水泥漿良好的滲透膠結能力。(3)當孔中冒水變清時，表示洗孔完畢，注漿時，應采用純水泥漿，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行高壓注漿。高壓注漿中，進行注漿量、注漿壓力的控制，并做好記錄，當注漿量足夠，而注漿壓力達到3MPa～5MPa時，終止注漿。

4 水下樁基表面缺陷處理

4．1 成因分析

根據水下樁基表面缺陷的位置與性質進行判斷，可發現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較差，如清孔不夠、膠體率較低導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管密封性并未達標，加上施工中并未及時發現處理，進而造成由小導管漏水、漏氣造成的混凝土灌注質量較差。第四，旋挖樁基成孔和原探孔位置不重合，填土穩定性、整齊性較差，造成樁基混凝土側壁崩解和脫離。第五，在樁基混凝土灌注施工中，注漿小導管埋入的深度不夠，對拔管的過程控制不嚴，或者直接拔離混凝土上表面進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承載問題，為此樁基缺陷修補加固的關鍵就在于做好水下樁基礎新舊混凝土的連接密實的處理，避免混凝土內主筋的腐蝕。樁基表面修補加固的原理在原有樁基外，加套一圈“保護套”，該保護套25厘米厚，為C30鋼筋混凝土，并且新混凝土應加入憎水型固化劑，進而使新舊混凝土中的環氧樹脂加快黏結。在樁基修補加固中，新舊混凝土連接的結合面應發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合界面的抗拉性能、抗剪性能進行重點監測。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行人工鑿毛。當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，應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)的濕固性環氧混凝土，在原樁基礎外側形成“保護套”，厚度為25厘米，C30鋼筋混凝土。(4)同時設置側向保護模板，從而保證澆筑完成后10小時內不會被水流沖刷，在達到養護時間再拆除保護模板。在樁基表面缺陷的修補加固中，還需要潛水員的密切配合，進而確保修補加固處理的效果。

5 結束語

水下樁基的施工質量與整個橋梁結構的工程質量有著直接的關系，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，橋梁工程師就應根據施工的具體情況，對出現的故障及時進行有效的處理。針對水下樁基施工中經常出現的質量問題與故障，必須對鉆孔過程和水下混凝土的灌注過程進行防治進而保證橋梁工程的順利完工。

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