我院EPC越南某电厂(2×620 MW)工程，其中烟囱基础位置的典型地质剖面图可见图1所示，岩土层自上而下依次为回填土、②砂夹淤泥层、④₁和④含粘性土中砂层、⑤₂强风化花岗闪长岩、⑤₃中风化闪长岩。基桩直径ϕ1.0 m,桩长约22.0 m，持力层为⑤₂强风化花岗闪长岩，施工采用旋挖成孔，C35混凝土灌注桩，基坑周边土层地下水位高程为＋1.77 m，砍桩头面绝对标高为-1.1 m，即桩头面标高比水位低约2.87 m。烟囱桩基平面布置图如图2所示。

图  1  典型地质剖面图

Figure 1.  Typical Geological Section

图  2  烟囱桩基平面布置图

Figure 2.  Pile Plan Arrangement of Stack

85根桩中出现渗水的有22根，占总数25.9%，渗水状况较轻，渗出位置大部分在桩顶中部，即灌注水下混凝土导管位置处，其中K1-01，K1-17，K1-22，K2-27桩头边缘混凝土保护层处出现强度较低的离析砂浆状混凝土，该处亦出现湿润水印。实际渗水水印情况如图3所示。

图  3  桩顶渗水水印及取芯照片示意图

Figure 3.  Pile Top Water Leakage and Core Drilling

本工程为保证桩基质量，选用目前最先进的旋挖桩机成孔工艺，根据现场施工记录，采用的施工工艺与其它工程基本相同，且工人还是那个工人，机械还是那机械。但本工程在砍桩头后，就出现部分桩头渗水现象，其原因主要还是灌注桩自身工艺存在的缺陷，水下混凝土灌注过程中，导管提升速度全靠操作工人的感觉控制，导管提升太快，会在导管外边缘及串筒筒身范围内的混凝土搅动较大，且不均匀，致这部分混凝土不密实，出现微小缝隙，为桩身水分渗入桩身提供通道，桩头渗水位置与导管施工位置基本吻合，位于桩中部。

桩头渗水深度主要在砍桩头顶面往下0.5～1.0 m左右，这一段桩体主要是桩身上部灌注压力最小，导管外混凝土面高于导管内混凝土面时，拔管速度控制稍不当，由桩底混凝土上升带来的浮浆、泥浆会内移填充导管，上拔时留出空间，致此部分混凝土比桩身其它部位质量较差，形成渗水主要竖向通道。

由于水下灌注混凝土快至桩顶时，桩身上部，特别是砍桩头面以下0.5～1.0 m范围，由于上部混凝土是最先灌注而被后续浇灌混凝顶托上移，经历浇注时间最长，混凝土夹带桩底泥沙、桩侧护壁掉落泥沙易渗入此段混凝土内，使这部份桩身质量比桩身下部稍差，较易形成微小的缝隙，使桩侧水分通过这些裂缝渗往桩身中部(施工导管位置)再往上从桩头渗出。

水下混凝土与普通混凝土相比具有较高含水量，其水分在凝结、硬化过程中被吸收而形成胶体并产生水化热，在桩身顶部靠近地面处易产生内外温差，温差就会在混凝土内部引起拉应力，从而产生微小裂缝。

水下混凝土的水灰比未控制好，水灰比越大，水泥凝结硬化的时间越长，自由水越多，水与水泥分离的时间越长，混凝土越容易泌水；混凝土泌水会导致自由水在混凝土粗骨料、钢筋周围形成水囊，随着水分的逐渐挥发形成空隙，从而影响混凝土的致密性，同时混凝土泌水及水泥与水的水化反应中会造成一定的不可逆的塑性收缩，从而加大了桩顶渗水的可能性。

烟囱基坑开挖后砍桩头，浇注混凝土垫层，实际上等于基坑封底，垫层面绝对标高-1.0 m，地下水位标高，水位差2.77 m，在坑底形成承压差，压差使水分沿桩身中的微小裂缝进水，再从桩身中部质量稍差的位置上升至桩头顶渗出。

烟囱桩基按规范规定，对预留混凝土试件进行强度试验，混凝土试块强度均超过设计要求的C35要求，试件渗透试验满足抗渗等级P8要求，证明混凝土的配比满足设计要求。另外，在22根渗水桩中选出4根作超声波和取芯测试，5根作Pit小应变试验，1根作PDA大应变试验，PIT和PDA测试结果如图4，图5所示，其桩身完整、承载力均满足设计要求。简言之，国家规范要求检测的项目全部检测合格。这证明渗水未影响桩身完整性及承载力。

图  4  Pit测试结果

Figure 4.  Pit Testing Result

图  5  PDA测试结果

Figure 5.  PDA Testing Result

本工程地质报告对地下水的评估为：地下水在强透水层或直接临水的情况下对混凝土有弱腐蚀性，在弱透水层中对混凝土结构具微腐蚀性，在长期浸水情况下对混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。

