板樁碼頭地連墻接縫缺陷修復(fù)

李沛，米勝東，張鵬，李曉明

（1.中交天津港灣工程研究院有限公司，天津 300222；2.河北工業(yè)大學(xué)，天津 300401）

0 引言

自20世紀(jì)60年代地下連續(xù)墻施工技術(shù)被引入中國以來[1]，地下連續(xù)墻已經(jīng)廣泛運用于水運工程、鐵路工程、房建工程。地下連續(xù)墻是集止水擋土、支護(hù)和結(jié)構(gòu)承重于一體的混凝土結(jié)構(gòu)物，即常言的“三合一墻”[2]，其作為碼頭地下主體結(jié)構(gòu)的組成部分，必須耐用、完整、無滲、無漏且受力均衡[3]，當(dāng)各單元墻體均滿足設(shè)計要求時，連接各單元墻體的接縫因其必須同時具備止水、擋土、傳遞應(yīng)力及抗剪切等功能[4]。而成為地下連續(xù)墻體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是地連墻體相對比較薄弱的部位。由于地下連續(xù)墻具有隱蔽性，較容易形成質(zhì)量缺陷，給工程安全帶來較大隱患。

京唐港區(qū)普遍采用板樁碼頭結(jié)構(gòu)型式。經(jīng)對某泊位碼頭進(jìn)行水下探摸檢測時發(fā)現(xiàn)多處地連墻存在接縫缺陷。本文中，針對地連墻接縫缺陷檢測結(jié)果，分析其缺陷原因，制定有效可行的修復(fù)方案。

1 地連墻接縫缺陷及原因

1.1 接縫缺陷檢測

經(jīng)水下探摸檢測，某泊位碼頭地連墻接縫缺陷呈矩形凹槽狀（圖1），缺陷區(qū)域內(nèi)鋼筋銹蝕嚴(yán)重并附著大量海生物，有的缺陷處泥面上發(fā)現(xiàn)回填砂及石子，推測為碼頭后方回填料漏出。

圖1 地連墻接縫缺陷狀況Fig.1 Defect condition of diaphragm retaining wall joint

1.2 接縫缺陷原因

綜合檢測結(jié)果及施工過程分析，板樁碼頭地連墻接縫缺陷主要存在3方面的原因：

1）接縫刷壁不佳。只要施工中對槽段接觸面的清刷工作稍有松懈，或因為泥漿護(hù)壁效果不佳，清刷和下籠過程中不小心碰塌了側(cè)壁的土體，都會使槽段接縫處殘留沉渣或局部夾泥，從而導(dǎo)致滲漏水。

2）相鄰槽段錯位。開挖過程中，槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度不符合設(shè)計要求，導(dǎo)致相鄰槽段錯位，造成接縫缺陷。

3）鋼筋籠偏斜。某些槽段由于條件限制，不能采用跳躍式施工，只能順序施工相鄰槽段，致使后施工的槽段鋼筋籠不對稱，吊放時因偏心作用產(chǎn)生偏斜；若接縫處未清刷干凈，留有前期槽段留下的混凝土塊，仍強行吊放鋼筋籠，從而產(chǎn)生偏斜。

2 修復(fù)工藝

2.1 修復(fù)方案

板樁碼頭地連墻接縫缺陷難以避免，一旦出現(xiàn)，可行、快捷且滿足要求的修復(fù)就十分必要。顯然，板樁碼頭地連墻接縫有其特殊性，通常其缺陷只有在前墻疏浚挖泥結(jié)束經(jīng)水下探摸檢測后才能被發(fā)現(xiàn)。此時，地連墻海側(cè)為海水，陸側(cè)砂、石料已經(jīng)基本回填完畢，導(dǎo)致目前普遍采用的外墻側(cè)施工止水帷幕、墻內(nèi)側(cè)分水引流、化學(xué)注漿的綜合處理辦法[5-7]顯然未必可行。最為關(guān)鍵的是，這種特殊性，決定了其修復(fù)必然是要在水下進(jìn)行的。

