1、码头混凝土桩基加固维修技术刘 胜 汤小霞(中交武汉港湾工程设计研究院有限公司)摘要：随着海上物流业的快速发展，船舶大型化趋势日益凸显，中、小型码头目前多停靠超过码头设计要求的船舶，船只撞击码头，导致码头基桩损坏的事件屡见不鲜。桩基加固维修与码头重新建设相比，无论从施工成本上还是占用码头作业的时间上面，都有相当大的优势。我院分别在 2008 年和 2010 年对中石化海南分公司马村油库码头系缆墩被撞后进行了加固设计，本文小结了此工程的加固方案，并对高桩码头基桩的加固维修技术进行了探讨。关键词：桩基；加固维修近年来，物流事业的快速发展，码头停泊船只日趋大型化、停泊作业日趋频繁，导致超载运营和船舶操
2、作失误使码头结构受损事件时有发生。码头受损后，应尽快对其进行修复处理，否则，码头的安全性及耐久性令人担忧。本文通过 2008 年与 2010 年“中石化海南分公司马村油库码头系缆墩”两次被撞后所做的加固设计，结合“深圳妈湾港 1#、2#、3#、4#泊位码头加固维修施工项目”和“深圳招商港务 6#泊位 45转角码头加固维修施工项目” ，并参考一些相关文献和施工现场的学习，针对码头桩基加固的维修技术进行了探讨。1 混凝土桩基常见病害第一种是在正常使用情况下出现的病害，主要出现在桩顶部位，容易出现混凝土胀裂、脱落、钢筋锈蚀等混凝土缺陷，从而影响结构的耐久性。第二种是码头被撞击造成的桩基损坏，此类病害
3、主要表现为桩基断裂，桩基顶部、水面以下甚至泥面以下的桩基部位都可能出现断裂，严重地影响了结构的安全性。2 桩基第一种常见病害的维修方法第一种常见病害，在高桩码头上比较常见，因缺陷基本上都出现在低水位以上，故而，维修比较容易。维修方法简单介绍如下 789：混凝土缺陷修补：首先凿除破损混凝土，然后对外露钢筋或锈蚀的钢筋进行除锈处理，锈蚀严重的需要补焊钢筋或植筋修复，为确保新旧混凝土结合牢固，在新旧混凝土界面部位需喷涂或涂刷 k-801 结构胶泥砂浆界面处理剂，待涂刷的界面剂达到一定强度时，在混凝土构件待修复处分层压抹掺聚丙烯纤维 JVS 聚合物水泥砂浆进行混凝土修复处理。裂缝封闭处理：对于宽度小于
4、 0.15mm 的裂缝，首先沿裂缝方向凿一条“V ”型槽，之后用配制好的 K-801 结构胶胶泥进行封闭处理。对于裂缝宽度大于 0.15mm 裂缝采用压力灌注 K-801 结构胶的方法进行加固。混凝土裂缝修补胶必须符合混凝土结构加固设计规范 （GB50367-2006）中表 4.6.1 的要求，且结构胶泥必须满足湿固化要求。3 桩基第二种病害的维修加固方法桩基的第二种病害，是受外力引起的，受损程度比较严重，对结构安全已经构成威胁，且水面以下、甚至泥面以下的桩基部位也会出现断裂，因而维修比较困难。常见的维修加固方法有以下几种：3.1 补桩对损坏严重的桩基(如 IV 类桩)常常采用补桩的方法进行加
5、固，一般采用缺一补二的原则，在受损桩周围对称布置两根桩，承担上部荷载。补桩施工往往要拆除部分上部结构，待补桩施工结束后恢复上部结构。补桩需要充分考虑补桩施工对原有码头结构的影响，和打桩挤土及振动对码头原有桩基的影响。在补桩设计中一般应优先考虑采用挤土效应小的开口钢管桩或非挤土水下混凝土灌注桩3。3.2 断桩原位补强补桩施工一般需要采用大型的水上施工设备，且对原有码头结构、原有桩基及周边环境影响较大，且补桩的成本也非常高。鉴于补桩施工的缺陷，近些年，出现了断桩原位加固补强的办法，主要介绍下面几种方法。(1)沉井修复断桩方法 沉井修复断桩的方法主要是制作钢板薄壁沉井，在高压射水和外加荷载下沿桩体下
