外海碼頭水下樁基修復技術探討

李海濤 陳杰克 宣立鋒

【摘要】近些年碼頭修補加固工程項目增多，目前針對碼頭的修復技術也在不斷發展創新，規范日趨完善。本文主要探討了溫州一海島客運碼頭的修補加固措施，重點針對其樁基水下的修復，進行多方案比選。同時為解決類似工程的修復提供參考和借鑒。

【關鍵詞】碼頭修補；水下樁基修復；玻纖套筒

一、概述

近些年溫州地區一批八九十年代建設的碼頭經過二三十年的運營，部分出現了不同程度的破損，有待修復，目前針對碼頭的修復技術也在不斷發展創新，規范日趨完善。本文以溫州市某海島一客運碼頭的修復工程為例探討海島碼頭的修復方案，重點針對樁基水下修復，進行多方案比選。

二、碼頭檢測

碼頭外觀檢查情況如下：

（1）碼頭面板出現大面積網狀裂縫，個別處裂縫有銹跡；

（2）縱梁損壞嚴重，大部分底部都存在銹脹剝離露筋現象；

（3）橫梁損壞也較嚴重，混凝土銹脹剝離；

（4）立柱及柱帽存在不同程度的銹脹；

（5）靠船構件撞擊破損嚴重，混凝土脫落，鋼筋外露且銹蝕嚴重；

（6）樁基外側包裹著鋼護筒，未發現明顯缺陷，有銹蝕現象。

對于樁基完整性，采用低應變法進行檢測。共對15根基樁完整性進行了檢測，其中：

Ⅰ類樁共10根，占所測樁數：66.7% ；

Ⅱ類樁共1根，占所測樁數：6.7% ；

Ⅲ類樁共4根，占所測樁數：26.7% ；

Ⅳ類樁共0根，占所測樁數：0.0% 。

綜合碼頭各項檢測數據和評估分級結果，碼頭結構使用性、耐久性評價為D級，需對碼頭上部結構及樁基進行修補加固。

三、碼頭上部結構修補加固

根據《港口水工建筑物修補加固技術規范》，對浪濺區構件的修復主要考慮對裂縫、缺損進行耐久性和非耐久性破損修補，為防止構件強度降低，對其粘帖碳纖維加固，并進行防腐涂層提高整座碼頭的耐久性和使用年限。

本碼頭上部結構破損的構件包括梁構件、靠船構件、柱帽、立柱、樁帽、面板等，主要為開裂、銹脹、剝離等問題。構件根據情況分別進行修補，并在其基礎上采取加固措施。加固主要采取粘貼碳纖維加固法。

四、基樁修復

經檢測，碼頭共有四根Ⅲ類樁，根據《港口工程樁基動力檢測規程》（JTJ249-2001），Ⅲ類樁為不合格樁。其中一根樁破損位置位于泥面以下，無法直接修補，因此本次修復利用基樁邊上的巖體植筋并現澆墩臺與樁帽相連從而達到加強結構的效果進行修復加固。另有三根樁缺陷位置皆在泥面以上，水面以下。

對于水下部分樁基的修復較為棘手，目前常見的碼頭水下樁基修復加固方法有以下幾種：

1 補樁

補樁是比較常見的樁基加固手段，一般采用缺一補二的方式，在受損樁周圍對稱布置兩根樁，承擔上部荷載。補樁一般用于新建碼頭不合格樁基或者樁身缺陷位置位于泥面以下無法修補的情況，若對于老碼頭修復加固，補樁則要拆除其上部結構，以便施工，待施工結束后重新澆筑上部結構。

2 原樁補強

對于老碼頭的樁基修復，由于補樁施工一般需要采用大型的水上施工設備，且對原有碼頭結構、原有樁基及周邊環境影響較大，且補樁的成本也非常高，同時隨著近年技術的成熟、新材料的出現，對于樁基泥面以上的缺陷可直接對原樁身進行補強，而無需補樁，主要修補方法主要有以下幾種。

（1）植筋加大截面法：主要由潛水員施工，水下清理樁基礎表面，鑿除破損部位混凝土后，采取水下植筋工藝在原樁基礎表面鉆孔、植筋。水下綁扎鋼筋籠，通過植筋將外圍鋼筋籠與原樁連接錨固，完成后安裝鋼模板，模板可制成半圓形，隨后在原樁基礎周圍布置導管進行混凝土澆筑。

（2）沉井修復加固法：沉井修復加固法采取圍堰施工方法，先制作鋼板薄壁沉井，沿樁體下沉至設計標高，排干井內積水，在井內進行樁身鋼筋混凝土澆筑補強。但由于本碼頭前沿水深較深，外海環境較差，施工安全條件差，費用較高。

（3）鋼板套筒加固法：采用外套鋼板套筒并內注混凝土，形成類似鋼管混凝土樁結構。用鋼板代替損失的鋼筋，現澆混凝土代替原樁截面混凝土。

（4）水下玻纖套筒加固法：水下玻纖套筒加固法（又稱“夾克法”），主要應用于對各種腐蝕、沖刷、混凝土脫落、鋼筋露筋等病害的結構基礎碼頭樁基和橋墩柱（包括混凝土樁、鋼樁和木樁）等修復和加固防護，以及對新建墩柱的預先防護。玻纖套筒是由玻璃纖維和聚合樹脂材料加工而成，抗拉強度高，防腐蝕性能好。

水下玻纖套筒加固法具有強度高，適用性強，對混凝土和鋼樁都有效，防腐蝕性能好，耐海水腐蝕，可水下施工，無需構筑圍堰及排水，施工便捷，所需機械設備少，工期短，雖然材料費貴，然而施工成本較低。本工程碼頭由于修復后使用年限不長，若采用傳統補樁或者圍堰施工方法修復，則工期長、費用高，不經濟，因此本次基樁修補采用水下玻纖套筒加固法。

五、結語

隨著科技的發展，施工方法的更新，新材料的出現，碼頭的修復技術也越來越成熟，對于水下樁基的修復方法也推陳出新。水下玻纖套筒加固法作為新近引進的加固方法，其具有的耐久性、防腐性、施工便利性以及可水下施工等特點，對海島碼頭樁基的修補加固具有相當的適用性，值得進一步研究并推廣使用。

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