河道整治工程老驳岸基础加固水下混凝土施工易出现的问题及对策

毕 涵

（苏州市河道管理处，江苏苏州215000）

0 前言

对于损坏相对严重的灌砌或浆砌块石为墙身的老驳岸，在河道整治中，一般采用在老驳岸墙前沉入钢筋混凝土预制桩外加混凝土包裹作为基础及水下墙身加固处理，上部采用墙前钢筋混凝土贴面加固处理的方案。由于苏州城区河道现都为景观旅游河道，在旅游船只穿梭往来中整治河道一般不断航，若进行围堰后施工，又会碍航和增加较大的围堰投入，所以，老驳岸基础及水下墙身加固部分的混凝土施工，通常采用水下混凝土施工的导管法灌注出水后再进行顺序向前推进浇注的方法。老驳岸墙前加固水下混凝土的施工，由于受水位、风浪或船行波、老驳岸墙前淤泥层、老驳岸基础及老驳岸线形的不规范、墙前底部容易有大块石等诸多自然条件的影响，加之模板难以固定和水下混凝土浇注难控制等客观情况，致使施工过程中容易出现胀模、漏浆（严重时混凝土全部溜跑），质量上容易出现水下混凝土部分空洞或不密实、外表泛砂或露骨、夹层或强度严重不够、露桩、线形不顺等问题。现对该部分施工时，自然条件的影响、容易出现的质量问题及产生的原因作一些分析，并提出相应的对策，以供施工时参考。

1 自然条件

1.1 施工时的水位

（1）施工时的水位影响沉桩的深度或者增加难度。正常锤入或静压，桩顶一般不超过在水面以下20 cm，如果水位较高，必须在桩顶加接送入装置。

（2）施工时的水位影响水下混凝土浇注顶面位置。常规方法施工，顶面位置一般高于水位以上20 cm。

（3）施工时的水位过高，通常采用的水下混凝土施工的“导管灌注法出水后再进行顺序向前推进”的方法将不能使用，因为在导管灌注法出水后，向一侧推进的面很大，而且增大了后方混凝土向前推动的阻力，很难保证该面能平行向前移动。

从以上三点看，老驳岸加固水下混凝土应尽可能选择在水位较低的条件下施工。但由于多方面原因或工程量较大，更有可能出现水位高差很大的渡汛施工的情况。按水位施工后的该结构顶高低不一，影响整体美观，同时也对该部分的工程计量增加难度，给其上的墙前贴面施工带来难度（若贴面是花式或贴面模板是大块固定式的，影响更大）。因此，尽可能选择在水位较低的条件下施工是必要的，但该结构顶标高应当从整个工程的施工、工期及其长短等综合考虑确定，或按其它结构物等自然分段情况分别确定顶标高。当水位过高时，不得采用“导管灌注法出水后再进行顺序向前推进”的方法进行水下混凝土施工。

1.2 施工时的风浪或船行波影响

（1）影响沉桩的垂直度，因此，用于打压桩的施工船必须加强船舶固定措施。

（2）影响模板的固定和模板的选用，因此，在风浪较大的天气条件、行船较多或行船较大的通航条件下施工，必须加强模板安装稳固措施，必须选择较高和较长的大块整体模板。

（3）影响水下混凝土顶面浇注的位置。风浪或船行波越大，顶面浇注的位置就越高。

（4）风浪或船行波对施工和质量的影响。风浪或船行波的大小对施工的难易程度及水下混凝土实体内在和外观质量影响最大，风浪冲过模板顶,对正浇注出水和正处于初凝过程的混凝土冲洗；风浪及船行波对模板产生较大的波压（吸）力；船行波的冲力通过模板缝对正浇注和正处于初凝过程的混凝土扰动和冲刷。由于水下混凝土模板的安装固定本来就很困难，再加上风浪和船行波的破坏，很容易造成跑模、漏浆的施工现象和表面质量泛砂露骨、线形不顺直。

高长的大块模板可以减少风浪和船行波对正在浇注的混凝土顶面和模板缝处的冲洗及涌流力对混凝土的扰动，但由于模板整体面积大，承受水流的冲力和混凝土浇注时的膨胀力也大，所以，施工中必须充分考虑模板安装固定条件。若原墙身灌（浆）砌块石很稳固，加固结构有沉桩，则实际施工中，模板上部通过墙身上用膨胀螺丝连接、下部利用已沉入的预制桩与模板外侧固模钢管桩再拉接。一般固模小钢管桩因水下条件较差，入土深度较小，难以承受混凝土浇注时的膨胀力。

解决模板缝漏浆和风浪或船行波通过模板缝，冲洗和扰动正浇注的混凝土的常用方法是紧贴模板铺塑料布，此方法在风浪较小和船行波不大的情况下较实用。但在风浪和船行波较大的情况下，不但效果不大，而且极容易造成塑料布被卷浇在混凝土里或皱叠在一起，若皱叠（沉桩距模板较近时最容易）在沉桩处则露桩，造成内在质量问题和外观缺陷。建议采用高长整体模板设置侧模板分小块浇注的方法，高长整体模板能减少模板缝，设置侧模板分小块浇注可减小模板承受混凝土浇注时的集中膨胀压力和涌流对混凝土的扰动。

