樁基修復的方法與流程

2023-10-11 16:41:59

本發明涉及碼頭工程的技術領域，尤其是指一種樁基修復的方法。

背景技術：

碼頭工程由於處於海洋高腐蝕性環境，在高樁碼頭以及跨海大橋結構中，樁基礎由於受到長期氯離子侵蝕，普遍存在較為嚴重的耐久性問題，而樁體的可靠性直接關係到整個碼頭的安全及可靠，因此需要對出現裂縫的基樁進行修復。

目前基樁的修複方法主要有粘貼鋼板、粘貼纖維複合材料、增大截面積、改變結構體系等方法。但是上述涉及的技術在水下施工時，存在需要圍堰及排水作業，施工工藝複雜，且施工周期長，導致施工成本高以及維護時間短等缺陷。

今年來，國內出現了利用玻纖套筒加固水下墩柱的裝置，較傳統的修復加固技術方法有所改進，但是仍舊存在以下缺陷：需要安裝複雜的支架體系，玻璃纖維套筒佔用的體積較大導致安裝和運輸不方便，反覆開模難以實現標準化生產與供給，頂部的壓縮密封件的密封性和耐久性能差，尤其是對基樁大、破損嚴重、且承載強度高的基樁加固領域，難以達到施工要求。

技術實現要素：

為此，本發明所要解決的技術問題在於克服現有技術中樁基修復的方法複雜，且周期長，導致施工成本高的問題從而提供一種施工較簡單、周期短，而且可以保證施工經濟性的樁基修複方法。

為解決上述技術問題，本發明的所述樁基修復的方法，包括如下步驟：步驟S1：剝除待修復樁基上的原材料包覆層；步驟S2：製造鋼套筒後，將所述鋼套筒安裝至所述待修復的樁基處；步驟S3：從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料，直至灌漿材料從所述環形空間的頂部溢出。

在本發明的一個實施例中，製造鋼套筒時，在所述鋼套筒的底部和頂部均設置橡膠止漿條。

在本發明的一個實施例中，將所述鋼套筒安裝至所述待修復的樁基處的方法如下：所述鋼套筒包括上部鋼抱箍、套筒以及位於所述上部鋼抱箍下方的下部鋼抱箍，且所述下部鋼抱箍與所述套筒連接，首先，將所述上部鋼抱箍運送至第一施工平臺上，由所述第一施工平臺將其運送至待修復的樁基處，所述上部鋼抱箍吊裝至指定標高后，將所述上部鋼抱箍安裝至所述待修復的樁基處；然後，將所述套筒由所述第二施工平臺運送至已安裝完上部鋼抱箍的樁基處，所述套筒吊裝至指定標高后，再將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍上。

在本發明的一個實施例中，所述套筒包括第一半片套筒和第二半片套筒，先完成第一個半片套筒與所述上部鋼抱箍的連接，然後再完成第二個半片套筒與所述上部鋼抱箍的連接。

在本發明的一個實施例中，從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料的方法如下：首先布設灌漿管線，根據設計要求連接灌漿管線；其次對灌漿的軟管進行潤管作業；然後對灌漿材料進行攪拌；最後利用泵送設備從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料。

在本發明的一個實施例中，所述布設灌漿管線包括將管線從泵送設備上引至所述鋼套筒的預製管線上。

在本發明的一個實施例中，所述對灌漿的軟管進行潤管作業的方法包括：首先攪拌潤管材料，根據材料要求加入適量的淡水並進行攪拌；然後對灌漿軟管進行潤管作業，在攪拌潤管材料過程進行到一半時，開始攪拌灌漿材料。

在本發明的一個實施例中，灌漿材料從所述環形空間的頂部溢出發生時，靜置並使漿料中的氣泡充分溢出，隨後繼續進行灌漿，結束灌漿施工作業。

在本發明的一個實施例中，結束灌漿施工作業後，對位於所述鋼套筒上方的溢漿口作臨時性封堵處理。

在本發明的一個實施例中，從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料時，當灌漿材料到達所述環形空間的端部時，再從所述鋼套筒的頂部繼續向所述環形空間內注入灌漿材料，直至灌漿材料從所述環形空間的頂部溢出。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