6、沉至设计标高，然后排干井内积水，在井内进行断桩复位和钢筋混凝土浇筑补强。工程实践证明该法适用于桩基码头前沿直桩修复和中小型桥梁桩基的修复工程，尤其适用于断桩位置深埋于河床土中的桩基修复。具有设备简单、施工快捷、质量可靠、费用低廉的特点。它可以在不拆除或少拆除码头上部结构的前提下进行施工，从而避免了由于拔桩补桩带来的许多麻烦2。(2)外套钢板套筒加固外套钢板套筒，就是采用外套钢板套筒并浇筑混凝土,形成类似钢管混凝土桩结构。用钢板代替损失的钢筋，现浇混凝土代替原桩截面混凝土。具体方法为：根据等强度代换,制作截面尺寸比原桩略大的钢方桩，清除桩身附着的海生物并凿毛桩身混凝土，沿钢方桩沉人到桩身缺陷以下
7、一定深度，然后采用高压冲水排除钢套筒与桩身之间的淤泥，浇筑细石混凝土，使钢方桩和原桩连接为一整体，达到加固补强的效果56。对混凝土破损严重的桩，清除桩与钢方桩之间的淤泥后，还可配置钢筋笼，再浇筑混凝土3。钢板套筒截面形式主要有钢板方桩和钢管桩两种,如图 1、图 2 所示。钢板套筒可根据施工条件的需要进行分段制作，各段由法兰盘连接或焊接相连成一体，如图 1 所示。该方法适用于码头上方无起重设备或起重车辆无法到达的码头桩基维修56。图 1 外套钢方桩加固(法兰盘连接)示意图图 2 外套钢管桩加固( 螺栓或焊接闭合)示意图图 1、图 2 中钢桩内加劲钢板的作用是：使钢桩与原基桩布置均匀，在一个轴线上
8、；能够保证钢桩与混凝土紧密结合，避免钢桩与混凝土发生滑移，使钢桩充分发挥其抗弯作用。4 码头被撞后的桩基顶部的维修加固方法由中石化海南分公司马村油库码头系缆墩两次被撞的检测情况及设计总结，钢板套筒加固方式能够满足桩基加固要求，不足之处在于对桩顶加固设计考虑不够，致使 2010 年再次撞击后，桩顶混凝土破损严重，钢筋部分断裂。桩顶部是桩基受力最薄弱的位置，被撞受损的桩基顶部一般都会发生破损，不能满足刚性连接的需要，所以必须对桩头部位进行特殊处理。针对 2008 年设计中仅仅植入少量钢筋和粘贴钢板的方案进行了优化。方法一：是采用新增大桩帽的方式对其进行加固处理，该方法节省材料，但新老混凝土结合成刚
9、性连接的难度比较大，需要较高的施工技术6，本项目6及广东东莞市燃油公司码头维修加固工程中桩顶修复也采用的此方法。方法二：预制钢制喇叭口，在墩台底部进行固定，并在墩台底部植入一定数量的钢筋与钢板相焊接，浇筑加适量膨胀剂的 C40 自密实细石混凝土压浆至桩顶，最后灌注 k-801 结构粘钢胶粘帖钢板固定。该方法结构比较有效，能够达到预期效果，但预制钢制喇叭口的尺寸及施工受现场实际情况影响较大，且成本相对比较高。方法三：做一联系承台将各桩基重新固结成一整体，使其能够满足钢性连接的计算要求，其上部与墩台靠摩擦力进行结合（摩擦力须远大于水平荷载） ，该方法可以避免新老混凝土难以结合的缺陷，该方法适合系缆
10、墩台桩基顶部处理。图 3 桩顶维修方法三示意图5 结论本文根据工程实例探讨了桩基缺陷维修加固的一些方法，为今后类似的高桩码头桩基维修加固施工提供参考。参考文献：1 混凝土结构加固设计规范（GB50367-2006）.北京:人民交通出版社2 徐万群，龙建文.断桩修复简易方法.交通科技，2002 年第 3 期.3 林彬，梁昊文，蔡伟成，等某海港码头的撞损修复水运工程，2006 年第 2 期4 谢永健，周国然，翁友法，朱光裕高桩码头受撞检测及常见桩基损坏后典型加固技术。5 中石化海南石油分公司马村油库码头东主靠系缆墩维修工程施工图设计(2008 年).武汉:中交武汉港湾工程设计研究院有限公司.6 中石化海南石油分公司马村油库码头维修工程施工图设计(2010 年).武汉:中交武汉港湾工程设计研究院有限公司.7 深圳妈湾港 1#、2#、3#、4#泊位码头加固维修施工组织设计(2008 年).武汉:中交武汉港湾工程设计研究院有限公司.8 深圳招商港务 6#泊位 45转角码头加固维修施工组织设计(2008 年).武汉:中交武汉港湾工程设计研究院有限公司.9 香港坚尼地城码头加固维修施工组织设计(2008 年).武汉:中交武汉港湾工程设计研究院有限公司.
