板桩码头地连墙接缝缺陷修复

李沛，米胜东，张鹏，李晓明

（1.中交天津港湾工程研究院有限公司，天津 300222；2.河北工业大学，天津 300401）

0 引言

自20世纪60年代地下连续墙施工技术被引入中国以来[1]，地下连续墙已经广泛运用于水运工程、铁路工程、房建工程。地下连续墙是集止水挡土、支护和结构承重于一体的混凝土结构物，即常言的“三合一墙”[2]，其作为码头地下主体结构的组成部分，必须耐用、完整、无渗、无漏且受力均衡[3]，当各单元墙体均满足设计要求时，连接各单元墙体的接缝因其必须同时具备止水、挡土、传递应力及抗剪切等功能[4]。而成为地下连续墙体系的关键环节，也是地连墙体相对比较薄弱的部位。由于地下连续墙具有隐蔽性，较容易形成质量缺陷，给工程安全带来较大隐患。

京唐港区普遍采用板桩码头结构型式。经对某泊位码头进行水下探摸检测时发现多处地连墙存在接缝缺陷。本文中，针对地连墙接缝缺陷检测结果，分析其缺陷原因，制定有效可行的修复方案。

1 地连墙接缝缺陷及原因

1.1 接缝缺陷检测

经水下探摸检测，某泊位码头地连墙接缝缺陷呈矩形凹槽状（图1），缺陷区域内钢筋锈蚀严重并附着大量海生物，有的缺陷处泥面上发现回填砂及石子，推测为码头后方回填料漏出。

图1 地连墙接缝缺陷状况Fig.1 Defect condition of diaphragm retaining wall joint

1.2 接缝缺陷原因

综合检测结果及施工过程分析，板桩码头地连墙接缝缺陷主要存在3方面的原因：

1）接缝刷壁不佳。只要施工中对槽段接触面的清刷工作稍有松懈，或因为泥浆护壁效果不佳，清刷和下笼过程中不小心碰塌了侧壁的土体，都会使槽段接缝处残留沉渣或局部夹泥，从而导致渗漏水。

2）相邻槽段错位。开挖过程中，槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度不符合设计要求，导致相邻槽段错位，造成接缝缺陷。

3）钢筋笼偏斜。某些槽段由于条件限制，不能采用跳跃式施工，只能顺序施工相邻槽段，致使后施工的槽段钢筋笼不对称，吊放时因偏心作用产生偏斜；若接缝处未清刷干净，留有前期槽段留下的混凝土块，仍强行吊放钢筋笼，从而产生偏斜。

2 修复工艺

2.1 修复方案

板桩码头地连墙接缝缺陷难以避免，一旦出现，可行、快捷且满足要求的修复就十分必要。显然，板桩码头地连墙接缝有其特殊性，通常其缺陷只有在前墙疏浚挖泥结束经水下探摸检测后才能被发现。此时，地连墙海侧为海水，陆侧砂、石料已经基本回填完毕，导致目前普遍采用的外墙侧施工止水帷幕、墙内侧分水引流、化学注浆的综合处理办法[5-7]显然未必可行。最为关键的是，这种特殊性，决定了其修复必然是要在水下进行的。

考虑需修复的缺陷较大，现场条件复杂，且处于水下施工，施工难度较大，参考JTS 311—2011《港口水工建筑物修补加固技术规范》中相关规定，提出采用水下支模灌浆方法对地连墙接缝缺陷进行修复。

2.2 修复步骤

本方案修复工艺包括5个步骤：

1）清理

对接缝处凹槽进行清理，水下凿除缺陷部位海生物、表层松散混凝土和其他附着物，并将接缝两侧地连墙混凝土保护层凿除至露出钢筋，且两侧凿除的混凝土保护层面积应是接缝处凹槽面积的2倍以上。

2）钢筋除锈及焊接

将两侧地连墙凿出的钢筋人工除锈至St2级，并在其上水下焊接井字形钢筋网片，钢筋牌号、直径和钢筋网片的水平及竖直间距同地连墙。

3）支设模板

①采用钢模板，模板分层支设。

②在模板底面和2个侧面采用密封材料将模板内侧垫高使其高出原地连墙侧面50mm。

③模板固定。

4）浇筑水下灌浆料

①将水下灌浆料分层浇筑至模板内。灌浆完毕，潜水员对模板上方浇筑面人工抹平。浇筑需一次连续浇筑完成，浇筑时间控制在30 min以内。

②待本层浇筑灌浆料6 h后，可进行上一层模板支设，12 h后可浇筑上一层灌浆料。

5）拆模

①浇筑灌浆料达3 d龄期后可拆除模板；

②对硬化的浇筑面进行饰面处理，使浇筑面平整，无蜂窝、孔洞。

修复工艺如图2。

图2 修复工艺示意图Fig.2 Sketch of renovation technology

2.3 水下灌浆料

参考JTS 311—2011《港口水工建筑物修补加固技术规范》中修补材料试验方法要求，为保证新老混凝土界面有足够的粘结强度和新混凝土结构具有较好的耐久性，修补用的水下灌浆料，其强度等级要求比原结构构件提高一级。经优选原材料及匹配试验，采用的修复水下灌浆料由不分散絮凝剂、特种灌浆料、自来水按质量1∶25∶2.5比例互掺搅拌而成。浇筑前，提前测试该水下灌浆料物理性能。经多次现场试验，当测试结果满足表1时，浇筑效果为佳。

表1 水下灌浆料主要技术指标Table 1 Main technical parameters of underwater grouting material

3 修复结果

经查验，修复用钢筋、模板、不分散絮凝剂和特种灌浆料质量合格。浇筑用水下灌浆料经测定：提筒30 s时坍落扩展度达276mm；30min坍落扩展度损失35mm；经实体检测，修复码头地连墙混凝土强度等级C30。水下预留同条件水下灌浆料试块2组，待达到3 d、28 d龄期时，分别对成型试块进行抗压强度试验，其中3 d龄期达30.3MPa，28 d龄期达42.1MPa，满足表1所列各项技术指标，可用于修复。

码头最终修复结果如图3。

图3 修复结果Fig.3 Renovation results

4 结语

由于地下连续墙的工序较多且具有隐蔽性，比较容易出现质量缺陷。对该码头的修复实践表明，考虑板桩码头地连墙特殊修复条件，提出的水下支模灌浆修复方法，施工可行、修复快捷、对码头生产作业影响较小，具有较广阔的市场应用前景。

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