1.3 墙前淤泥

墙前淤泥清理不干净，易出现模板着底不实、构造体底部不实或空洞和达不到设计位置、混凝土有泥浆夹层和强度不足，淤泥层过厚时，会出现浇注时随上压力的增大，浇入混凝土从模板底部漏跑。

在沉桩施工前，墙前就应完全清理淤泥并开挖到设计位置，还应进行清淤（基）面的测量复核，否则，必定发生施工质量隐患。

1.4 老驳岸结构及墙前杂物

因老驳岸建造年代较早，结构损坏或表面受污染严重，局部地基条件难满足新增荷载的要求，基础线形不规范，墙前可能有大块石等坚硬物，对整修加固带来沉桩位置不精准、侧面位置线形难控制、模板难着底、固定模板用钢管桩难施打等较大的施工难度和露桩、线形不顺直、墙身变形（水平位移、垂直沉降、倾斜、裂缝）等质量问题。因此，在老驳岸加固工程施工前，必须对老驳岸的原设计作详细了解和调查，对施工范围内的墙前河床底作必要的调查和测量，合理规划好水下混凝土外侧控制线，墙前淤泥及杂物清理要到位，老墙身进行必要的修补、清理、凿毛或植筋，沉桩必须达到设计底标高且贯入度满足规范规定。遇到实际问题及时商量对策。

2 对策措施

（1）施工前做好相关情况调查工作

施工方案编制前，施工单位要对当地水文、河道通航状况、老驳岸原结构及地质、施工环境要求、老驳岸墙前水下淤泥及杂物等情况作详细的调查，最好补勘测实地状况，以便结合设计图纸确定外侧控制线、顶标高、模板的材料及大小、模板固定方法、浇注方法的选用等。

（2）老墙身处理

准备加固的老墙身情况进行实地查勘，对损坏严重的用大块石或直接用混凝土进行修补；对裂缝、倾斜、倒塌等变形的老墙身，必须调查原因并分析，以确定是否为原地质或原基础原因引起，若是，则报设计部门确定处理方案，若不是，用大块石或直接用混凝土进行修补；对表面受污染影响新老混凝土结合面，进行清理、凿毛和必要的植筋处理。注意老墙身的清理和凿毛施工应与立模浇注紧接，不得过早进行。

（3）墙前清理

墙前清理必须满足设计底标高的要求，淤泥和杂物必须清理干净，注意模板及浇注位置的清理要尽可能平整，墙前清理工作要尽可能与沉桩和立模衔接，否则，必须在立模前进行再清理。否则将影响加固工程的质量。

（4）沉桩控制

沉桩要尽可能地靠近原基础，沉桩施工船舶要停靠稳固，以保证桩体保护层和垂直度，达到受力、线形控制。严格注意沉桩必须在达到设计底标高的同时，满足设计贯入度规定，贯入度过大必须报设计处理，确保加固后基础的稳定，防止墙身工后变形。

（5）侧面及顶面位置控制

老驳岸基础及底部加固外侧面位置及线形应根据实际桩位、施工时的模板固定条件，并结合设计要求综合考虑确定。顶面位置应根据整个或某自然段施工期水位及气候条件（风浪）和河道状况（水面宽、风浪及船行波）、墙身上部加固要求及施工期、模板的高低及固定条件，并结合设计要求综合考虑确定。所以，施工中应采取措施确保模板稳固不跑模；采用高模板，减小水位和水浪对顶面位置确定的影响；采用长模板，避免侧面凹凸不平；减短每次浇注长度，使模板受压膨胀力减小，以减小跑模和崩模的危险。

（6）模板安装控制

老驳岸基础及底部加固水下混凝土实际施工中，因大部分模板在水下，模板安装难度很大。模板上口可采用在老墙身上设置膨胀螺栓外接后固定，若老墙身不具备设置膨胀螺栓及承受拉力不满足模板固定的要求，必须对老墙身预先作必要的加固处理后再设置。模板下口可采用在已沉入的预制桩与模板外侧固模钢管桩再拉接的办法，即：在模板未下水安装前，按预定位置且对齐沉桩打入模板外侧固定模板用钢管桩，量测好沉桩和钢管桩的间距，用不小于8 mm的钢筋做一套拉接装置。需注意的是必须按不同距离分别制作该装置，且需放置到两桩的根部，接头焊接要牢固。如果在清理淤泥和杂物时，发现无大块石等坚硬物，在模板是大块整体钢模时，还可以在模板下口焊接刃脚类似装置，加强模板支撑能力。

