“夾克法”樁基礎修復加固施工工藝

陳雪峰，劉 華，岳 青，王京杭

(中鐵橋隧技術有限公司 南京市 210061)

0 引言

我國如今已是橋梁大國，隨著時間的推移，外界的影響、河床的沖淤、水質的變化，橋梁基礎出現的問題會越來越多，需要加固的也會越來越多。樁基礎是由設置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺共同組成的基礎或由柱與樁直接連接的單樁基礎，作為基礎結構的樁是將承臺荷載(豎向的和水平的)全部或部分傳遞給地基土(或巖層)的具有一定剛度和抗彎能力的桿件[1]，因為橋梁基礎不僅承載著整個橋梁的自重，還承載著二期恒載與活載，是橋梁結構安全的重要基礎。對于基樁偏位、混凝土脫落、蜂窩、開裂、露筋、空洞等病害，將導致基礎承載能力、抗震能力和耐久性不足，嚴重時影響結構安全和使用功能。因此，如何簡化水下樁基礎的修復加固工藝、縮短施工工期、降低修復工作對河道交通的影響，成為水下樁基礎修復加固技術面臨的一個棘手問題。

1 修復加固

樁修復是指樁身出現裂縫，或者裂縫處鋼筋已出現銹跡但銹蝕較輕，而對結構受力強度尚未造成不利影響時，采取的修復處理。修復的作用只是使樁身結構能保持現狀，鋼筋銹蝕不再繼續發展。加固則是指鋼筋銹蝕程度較為嚴重，鋼筋的截面面積損失較大，需要補焊鋼筋、加大混凝土保護層，或者另外加大結構斷面，以達到補強加固目的的處理[2]。

國內的“夾克法”施工工藝是樁基礎外表面包裹著玻纖套筒，通過一個特定的限位器來控制環氧樹脂灌漿料厚度的，而這種限位器是按照截面損失率來設計，樁基礎截面損失率不大于25%，在考慮經濟成本的前提下，限位器尺寸經驗建議值為15mm，樁基礎截面損失率大于25%，則根據需要，可在玻纖套筒內綁扎鋼筋，進行修復加固等工作，限位器尺寸經驗建議值為50mm[3]，限位器在玻纖套筒上以50cm為間隔均勻布置，詳見圖1，這種做法是借鑒于FX-70?加固系統[4]，國內外做法對比見表1，從表中可以得出，技術指標差別不大。

圖1 玻纖套筒與限位器(國內)(單位：cm)

表1 限位器尺寸經驗建議值國內外對比

環氧樹脂灌漿材料的組成主要是環氧樹脂、固化劑、稀釋劑、填料、骨料，其中的主體是環氧樹脂，由于環氧樹脂在常溫條件下不會自己固化，所以需要加入固化劑，交聯固化后生成的體型網絡結構的固化物才具有許多優良的性能，填料和骨料主要起到減少環氧樹脂的收縮，提高力學性能和降低成本的作用[5]。環氧樹脂與固化劑混合后，發生固化反應，形成的漿體起初還具有可塑性和流動性。隨著時間的推移、固化反應不斷進行，漿體逐漸失去流動性，形成具有一定強度的固結體結構，這就是環氧灌漿料的固化過程[6]。王建輝認為，環氧樹脂和混凝土組成的粘接體系在分子以及原子之間的作用力下產生粘結力，這是物理作用和化學作用共同作用的結果。環氧樹脂的粘接過程是一個復雜的物理、化學過程，可以將開裂的混凝土重新粘接完整，繼續發揮混凝土的強度，使開裂后的混凝土重新獲得較高強度[7]。

2 應用實例

江蘇廣靖錫澄高速公路2019年度水下樁基礎修復加固項目，修復加固是某中橋1#～2#墩水下樁基礎，采用“夾克法”施工工藝。該橋中心樁號K7+277，橋梁全長75.0m，上部構造采用3×25m預應力混凝土空心板梁，下部結構采用樁柱式墩臺，鉆孔灌注樁基礎[8]。

通過水下攝像、探摸，發現某中橋樁基礎病害如表2所示。

表2 某中橋1#～2#墩病害統計[8]

可以得知，相交陰影部分為破損部分，面積為276.18cm2，樁基礎截面積為22698.01cm2，則最大截面損失率為276.18/22698.01≈1.22%≤25%，所以某中橋需要修復加固的7根樁基礎限位器尺寸選擇15mm，比較合適。

挑選破損區域最大深度值(8cm)來計算最大截面損失率，截面損失率是一個平面不是立體的概念，以左幅2-1樁基礎為例，破損區域邊緣假設以規則的圓曲線均勻變化，用2個直徑為170cm的圓相交，相交陰影部分最長距離是8cm，這樣做，理論上計算樁基礎的最大截面損失率是可以的，從圖2上項目對工程質量的控制是較為全面、嚴格的，正式進場之前，在業主單位、監理單位的見證下，將主要的工程材料送到有資質的檢測單位，模擬水下施工環境，檢測其主要技術指標，均能滿足設計要求。施工過程中加強對質量的控制，樁基礎在修復加固時，同時留有3個試塊，檢測其技術指標是否滿足設計要求，充分排除因施工因素導致試塊主要技術指標達不到設計要求的情況。

圖2 左幅2-1樁基礎最大截面損失率計算示意圖(單位：cm)

合同工期是50天，實際工期是26天，在滿足業主的質量、進度要求前提下，大大地節省了施工成本。

3 結語

近年來，針對橋梁水下樁基礎修復加固方法基本上都需要棄水、防水處理，該種方法所必須的圍堰、基礎防滲和基坑排水往往耗費大量的時間和費用，并且施工過程中占用航道空間，社會影響大。因此，引進和研究國外成熟的、效果可靠的基礎加固技術，并結合我國實際，將其轉化成適應我國橋梁的樁基礎修復加固技術，具有較高的經濟性和實用性，以期達到合理利用有限資金滿足樁基礎修復加固的需求，實現最大限度地降低樁基礎修復加固的成本。

樁基礎的“夾克法”修復加固技術在國外已有多年的應用和實踐，國內也開展了一些相應的技術研究和應用，但收效甚微，樁基礎修復加固也基本以傳統修復加固方法為主。經項目實踐證明，“夾克法”施工工藝有著快捷性、經濟性、質量可控等諸多優點，可在狹小場地作業、設備輕、對場地要求不高，具有極好的社會經濟價值，因此應用廣泛。