本發明所述的樁基修復的方法，在待修復的樁基外部包覆鋼套筒，並在由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內壓力灌注高性能的灌漿材料，有效延長了灌漿材料的固結時間，使所述灌漿材料充滿整個環形空間，達到修補所述樁基上裂縫的目的。採用本發明所述樁基修復的方法，不但簡單，而且施工周期短，從而有效節約了施工成本。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1是本發明所述樁基修復的方法流程圖；

圖2是本發明所述第二施工平臺的示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例提供一種樁基修復的方法，包括如下步驟：步驟S1：剝除待修復樁基上的原材料包覆層；步驟S2：製造鋼套筒後，將所述鋼套筒安裝至所述待修復的樁基處；步驟S3：從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料，直至灌漿材料從所述環形空間的頂部溢出。

上述是本發明的核心技術方案，本發明所述樁基修復的方法，所述步驟S1中，剝除待修復樁基上的原材料包覆層，以避免影響後續的施工；所述步驟S2中，製造鋼套筒後，將所述鋼套筒安裝至所述待修復的樁基處，有利於進行灌漿作業；所述步驟S3中，從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料，直至灌漿材料從所述環形空間的頂部溢出，由於灌漿材料從所述鋼套筒的底部向所述環形空間內由下而上灌注，使灌漿材料在所述環形空間的底部先形成固結體，然後逐漸充滿整個環形空間，有效延長了灌漿材料的固結時間，從而確保內部固結體質量，有利於在所述環形空間內填滿灌漿材料，達到修補所述樁基上裂縫的目的。採用本發明所述樁基修復的方法，不但方法簡單，而且施工周期短，從而有效節約了施工成本。

所述步驟S1中，剝除待修復樁基上的原材料包覆層的方法為：採用電動砂輪機對需要剝除部分進行切縫處理，將待剝除區域分割為多個小區域，然後人工對小區域進行剝除處理。具體地，受潮位及水位影響，所述鋼套筒施工範圍玻璃鋼剝除作業全程採用潛水員配合作業。對混凝土表面原有的玻璃鋼包覆層進行剝除施工時，採用陸上切割機和水下液壓動力設備（包括液壓動力站以及液壓切割機）對需要剝除部分進行切縫處理，將待剝除區域分割為多個小的區域，隨後人工對各個小區域進行剝除處理。對局部特別難以剝除的，人工配合角磨機進行剝除處理，完成一根管樁的海生物清洗和玻璃鋼包覆剝除後，採用陸上DV設備和水下錄像設備，分別進行自檢和人工測量，並做好作業記錄。

所述步驟S2中，製造鋼套筒時，在所述鋼套筒的底部和頂部均設置橡膠止漿條。具體地，所述鋼套筒製作時根據現場設計確定的長度以及規格，在所述鋼套筒的底部和頂部均設置橡膠止漿條，起到密封作用，以防止灌漿材料的洩露。由於所述樁基為斜樁，鋼套筒 U 型管節統一在鋼構廠加工製作，現場拼裝成型。為了方便拼裝施工，所述鋼套筒U型管節對稱設置兩個或四個吊耳。為保證所述鋼套筒的橢圓度，根據具體情況在U型管節外設置限位法蘭，並在出廠前進行質量驗收和試拼裝。所述鋼套筒的防腐措施為預留腐蝕裕量加防腐塗層，且所述防腐塗層採用環氧富鋅底漆、環氧類面漆塗層配套。另外，所述鋼套筒的內壁設置有剪力鍵，從而有效增加所述鋼套筒的抗剪性能。