需注意的是：模板下水安装前必须检查模板下口水下河床的平整情况及淤泥是否已经清理干净，以确保模板平实地着落在预定位置。此项检查必须引起充分重视。

3 水下混凝土浇注工艺及其控制

现根据水下混凝土浇注和质量控制要点，对以下两种水下混凝土浇注工艺作分析，分别提出控制要点，供施工时参考。

3.1 端前导管法灌注出水后再进行顺序向前推进浇注法

此种工艺是目前河道整治工程中常用的方法，其工艺及要点说明如下：

模板安装→紧贴模板铺设塑料布→在端头架设导管→混凝土拌制送入导管→混凝土面上升至水面上一定高度→移除导管并在出水混凝土面上距离前端一定距离直接浇注混凝土→混凝土前斜面在后方压力和振捣力的作用下向前移动→浇注位置距离水上混凝土面前端一定距离向前移动→顺序推进至端末→端末混凝土面出水→端末混凝土表面处理→补浇端末混凝土→预埋墙身上部施工固定模板用钢筋→上表面压实及与贴面结合面拉毛处理→达到养护期后模板拆除。

（1）紧贴模板铺设塑料布分析及控制要点

模板铺设塑料布是防止漏浆及水流对模板缝处混凝土的冲刷，要求塑料布质量好，并有一定搭接宽度，下口必须能封住模板底口缝，在整个浇注过程中的塑料布要注意理顺，防止皱叠或被卷浇在混凝土里。

（2）端头导管法灌注及前移原因分析及控制要点

必须注意是要靠近端头，导管底口距浇注底要能保证首次料连续快速充满并覆盖导管底口。实际施工中，由于浇注段长度较长，很难得出充满并覆盖导管底口的混凝土首次料是多少。由于充灌距离较短，充灌压力很小，混凝土面上升到水面上很困难，所以导管要设置成上口大下口小的锥柱式，以增大压力。水下混凝土浇注质量控制要点是浇注时的混凝土与水接触面越小越好，且受水浸泡的混凝土不能卷裹及覆盖在新浇混凝土里。所以，实际上不用侧模控制而让混凝土自然形成水中斜面不符合这一要求，实际上混凝土必定是被逐步卷裹进结构体中而且循环往复。因此必须在混凝土面上升至水面上一定高度后，必须对上表面受水浸泡混凝土进行清除。

3.2 高长大块模板设内侧模分小段进行导管法灌注

综上所述，对河道整治工程中老驳岸基础加固水下混凝土的施工，提出“高长大块模板设内侧模分小段进行导管法灌注”的施工方法，供施工改进完善。

（1）工艺

施工前作相关资料和实地调研及施工方案确定→老墙身处理→墙前清理→沉桩→墙前回淤再清理及底部整平→模板安装→端前第一段导管法灌注混凝土至预定高度→第二段导管法灌注混凝土至预定高度→第一段与第二段间内侧模拔除→导管法分段顺序灌注混凝土至预定高度及内侧模拔除→端末最后段导管法灌注混凝土至预定高度及水下预定位置预埋下段固模构件→预埋墙身上部施工固定模板用钢筋→外模拆除→成型及养护→顶部水泡混凝土凿除→顶部必要的外观处理

（2）细节说明及补充要求

a.施工前相关情况调查、老墙身处理、墙前清理要严格按对策措施的相关要求进行和控制。

b.施工方案的编制十分重要，必须制定质量保证措施并加以落实。技术交底时，施工工艺原理及控制要点和注意事项要对现场管理和施工人员讲解清楚。侧面及顶面位置及线形要充分考虑各方面综合因素后结合建设、设计、监理等各参建单位的意见确定。单块整体模板高度及长度、一次浇注段长度、内侧模安装及拔除方法、设置内侧模分小段浇注的段长、导管形式和架设及拔除办法、预埋下段固模构件的形式及位置和方法、顶部必要的外观处理方法等等，必须结合自然条件、施工能力等在初步方案中明确并经过试验段施工后对原方案进行完善。水下混凝土施工中不确定因素很多，方案要随实际情况不断完善并落实相关措施。

c.内侧模拔除是在相连段浇注好后进行还是在隔后段浇注好后进行要视实际施工情况确定，迟拔对外模承受膨胀力有利，早拔容易拔出。

d.尽可能将内侧模设置在竖向缝处，这样容易固定和拔除，同时可以起到防水流冲刷和扰动模板接缝处混凝土，若拼缝过大，在安装侧模时，垫置塑料片。若其他原因不能在接缝处设置侧模，则模板拼缝处小段长度越小越好，拼缝需进行铺垫塑料片处理。

e.预埋下段固模构件的设置，其形式为用一钢筋，埋在混凝土里的部分一端弯折,另一端做成小圆状与一钢筋做成的圆环（圆环直径加钢筋直径略大于横向固模钢管）套连。当混凝土浇注到预定位置（测量混凝土面高度）将该件焊接在一钢筋上人工放入，混凝土面上升时注意压入，待拆模后凿出圆环。

f.侧模设置时，要考虑老墙面是否上下顺直,即侧模是否具备拔出的条件。

g.严格按照水下混凝土浇注原理浇注。

h.模板底口密实、模板固定、侧模与墙身缝隙处理、混凝土导管灌注充灌力小难灌入、侧模固定及拔除是该施工方法的难点。

i.一次浇注过程中，要经常移动导管和拔除导管及侧模，增加了施工难度和一定的费用，是本方法的缺点。