玻纤套筒技术在灌注桩缺陷修复中的应用
时间：2023-06-17 20:10:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
■杨 云
（福建省港航勘察设计院有限公司，福州 350002)
以灌注桩为基础的高桩梁板式码头，在沿海港口工程中有着广泛应用。
水下冲、钻孔灌注桩适用于各种地层，可获得较高的单桩承载力，桩长、桩径选择范围大、穿透能力强，能克服振动干扰、挤土效应，且对周围建筑物影响较小。
灌注桩基础以其结构安全可靠，工艺成熟，能适应各种复杂的地质情况等多方面优势成为高桩码头的主流桩基形式。本研究结合福建某码头工程实例， 探讨玻纤套筒技术在灌注桩缺陷修复中的应用，为类似工程提供借鉴。
福州港沙埕港区杨岐作业区16# 泊位工程始建于2015 年4 月，码头和栈桥均为高桩梁板式结构，桩基部分已于2016 年6 月完成验收。在2021 年8 月对该项目的交（竣)工验收时，栈桥的部分桩基被判定验收不合格。
结合现场查勘及询问当班技术员、施工员等，主要原因是在制作横梁时需要将超长的桩护筒截除，但施工人员操作时记错标高，将2# 栈桥的16# 及18# 排架的5 个桩（编号为18H、18J、18L、16I、16K，直径均为1 000 mm 的灌注桩）多截除了部分钢护筒；
在钢护筒切割过程中，局部混凝土受到损坏、脱落，导致部分钢筋外露、锈蚀。2#栈桥桩位布置见图1，16I 和18H 号桩外观缺陷分别见图2、图3。
图1 2# 栈桥桩位布置
图2 16I 号桩外观缺陷图片
图3 18H 号桩外观缺陷图片
为保证工程质量，满足混凝土外观和耐久性要求，确保保护层厚度满足设计要求，需对灌注桩所存在的蜂窝、凹坑、轻微的露筋等缺陷及时进行修复，以达到高于灌注桩本身的混凝土强度，保障桩身的完整性。
根据本工程灌注桩的缺陷情况，主要有以下2 种修复方案。
2.1 外包混凝土修复
2.1.1 桩基砼表面处理
要求清理缺陷桩基混凝土表面的不牢附着物，使新旧混凝土之间有足够的粘结力，保证达到整体受力的要求。
2.1.2 露筋处理
对裸露的钢筋采用电动钢丝刷或角磨机等工具进行除锈，除去表面锈迹；
检查除锈后的钢筋，若发现钢筋缩径，则应沿钢筋两侧凿除混凝土，直到两侧都露出完整的钢筋各15 d 长， 采用同规格钢筋满焊连接。
2.1.3 桩基植筋施工
在桩基表面放样，从桩顶下来150 mm、竖向每间距300 mm 设立1 层植筋点，每层横向距离450 mm 均匀布设7 根植筋， 所有植筋点呈梅花型分布在桩基表面，即上下纵向距离300 mm、左右横向距离225 mm；
植筋时遇到桩基钢筋时位置可适当调整。
2.1.4 钢筋网设置
按照原设计要求， 采用φ25 螺纹钢筋作为主筋、横向间距120 mm，采用φ10 钢筋作为箍筋、竖向间距100 mm，绑扎成1 个直径1 000 mm 的钢筋笼，包裹固定在原桩基表面。
2.1.5 立模浇捣混凝土
采用钢模环抱新钢筋笼搭设1 个直径1 200 mm的圆模， 每节模板高1 m。
模板搭设完成后浇捣C35 混凝土，施工时应在混凝土混合料中掺入早强剂，以提高混凝土的早期强度；
浇筑混凝土配以人工插捣，及时振捣到位。
混凝土浇捣完成48 h 内及时养护，达到一定强度后方可拆除模板。
该方案技术及施工工艺成熟， 应用范围广，施工成本相对较低，但施工时间较长，且修复后的桩径一般都比原桩径大，比较适合老旧桥墩或桩基的修复。
2.2 玻纤套筒+环氧灌浆料修复
玻纤套筒加固技术，又称“夹克法”。