下面再詳細論述將所述鋼套筒安裝至所述待修復的樁基處的方法：

如圖2所示，所述鋼套筒包括上部鋼抱箍、套筒以及位於所述上部鋼抱箍下方的下部鋼抱箍，且所述下部鋼抱箍與所述套筒連接，第一步，將上部鋼抱箍運送至第一施工平臺上，由所述第一施工平臺將其運送至待修復的樁基處，將所述上部鋼抱箍吊裝至指定標高后，由所述第一施工平臺上的施工人員將其拼接安裝，將所述上部鋼抱箍安裝至所述待修復的樁基處；第二步，先將所述套筒由所述第二施工平臺20運送至已安裝完上部鋼抱箍的樁基處，所述套筒吊裝至指定標高后，再由第二施工平臺20上的施工人員拼接安裝，將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍上，完成所述套筒與所述上部鋼抱箍的連接。本發明所述鋼套筒的安裝方法，由於先將所述上部鋼抱箍安裝至所述待修復的樁基處，再將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍，而所述下部鋼抱箍與所述套筒可以在施工前提前連接，因此將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍後就完成了整個鋼套筒的安裝，不但施工方法簡單，而且可以有效降低施工的難度，最大程度上保證了施工的安全性以及經濟性。

所述第一步中，將上部鋼抱箍運送至第一施工平臺上，由於所述上部鋼抱箍由於重量較輕，因此所述第一施工平臺可以是施工輔助平臺，如選用施工筏子，然後利用吊機將上部鋼抱箍運送至第一施工平臺上，再由所述第一施工平臺將其運送至待修復的樁基處，所述上鋼抱箍吊裝至指定標高后，再由所述第一施工平臺上的施工人員將其拼接安裝，將所述上部鋼抱箍安裝至待修復的樁基處，完成所述上部鋼抱箍的安裝。

所述第二步中，將所述套筒由所述第二施工平臺20運送至已安裝完上部鋼抱箍的樁基處，由於所述套筒的重量大，為了方便運輸以及安置所述鋼套筒，所述第二施工平臺20的前端開有半圓形凹口21；且在所述第二施工平臺20的兩端均安裝有平衡裝置22，通過所述平衡裝置22可以調整所述鋼套筒方向及高度；另外，所述第二施工平臺20上還設有動力裝置23，通過所述動力裝置23可確保充分靠近破損樁位，方便所述鋼套筒的安裝作業，具體地，所述動力裝置可以是柴油機，且所述動力裝置與全迴轉掛機相連。

本實施例中，將所述套筒由所述第二施工平臺20運送至已安裝完上部鋼抱箍的樁基處，具體地，可以由所述第二施工平臺20將所述套筒運送至已安裝完上部鋼抱箍的樁基處，將所述套筒吊裝至指定標高后，再由第二施工平臺20上的施工人員拼接安裝，將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍上，完成所述套筒與所述上部鋼抱箍的連接。

由於所述套筒由兩片套筒組成，因此將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍時，在具體施工時需要分別安裝兩片套筒。具體地，所述套筒包括第一半片套筒和第二半片套筒，先完成第一個半片套筒與所述上部鋼抱箍的連接，然後再完成第二個半片套筒與所述上部鋼抱箍的連接。而完成第一個半片套筒與所述上部鋼抱箍的連接步驟如下：先將第一個半片套筒運送至已安裝完上部鋼抱箍的樁基處，再將所述第一個半片套筒吊裝至指定標高，將所述第一個半片套筒固定在所述上部鋼抱箍上，穩固所述第一個半片套筒，直至所述第一個半片套筒與所述上部鋼抱箍固定完成。而完成第二個半片套筒與所述上部鋼抱箍的固定步驟與完成第一個半片套筒與所述上部鋼抱箍的固定步驟類似，具體地：先將第二個半片套筒運送至已安裝完上部鋼抱箍的樁基處，再將所述第二個半片套筒吊裝至指定標高，將所述第二個半片套筒固定在所述上部鋼抱箍上，穩固所述第二個半片套筒，直至所述第二個半片套筒與所述上部鋼抱箍固定完成。所述第一個半片套筒與所述第二個半片套筒均與所述上部鋼抱箍固定後，由所述第二施工平臺20上的施工人員將第一個半片套筒和第二個半片套筒的拼接螺母自上而下進行安裝緊固處理；最後由所述第二施工平臺20上的施工人員及潛水員共同完成所述鋼套筒的水上部分、水下部分拼接的安裝工作。

