南昌某集装箱码头灌注桩修复技术方案研究及应用

钱伟，曹宏生

（1.南京瑞迪建设科技有限公司，江苏 南京 210029；2.南京水利科学研究院，江苏 南京 210024）

灌注桩具有承载力大、施工方便、对四周其他建筑物影响较小等特点[1]，被广泛应用于港口码头结构中。但其对施工质量控制要求较高，施工过程控制不当，容易造成塌孔、缩孔、钢筋笼偏位等缺陷，缺陷大部分存在于泥面以下，不易被发现，给码头结构留下安全隐患。当由于某些原因，造成原泥面以下灌注桩被部分暴露出来后，因使用条件的变化桩身缺陷裸露若不及时处理将会影响码头结构安全。因此，对缺陷灌注桩进行修复研究是必要的。

本文对目前码头工程中常用的桩基修复方法进行总结，并以南昌某集装箱码头灌注桩修复为例，针对不同区域破损灌注桩，提出相应的修复措施，且已成功应用实施，修复效果较好，为今后类似灌注桩修复提供参考。

1 常用桩基修复方法

1.1 扩大截面法

扩大截面法通过在桩基破损位置搭建固定模板再浇筑高于原混凝土强度等级的混凝土，恢复桩基原有尺寸或扩大截面尺寸，达到桩基修复的目的。该方法常用于桩顶连接处，具有加固效果好，施工工作面小等优点，但该方法受水位影响较大，大多应用于桩基水上部分的修复。

1.2 复合纤维材料包裹法

复合纤维材料包裹法通过在桩基破损位置包裹复合纤维材料的方法进行桩基修复。该方法常用于受损程度较轻的混凝土桩，比如存在轻微裂缝的混凝土桩等，具有耐腐蚀，不增加桩身自重和截面尺寸，对施工设备要求低，施工速度快等优点[2-4]，但由于复合纤维粘贴胶水下不易固化，一般应用于水上桩基修复。

1.3 玻纤套筒加固法

码头混凝土桩基出现混凝土脱落、钢筋裸露等缺陷时，可采用玻纤套筒加固法进行修复。该方法主要由高强环氧灌浆料或水下水泥基灌浆料和玻纤套筒组成，玻纤套筒作为模板，在模板和原桩基间填充高强环氧灌浆料或水下水泥基灌浆料，共同形成桩基修复系统。该方法具有耐腐蚀，自重小，施工便利等优点，且对水不敏感，可用于水下桩基的修复[4]。

1.4 钢套筒压力灌浆加固法

钢套筒压力灌浆加固法采用外套钢套筒作为模板，并压力灌入高强水泥基灌浆料，形成钢管混凝土桩与原有桩基共同受力体系。该方法既充分利用了钢套筒的模板功能，又利用了钢套筒的承载力，通过空腔内高强灌浆料可使钢套筒和原有桩基有效连接为整体，加固效果显著。缺点是钢套筒自重较大，施工相对不便，且钢套筒需额外防腐，耐久性差[5-6]。

2 工程实例

2.1 工程概况

南昌某集装箱码头位于赣江左岸，为1000 吨级货船码头，泊位长度为200m，总宽度为48.8m，分为前平台和后平台，其中前平台宽39.15m，后平台宽9.65m。码头结构型式为高桩框架结构，共34 榀排架，前平台每榀排架下设6 根Φ1200mm 灌注桩；后平台每榀排架下设2 根Φ1200mm 灌注桩。

根据检测结果，码头前沿三排灌注桩桩身部分裸露，裸露部位出现混凝土保护层破损、钢筋锈蚀等现象。典型桩基受损情况见图1。

图1 桩基破损情况

2.2 桩基缺陷原因分析

码头前沿河床连年下切导致水位大幅下降，为满足船舶停靠需要，港池需根据水深要求进行浚深处理，港池浚深后，码头下方岸坡塌陷形成了高边坡，导致现有码头前沿三排桩基自由长度增加较多，桩基原泥面以下部分出现了不同程度的裸露，原先因塌孔、缩孔、钢筋笼偏位等因素造成的桩身缺陷已影响到码头结构的安全性和耐久性。

