■楊 云
(福建省港航勘察設(shè)計(jì)院有限公司,福州 350002)
以灌注樁為基礎(chǔ)的高樁梁板式碼頭,在沿海港口工程中有著廣泛應(yīng)用。 水下沖、鉆孔灌注樁適用于各種地層,可獲得較高的單樁承載力,樁長(zhǎng)、樁徑選擇范圍大、穿透能力強(qiáng),能克服振動(dòng)干擾、擠土效應(yīng),且對(duì)周圍建筑物影響較小。 灌注樁基礎(chǔ)以其結(jié)構(gòu)安全可靠,工藝成熟,能適應(yīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)情況等多方面優(yōu)勢(shì)成為高樁碼頭的主流樁基形式。本研究結(jié)合福建某碼頭工程實(shí)例, 探討玻纖套筒技術(shù)在灌注樁缺陷修復(fù)中的應(yīng)用,為類似工程提供借鑒。
福州港沙埕港區(qū)楊岐作業(yè)區(qū)16# 泊位工程始建于2015 年4 月,碼頭和棧橋均為高樁梁板式結(jié)構(gòu),樁基部分已于2016 年6 月完成驗(yàn)收。在2021 年8 月對(duì)該項(xiàng)目的交(竣)工驗(yàn)收時(shí),棧橋的部分樁基被判定驗(yàn)收不合格。 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)查勘及詢問(wèn)當(dāng)班技術(shù)員、施工員等,主要原因是在制作橫梁時(shí)需要將超長(zhǎng)的樁護(hù)筒截除,但施工人員操作時(shí)記錯(cuò)標(biāo)高,將2# 棧橋的16# 及18# 排架的5 個(gè)樁(編號(hào)為18H、18J、18L、16I、16K,直徑均為1 000 mm 的灌注樁)多截除了部分鋼護(hù)筒;在鋼護(hù)筒切割過(guò)程中,局部混凝土受到損壞、脫落,導(dǎo)致部分鋼筋外露、銹蝕。2#棧橋樁位布置見(jiàn)圖1,16I 和18H 號(hào)樁外觀缺陷分別見(jiàn)圖2、圖3。
圖1 2# 棧橋樁位布置
圖2 16I 號(hào)樁外觀缺陷圖片
圖3 18H 號(hào)樁外觀缺陷圖片
為保證工程質(zhì)量,滿足混凝土外觀和耐久性要求,確保保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求,需對(duì)灌注樁所存在的蜂窩、凹坑、輕微的露筋等缺陷及時(shí)進(jìn)行修復(fù),以達(dá)到高于灌注樁本身的混凝土強(qiáng)度,保障樁身的完整性。
根據(jù)本工程灌注樁的缺陷情況,主要有以下2 種修復(fù)方案。
2.1.1 樁基砼表面處理
要求清理缺陷樁基混凝土表面的不牢附著物,使新舊混凝土之間有足夠的粘結(jié)力,保證達(dá)到整體受力的要求。
2.1.2 露筋處理
對(duì)裸露的鋼筋采用電動(dòng)鋼絲刷或角磨機(jī)等工具進(jìn)行除銹,除去表面銹跡;檢查除銹后的鋼筋,若發(fā)現(xiàn)鋼筋縮徑,則應(yīng)沿鋼筋兩側(cè)鑿除混凝土,直到兩側(cè)都露出完整的鋼筋各15 d 長(zhǎng), 采用同規(guī)格鋼筋滿焊連接。
2.1.3 樁基植筋施工
在樁基表面放樣,從樁頂下來(lái)150 mm、豎向每間距300 mm 設(shè)立1 層植筋點(diǎn),每層橫向距離450 mm 均勻布設(shè)7 根植筋, 所有植筋點(diǎn)呈梅花型分布在樁基表面,即上下縱向距離300 mm、左右橫向距離225 mm; 植筋時(shí)遇到樁基鋼筋時(shí)位置可適當(dāng)調(diào)整。
2.1.4 鋼筋網(wǎng)設(shè)置
按照原設(shè)計(jì)要求, 采用φ25 螺紋鋼筋作為主筋、橫向間距120 mm,采用φ10 鋼筋作為箍筋、豎向間距100 mm,綁扎成1 個(gè)直徑1 000 mm 的鋼筋籠,包裹固定在原樁基表面。
2.1.5 立模澆搗混凝土
采用鋼模環(huán)抱新鋼筋籠搭設(shè)1 個(gè)直徑1 200 mm的圓模, 每節(jié)模板高1 m。 模板搭設(shè)完成后澆搗C35 混凝土,施工時(shí)應(yīng)在混凝土混合料中摻入早強(qiáng)劑,以提高混凝土的早期強(qiáng)度;澆筑混凝土配以人工插搗,及時(shí)振搗到位。 混凝土澆搗完成48 h 內(nèi)及時(shí)養(yǎng)護(hù),達(dá)到一定強(qiáng)度后方可拆除模板。
該方案技術(shù)及施工工藝成熟, 應(yīng)用范圍廣,施工成本相對(duì)較低,但施工時(shí)間較長(zhǎng),且修復(fù)后的樁徑一般都比原樁徑大,比較適合老舊橋墩或樁基的修復(fù)。