本實施例中，所述下部鋼抱箍與所述套筒在施工前提前連接，具體地，所述下部鋼抱箍包括第一鋼抱箍和第二鋼抱箍，將所述第一鋼抱箍與所述第一半片套筒連接，將所述第二鋼抱箍與所述第二半片套筒連接。因此完成第一個半片套筒與所述上部鋼抱箍的連接時，實際上是將第一鋼抱箍和第一個半片套筒一併安裝在所述上部鋼抱箍；同理，將第二鋼抱箍和第二個半片套筒一併安裝在所述上部鋼抱箍，因此在有效降低施工難度的同時，保證了施工的安全性以及經濟性。

所述第二步完成後，檢查所述鋼套筒的安裝情況。具體地，安裝完成後，儘量利用低潮位，檢查整個鋼套筒的安裝情況，以確保後續灌漿施工作業順利進行。另外，水下區域應由潛水員完成該部分檢查作業。檢查內容包括：安裝方向是否按照設計要求的方向進行；安裝後的鋼套筒是否平整順滑，有無上下錯位等情況；以及螺栓的緊固，與上部鋼抱箍和下部鋼抱箍等連接固定情況。

所述步驟S3中，從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料的方法如下：首先布設灌漿管線，根據設計要求連接灌漿管線；其次對灌漿的軟管進行潤管作業；然後對灌漿材料進行攪拌；最後利用泵送設備從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料。

所述布設灌漿管線時，根據設計要求連接灌漿管線，使管線布置清晰可見，不要被其他遮蓋物覆蓋；所述布設灌漿管線包括將管線從泵送設備上引至所述鋼套筒的預製管線上，具體地，管線應順滑從碼頭面層的泵送設備上引至碼頭下部鋼套筒的預製管線上，從而實現利用所述泵送設備將灌漿材料注入所述環形空間內。另外，灌漿前同時布置兩套灌漿管線，一套直接連至鋼套筒上的預製灌漿管線，另一套連接備用泵，用於應急處理；若無應急情況，則該備用管線用於下一次潤管作業。確認所有的灌漿軟管連接（軟管之間、軟管與泵之間、軟管與預製灌漿管之間）都正常後，對軟管進行固定。

所述對灌漿的軟管進行潤管作業的方法包括：首先攪拌潤管材料，根據材料要求加入適量的淡水並進行攪拌；然後對灌漿軟管進行潤管作業，在攪拌潤管材料過程進行到一半時，開始攪拌灌漿材料。具體地，為防止在泵送灌漿料時產生堵塞情況，在正式泵送灌漿料前，首先在一臺攪拌機內攪拌潤管材料，根據材料要求加入適當的淡水並進行攪拌；對灌漿軟管進行潤管作業，在攪拌潤管材料過程進行到一半時，開始攪拌灌漿材料。

對灌漿材料進行攪拌時，灌漿設備的兩個攪拌機同時進行工作，一臺攪拌時另一臺向泵輸出攪拌好的噸包料；攪拌好後向泵輸出時，另一臺攪拌新一批噸包料；依次進行循環作業；按照負責攪拌人員的指示，將一包灌漿料全部倒入攪拌機，並根據材料使用說明確定用水量和攪拌時間加水攪拌製作灌漿料漿體；在灌漿平臺攪拌機取樣測試材料性能，經確認指標滿足要求後方可將攪拌好的灌漿料放入泵中。