2.3 修复方案

码头前沿第一排灌注桩裸露桩身缺陷部位大部分常年位于水位以下，第二排、第三排灌注桩裸露桩身缺陷部位枯水季节位于水面以上，具备干地施工条件，但码头下方施工空间有限，大型船机设备无法进场。因此，桩基修复方案需要综合考虑施工便利性和工程经济性。

为有效修复灌注桩裸露桩身缺陷，满足桩基使用要求，修复范围应延伸至现状泥面以下500mm 左右。据此，根据现有修复加固技术和新材料，经综合比选，结合灌注桩所处位置，采用两种不同的修复方法：第一排灌注桩裸露桩身缺陷修复方法采用钢套筒+玻纤套筒+高强水下水泥基灌浆料法，施工水位以下部分采用钢套筒作为模板，施工水位以上部分采用玻纤套筒作为模板，通过灌注水下水泥基灌浆料，可实现水下施工，无需打设钢板桩围堰，节省造价。第二排和第三排灌注桩裸露桩身缺陷修复枯水期具备干地施工条件，采用玻纤套筒+普通水泥基灌浆料方法，玻纤套筒作为模板，为节省造价，此处将水下水泥基灌浆料更换为普通水泥基灌浆料，同样能够达到灌注桩耐久性修复的目的。

2.3.1 钢套筒+玻纤套筒+水下水泥基灌浆料联合法

该方法应根据当地多年水文资料，确定合适施工水位，确保枯水季节完成施工。该方法主要修复步骤如下，修复示意图见图2。

图2 钢套筒+玻纤套筒+水下灌浆料法示意图

（1）裸露桩身表面采用高压水枪冲洗表面松散混凝土；

（2）弹线定位，进行植筋钻孔，植筋位置若遇冲突可适当调整；

（3）植筋钻孔完成后，进行洗孔注胶，植入钢筋，并进行现场锚固承载力检验；

（4）绑扎焊接箍筋；

（5）桩周采用船机或高压水枪配合水下开挖基槽；

（6）桩周基槽开挖完成后回填中粗砂至设计泥面高程；

（7）船机配合葫芦现场拼接钢套筒，为方便安装，钢套筒可分为1.5m 一段，拼接完成后，钢套筒沉入中粗砂约300mm；

（8）钢套筒安装完成后，安装玻纤套筒，顶部灌注水下水泥基灌浆料；

（9）灌浆完成后，按要求进行养护，顶部采用聚合物水泥砂浆封堵、抹平。

2.3.2 玻纤套筒+普通灌浆料联合法

该方法主要修复步骤如下，修复示意图见图3。

图3 玻纤套筒+普通灌浆料法示意图

（1）裸露桩身表面采用高压水枪冲洗表面松散混凝土；

（2）桩周采用人工开挖基槽，开挖完成后采用50mm 厚水泥砂浆打底；

（3）安装固定玻纤套筒，顶部灌注普通水泥基灌浆料，按要求养护后，顶部采用聚合物水泥砂浆封堵、抹平。

2.4 修复效果

桩基修复工程需结合赣江枯水期施工，工程河段水情复杂，桩基修复工程量大，码头下方施工空间有限，大型船机设备无法进场，施工条件不佳。修复方案充分考虑了施工的可行性和便捷性，如为便于钢套筒吊装，钢套筒采用现场分段拼装的方式，又如为便于钢套筒沉放至设计标高且不能漏浆，采用先开挖基槽后回填中粗砂的方式等，最终确保了桩基修复按期保质保量顺利完工。图4 为施工完成后效果照片，可见灌注桩裸露桩身缺陷问题已全部解决，观感较好，达到了桩基耐久性修复目的。根据桩基修复施工期码头沉降位移监测结果，码头未出现异常情况，结构安全，处于稳定状态。

图4 桩基修复效果图

3 结语

目前水运工程混凝土桩基修复方法主要有扩大截面法、复合纤维材料包裹法、玻纤套筒加固法、钢套筒压力灌浆法等，每种方法都各有优势和劣势，需根据工程特点灵活选用，扬长避短，选择最合理最经济的修复方案。本文以南昌某集装箱码头灌注桩修复为例，针对灌注桩所处不同区域，环境条件的不同，分别提出了钢套筒+玻纤套筒+高强水下水泥基灌浆料联合法和玻纤套筒+普通水泥基灌浆料联合法，并成功应用实施，取得了良好工程效果，可为今后类似桩基修复设计提供参考。