该方案是根据桩基的实际尺寸，采用一个比桩基实际尺寸稍大（需保证玻璃纤维套筒与原桩基结构之间有一定间隙）且具有高防腐蚀性的玻璃纤维套筒，将玻纤套筒套在有缺陷的桩基外，包裹桩柱，精准定位后固定玻纤套筒；
然后底部密封条安装，再灌注高强度的水下环氧灌浆料， 即可完成主要的修复工序，最后顶部密封。
该方法施工快捷方便，无需搭设围堰及排水作业。
该方案虽为新工艺、新技术、新材料，但也相对成熟，这几年开始使用，施工成本相对较高，但施工时间较短，修复后的桩径与原来的差别不大，外观上不易察觉，同时加固后整体的耐久性和美观程度较好，比较适合新桩基、新桥墩的修复。
由于本项目还处于验收阶段， 根据本项目桩基的实际情况，选择该方案作为本次桩基修复的推荐方案。
3.1 表面处理
先凿除桩基表面破损部位的松散混凝土直至露出新鲜混凝土，接着用高压水枪（要求压力不小于20 MPa）淡水清除桩基混凝土表面的浮灰、贝壳类杂质以及其他不牢附着物，增加与灌浆料的粘结力。
缺陷灌注桩表面清理现场施工见图4。
图4 缺陷灌注桩表面清理施工
在对桩基砼表面进行清理的同时，钢护筒切割处向下20 cm 范围的表面也要进行清理，除去表面杂质，露出光亮的钢板。
3.2 露筋处理
由于本项目为新桩基，检查后并未发现裸露钢筋现象，故不需要进行露筋处理。
3.3 3 mm 玻纤套筒安装
按现场确定桩基尺寸（桩径尺寸1 000 mm 外加钢护筒8 mm）由厂家预制生产内径1 016 mm 厚3 mm 的防腐玻纤套筒，运到现场检查尺寸，验收合格后方可使用。
将玻纤套筒套在有缺陷的桩基外，加固时先在套筒的锁扣槽内注入水下环氧封口胶，撑开玻纤套筒，精确定位后先用紧固带临时固定好玻璃纤维套筒，再在套筒接缝处间距150 mm 打上不锈钢自攻螺钉进行锚固[1]。
玻纤套筒的性能指标见表1、表2。
表1 玻纤套筒性能指标
表2 玻纤套筒耐UV 指标
3.4 底部安装密封条
在底部安装25 mm 厚的可压缩密封条，使得桩基与玻纤套筒底部之间没有空隙，以防水下灌浆料渗漏。
3.5 水下环氧灌浆料灌注
水下环氧灌浆料CMEG 调配完毕后，由套筒上部预留灌料口处自上而下进行灌注[2]，首先浇筑15 cm 后封底暂停， 待封底的水下环氧灌浆料固化后继续灌注剩余的水下环氧灌浆料， 直至套筒内灌满灌浆材料；
灌注过程中应时刻注意检查收紧紧固带，可适当调整布设紧固带间距，防止玻纤套筒变形、移位。水下环氧灌浆材料的相关性能指标见表3。
表3 水下环氧灌浆料性能指标
3.6 顶部密封
用CUCR 水下环氧封顶胶密封玻纤套筒与桩顶连接处的顶部成斜截面[3]。
待全部施工完成，且常温下灌浆料至少固化24 h 后，方可拆除临时紧固带。本工程玻纤套筒安装施工见图5。
图5 玻纤套筒安装示意图
采用玻纤套筒+环氧灌浆料方案对灌注桩外观缺陷进行修复，不仅施工速度块，而且施工质量满足要求，加固修复后，桩基整体的耐久性和美观程度较好，桩基外观缺陷修复后的外观见图6。桩基加固修复完成后采用敲击的方法检查加固质量，敲击时，玻纤套筒内无异响，证明灌浆材料加固修补桩基效果良好[2]。
本次桩基修复最终取到了较好的效果，满足验收标准，该项目按期完成验收。
玻纤套筒技术是一种对混凝土桩基外观破损修复的新工艺，本研究以福建省某灌注桩外观缺陷修复项目为背景，对传统的外包混凝土修复技术和玻纤套筒修复技术进行了对比，并重点分析了玻纤套筒修复技术的施工工艺和方法，最终也取得了较好的修复效果，桩基整体的耐久性和美观程度都较好，也节约了工期。
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