利用泵送設備從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基的環形空間內注入灌漿材料，具體地，通過位於所述鋼套筒底部的主灌漿口持續泵送直到灌漿材料開始從所述環形空間的頂部溢出。灌漿材料從所述鋼套筒的頂部溢出發生時，靜置並使漿料中的氣泡充分溢出，隨後繼續進行灌漿，結束灌漿施工作業。具體地，灌漿材料從所述鋼套筒的頂部溢出發生時，中止灌漿靜置，使得漿中氣泡能充分溢出，排除氣泡後觀察環形空間，若出漿均勻且出漿密度在正常範圍，則視為灌漿作業順利完成。停止泵送，拆除管線並將其移到下一個環形空間灌漿口，進行下一次灌漿作業。

結束灌漿施工作業後，對位於所述鋼套筒上方的溢漿口作臨時性封堵處理。具體地，當灌漿結束後，灌漿口閥門關閉，拆除灌漿軟管；溢漿口做臨時性封堵處理，以便儘量延長材料的固結時間，確保內部固結體質量。

為了保證灌漿材料可以充滿由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間，可以採用先從所述鋼套筒的底部向所述環形空間內注入灌漿材料，當灌漿材料到達所述環形空間的端部時，再從所述鋼套筒的頂部繼續向所述環形空間內注入灌漿材料，直至灌漿材料從所述環形空間的頂部溢出。其中，所述鋼套筒的頂部設有備用灌漿口，通過所述備用灌漿口可以從所述鋼套筒的頂部繼續向所述環形空間內注入灌漿材料，避免來自所述主灌漿口的壓力不足，導致灌漿材料不能充滿整個環形空間的問題，有效保證了使灌漿材料充滿整個環形空間。

本實施例中，所述的灌漿材料選用高性能灌漿材料，灌漿設備採用專用水下灌漿設備。另外，所述鋼套筒的內壁設置有剪力鍵，可以增加所述鋼套筒的抗剪性能。

綜上，本發明所述技術方案具有以下優點：

1.本發明所述樁基修復的方法，所述步驟S1中，剝除待修復樁基上的原材料包覆層，以避免影響後續的施工；所述步驟S2中，製造鋼套筒後，將所述鋼套筒安裝至所述待修復的樁基處，有利於進行灌漿作業；所述步驟S3中，從所述鋼套筒的底部向由所述鋼套筒與所述樁基形成的環形空間內注入灌漿材料，直至灌漿材料從所述環形空間的頂部溢出，由於灌漿材料從所述鋼套筒的底部向所述環形空間內由下而上灌注，使灌漿材料在所述環形空間的底部先形成固結體，然後逐漸充滿整個環形空間，有效延長了灌漿材料的固結時間，從而確保內部固結體質量，有利於在所述環形空間內填滿灌漿材料，達到修補所述樁基上裂縫的目的。採用本發明所述樁基修復的方法，不但方法簡單，而且施工周期短，從而有效節約了施工成本。

2.本發明所述樁基修復的方法，所述鋼套筒包括上部鋼抱箍、套筒以及位於所述上部鋼抱箍下方的下部鋼抱箍，且所述下部鋼抱箍與所述套筒連接，第一步，將上部鋼抱箍運送至第一施工平臺上，由所述第一施工平臺將其運送至待修復的樁基處，將所述上部鋼抱箍吊裝至指定標高后，由所述第一施工平臺上的施工人員將其拼接安裝，將所述上部鋼抱箍安裝至所述待修復的樁基處；第二步，先將所述套筒由所述第二施工平臺運送至已安裝完上部鋼抱箍的樁基處，所述套筒吊裝至指定標高后，再由第二施工平臺上的施工人員拼接安裝，將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍上，完成所述套筒與所述上部鋼抱箍的連接。由於先將所述上部鋼抱箍安裝至所述待修復的樁基處，再將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍，而所述下部鋼抱箍與所述套筒可以在施工前提前連接，因此將所述套筒安裝在所述上部鋼抱箍後就完成了整個鋼套筒的安裝，不但施工方法簡單，而且可以有效降低施工的難度，最大程度上保證了施工的安全性以及經濟性。