浅议水下桩基施工的故障处理

■孙 晶 ■四川路桥建设股份有限公司大桥分公司，四川 成都 610015

随着我国经济的快速发展，在基础设施建设中的投入量比重也日益增加，在江河湖海以及水库区的桥梁工程也越来越多，而其自身的发展也越发重视深基础、高墩与大跨度。就单座桥梁而言，基础的施工与管理是整座桥梁建设的关键，特别是水下基桩的施工与桥梁的安全，桥梁建设的投资效益与风险都是息息相关的。

1 钻孔偏位处理

某桥梁工程段，在水下桩基钻孔完成后，发现在孔规下放的过程中，距桩底7米的位置就无法再继续落下，采用用钢丝绳吊钻头下放，同样发现在此处卡住无法下方，原因分析发现是淤泥层与基岩交界处产生了错位。待查明原因后，施工人员对钻机进行了重新校正，将钻头直径增加到160厘米，并在钻头上补焊了5厘米的合金钢，在进行扩孔处理后，将孔规顺利下放。

2 钻孔内孔壁悬挂钢筋、钢管障碍物处理

某水下桩基在钻孔完成后，发现孔规下放到距离孔口仅4米处，就无法继续下放，经原因分析，是由于孔壁悬挂钢筋所造成的。进而采用加大钻头直径的方法进行扩孔处理，进而让孔规顺利下放。另外，在某桩基的钻孔过程中，钻孔约4米深时，钻机发生弹跳故障，无法继续下钻，经原因分析发现是钻孔遇到了钢管，因此采用了直径为160厘米的钢钻筒进行切割，用将断后的钢管用冲抓抓起，然后更换直径为150厘米的牙轮钻头继续钻孔施工。

3 水下桩基断桩故障处理

在水下桩基的施工过程中，桩身会受到多种因素的影响而导致混凝土发生严重的离析，甚至断桩、桩底沉渣过厚等故障。为此，如何及时、可靠、有效和快速、低耗地处理水下桩基的质量故障，对桥梁工程质量、工期与造价有直接的影响。在水下桩基桩身质量故障的处理中，钻孔压力注浆法具有一定的优越性。该方法是通过充填、渗透和挤密作用，来达到离析部位形成浆液与碎石的固结体的，并使桩身混凝土的强度得到恢复和提高。而对桩底注浆，则是通过浆液对沉渣的置换、挤密与固结，来消除沉渣对端承力的影响，从而使持力层的物理学性能得到改善，并恢复和提高持力层的土体强度。具体处理方法为:(1)对经低应变检测存在问题的桩基进行钻孔取芯，对桩身的缺陷位置与程度予以确认，然后钻孔，孔径为8厘米，当桩径＜1米时，通常只需要钻一个孔，而桩径＞1米时，则需要钻孔2-3个，从而保证注浆的质量。(2)埋设注浆管，注浆管的直径通常为2厘米，在完成桩身缺陷部位、桩底的洗孔后，封闭孔上端，并插上一根出气管。需要注意的是，清孔应将泥砂冲洗干净，进而保证水泥浆良好的渗透胶结能力。(3)当孔中冒水变清时，表示洗孔完毕，注浆时，应采用纯水泥浆，其水灰比为0．6∶1-1∶1，同时添加一定量的高效减水剂。注浆过程中，水泥浆会把孔中的水从出气孔赶出，此时须封闭出气孔进行高压注浆。高压注浆中，进行注浆量、注浆压力的控制，并做好记录，当注浆量足够，而注浆压力达到3MPa～5MPa时，终止注浆。

4 水下桩基表面缺陷处理

4．1 成因分析

根据水下桩基表面缺陷的位置与性质进行判断，可发现表面缺陷的原因主要有五个。第一，在桩基的钻孔过程中，所使用的泥浆的指标较差，如清孔不够、胶体率较低导致的桩基砂率偏高等。第二，首盘封底时，采用的存料斗过小，从而造成混凝土首次灌注用量较小，封底混凝土的冲击力偏小，使孔底沉渣无法翻涌到混凝土之上。第三，桩基混凝土灌注施工中的注浆小导管密封性并未达标，加上施工中并未及时发现处理，进而造成由小导管漏水、漏气造成的混凝土灌注质量较差。第四，旋挖桩基成孔和原探孔位置不重合，填土稳定性、整齐性较差，造成桩基混凝土侧壁崩解和脱离。第五，在桩基混凝土灌注施工中，注浆小导管埋入的深度不够，对拔管的过程控制不严，或者直接拔离混凝土上表面进而造成露筋缩颈等问题。

4．2 处理方法

水下桩基表面缺陷通常并不涉及桩基础承载问题，为此桩基缺陷修补加固的关键就在于做好水下桩基础新旧混凝土的连接密实的处理，避免混凝土内主筋的腐蚀。桩基表面修补加固的原理在原有桩基外，加套一圈“保护套”，该保护套25厘米厚，为C30钢筋混凝土，并且新混凝土应加入憎水型固化剂，进而使新旧混凝土中的环氧树脂加快黏结。在桩基修补加固中，新旧混凝土连接的结合面应发挥两者之间的传递作用和承载作用力，为此采用修补加固方法后，需要对新旧混凝土结合界面的抗拉性能、抗剪性能进行重点监测。具体修补加固方法为:(1)将桩基表面杂物清理干净，并将桩基缺陷部位进行人工凿毛。当桩基缺陷部位的露筋缩颈深度超过5厘米以上时，需要按照要求植入锚筋，并确定锚筋连接强度。(2)为确保新旧混凝土的粘结，应在二者的连接面提前涂刷湿固性界面剂。(3)采用水泥:水:固化剂=l∶0．4∶0．3配合比(重量比例)的湿固性环氧混凝土，在原桩基础外侧形成“保护套”，厚度为25厘米，C30钢筋混凝土。(4)同时设置侧向保护模板，从而保证浇筑完成后10小时内不会被水流冲刷，在达到养护时间再拆除保护模板。在桩基表面缺陷的修补加固中，还需要潜水员的密切配合，进而确保修补加固处理的效果。

5 结束语

水下桩基的施工质量与整个桥梁结构的工程质量有着直接的关系，在水下桩基的施工过程中，会无可避免的遇到诸多的问题与难题，在这种情况下，桥梁工程师就应根据施工的具体情况，对出现的故障及时进行有效的处理。针对水下桩基施工中经常出现的质量问题与故障，必须对钻孔过程和水下混凝土的灌注过程进行防治进而保证桥梁工程的顺利完工。

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