考慮需修復(fù)的缺陷較大，現(xiàn)場條件復(fù)雜，且處于水下施工，施工難度較大，參考JTS 311—2011《港口水工建筑物修補加固技術(shù)規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定，提出采用水下支模灌漿方法對地連墻接縫缺陷進(jìn)行修復(fù)。

2.2 修復(fù)步驟

本方案修復(fù)工藝包括5個步驟：

1）清理

對接縫處凹槽進(jìn)行清理，水下鑿除缺陷部位海生物、表層松散混凝土和其他附著物，并將接縫兩側(cè)地連墻混凝土保護(hù)層鑿除至露出鋼筋，且兩側(cè)鑿除的混凝土保護(hù)層面積應(yīng)是接縫處凹槽面積的2倍以上。

2）鋼筋除銹及焊接

將兩側(cè)地連墻鑿出的鋼筋人工除銹至St2級，并在其上水下焊接井字形鋼筋網(wǎng)片，鋼筋牌號、直徑和鋼筋網(wǎng)片的水平及豎直間距同地連墻。

3）支設(shè)模板

①采用鋼模板，模板分層支設(shè)。

②在模板底面和2個側(cè)面采用密封材料將模板內(nèi)側(cè)墊高使其高出原地連墻側(cè)面50mm。

③模板固定。

4）澆筑水下灌漿料

①將水下灌漿料分層澆筑至模板內(nèi)。灌漿完畢，潛水員對模板上方澆筑面人工抹平。澆筑需一次連續(xù)澆筑完成，澆筑時間控制在30 min以內(nèi)。

②待本層澆筑灌漿料6 h后，可進(jìn)行上一層模板支設(shè)，12 h后可澆筑上一層灌漿料。

5）拆模

①澆筑灌漿料達(dá)3 d齡期后可拆除模板；

②對硬化的澆筑面進(jìn)行飾面處理，使?jié)仓嫫秸瑹o蜂窩、孔洞。

修復(fù)工藝如圖2。

圖2 修復(fù)工藝示意圖Fig.2 Sketch of renovation technology

2.3 水下灌漿料

參考JTS 311—2011《港口水工建筑物修補加固技術(shù)規(guī)范》中修補材料試驗方法要求，為保證新老混凝土界面有足夠的粘結(jié)強度和新混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的耐久性，修補用的水下灌漿料，其強度等級要求比原結(jié)構(gòu)構(gòu)件提高一級。經(jīng)優(yōu)選原材料及匹配試驗，采用的修復(fù)水下灌漿料由不分散絮凝劑、特種灌漿料、自來水按質(zhì)量1∶25∶2.5比例互摻攪拌而成。澆筑前，提前測試該水下灌漿料物理性能。經(jīng)多次現(xiàn)場試驗，當(dāng)測試結(jié)果滿足表1時，澆筑效果為佳。

表1 水下灌漿料主要技術(shù)指標(biāo)Table 1 Main technical parameters of underwater grouting material

3 修復(fù)結(jié)果

經(jīng)查驗，修復(fù)用鋼筋、模板、不分散絮凝劑和特種灌漿料質(zhì)量合格。澆筑用水下灌漿料經(jīng)測定：提筒30 s時坍落擴(kuò)展度達(dá)276mm；30min坍落擴(kuò)展度損失35mm；經(jīng)實體檢測，修復(fù)碼頭地連墻混凝土強度等級C30。水下預(yù)留同條件水下灌漿料試塊2組，待達(dá)到3 d、28 d齡期時，分別對成型試塊進(jìn)行抗壓強度試驗，其中3 d齡期達(dá)30.3MPa，28 d齡期達(dá)42.1MPa，滿足表1所列各項技術(shù)指標(biāo)，可用于修復(fù)。

碼頭最終修復(fù)結(jié)果如圖3。

圖3 修復(fù)結(jié)果Fig.3 Renovation results

4 結(jié)語

由于地下連續(xù)墻的工序較多且具有隱蔽性，比較容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。對該碼頭的修復(fù)實踐表明，考慮板樁碼頭地連墻特殊修復(fù)條件，提出的水下支模灌漿修復(fù)方法，施工可行、修復(fù)快捷、對碼頭生產(chǎn)作業(yè)影響較小，具有較廣闊的市場應(yīng)用前景。

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