海上橋梁基樁與墩柱鋼箱圍堰界面湧水治理

水壓平衡式樹脂灌漿止水加固

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1.工程背景

某跨海大橋部分橋墩採用墩柱鋼箱圍堰基礎設計，因為海上鋼管基樁先行施工，當進行鋼箱圍堰調裝工進時，基樁表面已附著大量甲殼類生物，導致鋼箱與基樁間擋水封板無法完全閉合。

由於鋼箱受潮汐影響可能造成上浮位移，為穩固鋼箱高程，必須盡快於鋼箱底部澆注1.5m厚封底混凝土，但因潮汐及海浪影響，混凝土水化過程遭遇海水入侵穿孔，導致封板處湧入鋼箱水量高達5立方公尺/分鐘以上，影響放樣、鋼筋綁扎及樁頭處理等後續程序進行。

施工單位為避免延誤工程進度，特委託具備止水加固經驗的專業廠商進行工法研析，並於審查通過後交付執行。

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2.解決方案

因為潮汐影響，鋼箱內外部海水持續存在高度差，導致混凝土穿孔存在流動水，加上海浪拍打起伏，更加劇孔內水流速度與壓力變化。為達到潮汐條件下封堵巨積混凝土中不規則孔洞的目標，擬定止水加固方案如下：

(1)採用膠凝時間迅速、黏著性佳、固化後具有一定撓曲性的速凝聚胺酯樹脂進行穿孔與縫隙填充

(2)利用預埋管線方式進灌注

(3)於水壓平衡條件下灌注，減少孔內水流沖走注入漿材

(4)採用斜角鑽孔，膨脹與不膨脹樹脂漿材二度灌注方式，長效性封堵孔洞，確保鋼筋綁紮、樁頭處理、混凝土澆注與養護等過程海水不再入滲。

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3.施工設計

由於漏水點數量多且水量大，為能夠盡量一次性達到湧水治理效果，相關施工設計如下：

(1)抽除鋼箱內積水，利用漲潮期間勘查並標註湧水位置

(2)於標註位置周邊鑽設斜孔，使出漿口盡量位於1.5m封底混凝土厚度中央

(3)安裝1.5徑灌漿管，並連接孔口拌合器、高壓管等設備

(4)同步於鋼箱上部或鄰近適當地點設置工作平台，並將中流量樹脂灌漿泵、壓力與流量控制器、分流器、儲料桶等設備吊樁於平台上

(5)於鋼箱內、外均設置抽水泵，同步控制鋼箱內外水面，使其接近一致

(6)於水壓平衡條件下，進行壓力灌漿，灌漿壓力控制於初壓+3500kPa以內

(7)灌漿完成後利用退潮期間觀測鋼箱內部水位變化

(8)抽乾鋼箱內積水，利漲潮期間觀測是否仍有滲漏點

(9)補充灌注及場地復原。

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4.施工過程

水壓平衡式樹脂灌漿為配合本工程特別設計的灌漿技術，灌漿前雖然無法保證全數發現滲漏通路，但因為滲漏水源均來自於鋼箱底部擋水封板位置，多數穿孔互相連通，因此樹脂灌漿時只能夠完整填充孔洞並充分填充至擋水封板周邊，即能有效達成止水加固效果。

施工過程除了控制鋼箱內外水面高程，以及潛水人員下潛至箱底觀測溢漿狀況等工作較為艱辛外，其餘作業一切順利。

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5.執行成果

於水壓平衡條件下完成樹脂灌漿後，退潮過程鋼箱內水位並未隨著下降，爾後抽乾箱內積水並經歷多次漲退潮目視觀察，鋼箱內沒有再度發生海水入滲現象。經報請施工單位派員驗收，確認已達到後續施工要求，圓滿達成海上橋梁基樁與墩柱鋼箱圍堰界面湧水治理工作。

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