玻纖套筒加固技術(shù),又稱“夾克法”。 該方案是根據(jù)樁基的實(shí)際尺寸,采用一個(gè)比樁基實(shí)際尺寸稍大(需保證玻璃纖維套筒與原樁基結(jié)構(gòu)之間有一定間隙)且具有高防腐蝕性的玻璃纖維套筒,將玻纖套筒套在有缺陷的樁基外,包裹樁柱,精準(zhǔn)定位后固定玻纖套筒;然后底部密封條安裝,再灌注高強(qiáng)度的水下環(huán)氧灌漿料, 即可完成主要的修復(fù)工序,最后頂部密封。 該方法施工快捷方便,無(wú)需搭設(shè)圍堰及排水作業(yè)。
該方案雖為新工藝、新技術(shù)、新材料,但也相對(duì)成熟,這幾年開(kāi)始使用,施工成本相對(duì)較高,但施工時(shí)間較短,修復(fù)后的樁徑與原來(lái)的差別不大,外觀上不易察覺(jué),同時(shí)加固后整體的耐久性和美觀程度較好,比較適合新樁基、新橋墩的修復(fù)。 由于本項(xiàng)目還處于驗(yàn)收階段, 根據(jù)本項(xiàng)目樁基的實(shí)際情況,選擇該方案作為本次樁基修復(fù)的推薦方案。
先鑿除樁基表面破損部位的松散混凝土直至露出新鮮混凝土,接著用高壓水槍(要求壓力不小于20 MPa)淡水清除樁基混凝土表面的浮灰、貝殼類雜質(zhì)以及其他不牢附著物,增加與灌漿料的粘結(jié)力。 缺陷灌注樁表面清理現(xiàn)場(chǎng)施工見(jiàn)圖4。
圖4 缺陷灌注樁表面清理施工
在對(duì)樁基砼表面進(jìn)行清理的同時(shí),鋼護(hù)筒切割處向下20 cm 范圍的表面也要進(jìn)行清理,除去表面雜質(zhì),露出光亮的鋼板。
由于本項(xiàng)目為新樁基,檢查后并未發(fā)現(xiàn)裸露鋼筋現(xiàn)象,故不需要進(jìn)行露筋處理。
按現(xiàn)場(chǎng)確定樁基尺寸(樁徑尺寸1 000 mm 外加鋼護(hù)筒8 mm)由廠家預(yù)制生產(chǎn)內(nèi)徑1 016 mm 厚3 mm 的防腐玻纖套筒,運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)檢查尺寸,驗(yàn)收合格后方可使用。 將玻纖套筒套在有缺陷的樁基外,加固時(shí)先在套筒的鎖扣槽內(nèi)注入水下環(huán)氧封口膠,撐開(kāi)玻纖套筒,精確定位后先用緊固帶臨時(shí)固定好玻璃纖維套筒,再在套筒接縫處間距150 mm 打上不銹鋼自攻螺釘進(jìn)行錨固[1]。 玻纖套筒的性能指標(biāo)見(jiàn)表1、表2。
表1 玻纖套筒性能指標(biāo)
表2 玻纖套筒耐UV 指標(biāo)
在底部安裝25 mm 厚的可壓縮密封條,使得樁基與玻纖套筒底部之間沒(méi)有空隙,以防水下灌漿料滲漏。
水下環(huán)氧灌漿料CMEG 調(diào)配完畢后,由套筒上部預(yù)留灌料口處自上而下進(jìn)行灌注[2],首先澆筑15 cm 后封底暫停, 待封底的水下環(huán)氧灌漿料固化后繼續(xù)灌注剩余的水下環(huán)氧灌漿料, 直至套筒內(nèi)灌滿灌漿材料; 灌注過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻注意檢查收緊緊固帶,可適當(dāng)調(diào)整布設(shè)緊固帶間距,防止玻纖套筒變形、移位。水下環(huán)氧灌漿材料的相關(guān)性能指標(biāo)見(jiàn)表3。
表3 水下環(huán)氧灌漿料性能指標(biāo)
用CUCR 水下環(huán)氧封頂膠密封玻纖套筒與樁頂連接處的頂部成斜截面[3]。 待全部施工完成,且常溫下灌漿料至少固化24 h 后,方可拆除臨時(shí)緊固帶。本工程玻纖套筒安裝施工見(jiàn)圖5。
圖5 玻纖套筒安裝示意圖
采用玻纖套筒+環(huán)氧灌漿料方案對(duì)灌注樁外觀缺陷進(jìn)行修復(fù),不僅施工速度塊,而且施工質(zhì)量滿足要求,加固修復(fù)后,樁基整體的耐久性和美觀程度較好,樁基外觀缺陷修復(fù)后的外觀見(jiàn)圖6。樁基加固修復(fù)完成后采用敲擊的方法檢查加固質(zhì)量,敲擊時(shí),玻纖套筒內(nèi)無(wú)異響,證明灌漿材料加固修補(bǔ)樁基效果良好[2]。
本次樁基修復(fù)最終取到了較好的效果,滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),該項(xiàng)目按期完成驗(yàn)收。
玻纖套筒技術(shù)是一種對(duì)混凝土樁基外觀破損修復(fù)的新工藝,本研究以福建省某灌注樁外觀缺陷修復(fù)項(xiàng)目為背景,對(duì)傳統(tǒng)的外包混凝土修復(fù)技術(shù)和玻纖套筒修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比,并重點(diǎn)分析了玻纖套筒修復(fù)技術(shù)的施工工藝和方法,最終也取得了較好的修復(fù)效果,樁基整體的耐久性和美觀程度都較好,也節(jié)約了工期。