根据腐蚀性评价，钢筋保护层厚度按规定要求为55 mm，而本工程采用100 mm；按规定无须在混凝土中渗入防腐添加剂，而本工程却添加抗硫酸盐添加剂PP1(硅粉)；从桩的工作情况看，桩全长均在地下水位以下，在使用期内地下水会从桩身混凝土内微缝隙进入桩身内，从而影响钢筋耐久性，但只要地下水不能在混凝土中裂缝内流动，其腐蚀作用就会非常有限，其实由于水下混凝土的属性，内存微小裂缝几乎是不可避免，只要使地下水不能在桩内的微孔隙中流动，腐蚀作用就不会发生，其实混凝土内，随着水化物水泥中的主要水化物的水化进行过程，微小裂隙会被胶凝体自行阻断修复，以往灌注桩虽有渗水并未处理也未出现因此而受腐蚀的现象。本工程为了更加安全，将采取有效处治渗水措施。

1)对于存在轻微水印的桩头，太阳暴晒后，可大致找到出水点，在此钻一个ϕ20孔，孔深约0.3 m小孔，观察渗水位置及评估渗水量，一般出水量很少，可用Sika Grout M350灌浆料进行封堵，经试验，本类渗水经灌浆封堵后，未再出现渗水现象。

2)对桩头渗水明显的桩，在渗水位置出水明显位置处，用小型抽芯机钻孔直至混凝土芯样密实处，(本工程一般300～500 mm即出现密实岩芯)，当抽芯混凝土强度满足设计要求的，桩头采用Sika Dur界面剂涂刷后，采用灌浆材料Sika Grout M350封堵，若桩头有上部混凝土强度未达到设计要求，需凿去这部分桩头混凝土，采用Sika Dur界面剂涂刷后，再用高一级混凝土进行重新浇灌。

防水层采用丙乳砂浆。防水层施工可先清除渗水基面以下0.5～1.0 m桩身侧表面泥沙，露出干净混凝土面层，再用丙乳砂浆打底，然后分层抹压丙乳砂浆，每层5 mm，抹2～3层。丙乳砂浆能充填混凝土中孔隙和裂缝，涂层具有良好的防水防腐(耐酸碱侵蚀)、抗氯离子渗透，能有效阻断从桩侧进入桩身的水平渗水通道，从而防止桩身头部渗水。

对于桩头表面出现砂浆偏厚或混凝土疏松，把该部分凿除，对接合面用Sika Dur界面剂涂刷，再如图6所示，外包C40混凝土。

图  6  桩头缺陷处理示意图

Figure 6.  Treatment Sketch of Pile Top Defect

做截桩处理，将渗水的桩顶部分截去，截桩长度约0.3～0.5 m，表面凿毛湿润处理后，用提高一个等级的混凝土浇筑上来，此处理方法耗费较大，仅适用于桩顶渗水深度范围较小的桩基。

1)每批次配制混凝土均应严格控制配合比，特别是粗骨料碎石及砂细骨料的质量指标，并确保水灰比不大于0.45。

2)混凝土要充分搅拌，搅拌时间不少于90 s，使混凝土搅拌充分均匀，增强混凝土致密性。

3)水下混凝土灌注过程中，严格控制导管的上下振捣及分段拆除，要求导管在灌注过程中，管外混凝土埋管不少于4 m，做到勤拆管，勤振捣，每次拆除导管时要求用吊车提起导管上下振捣5～10次，既要求保证导管振捣到位，桩身混凝土密实，也要防止振捣过度而致粗骨料下沉而出现离析。

4)控制配置水泥的砂的粒径、级配，选择好的砂子，砂子粒径过大或者级配不合理容易引起颗粒空隙增大，混凝土较容易出现泌水现象，粒径过小则比表面积过大，会影响混凝土的强度。

5)控制桩顶混凝土超灌高度保证不少于1.0 m，必要时可增至1.5 m。

由于桩基水下混凝土浇灌工艺存在某些难以避免缺陷，工艺控制不严就会在混凝土桩身顶部产生微小缝隙，甚至小空洞等软弱结构面，形成导水通道，从而在桩头出现渗水，甚者冒水。因此应该严格控制水灰比、粒径等参数，严格控制施工过程，保证超灌高度，提高桩身混凝土的密实性，降低混凝土的总空隙率，从而降低桩顶渗水的概率。

一般轻度渗水，由于胶体的凝结密实起到修复作用，经一段时间后，就会自动停止渗水，轻微渗水无须处理，也不影响耐久性。渗水明显的，在出水点可钻孔后用灌浆材料封堵。对渗水较严重的应采取高压旋喷补强堵塞漏水通道，或者砍去渗水桩身，重新浇筑高一级强度的混凝土置换。