橋梁水下樁基病害濕固性環(huán)氧混凝土修補(bǔ)技術(shù)
摘要：橋梁水下樁基病害是目前橋梁的一個(gè)通病，若不及時(shí)修補(bǔ)處理，病害的存在將加速鋼筋的腐蝕與混凝土脹裂剝落，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性及安全性，給樁基及整個(gè)橋梁造成極大的安全隱患。文章結(jié)合工程實(shí)際，經(jīng)多方案試驗(yàn)研究，提出了水下修補(bǔ)新技術(shù)，供相關(guān)人員參考。
關(guān)鍵詞：橋梁水下樁基；修補(bǔ)加固；濕固性環(huán)氧；混凝土；修補(bǔ)技術(shù)
橋梁水下樁基病害維修加固施工，傳統(tǒng)的圍堰干水方法施工成本過(guò)于昂貴，不適合用于點(diǎn)多面廣的修補(bǔ)，常用的濕固性環(huán)氧混凝土施工煩瑣，質(zhì)量難以保證且成本高。本文總結(jié)某公路橋梁水下樁基病害維修加固工程經(jīng)驗(yàn)，提出了水下修補(bǔ)新技術(shù)并取得成功。
一、橋梁水下樁基病害的特點(diǎn)
橋梁樁基病害指樁基露筋、坑洞、砼破碎等現(xiàn)象，這種病害一般不大，不會(huì)即時(shí)對(duì)樁基及橋梁造成危害，但由于環(huán)境潮濕，特別是潮差變化區(qū)間、浪濺區(qū)，若不及時(shí)修補(bǔ)處理，病害的存在將加速鋼筋的腐蝕與混凝土脹裂剝落，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性及安全性，給樁基及整個(gè)橋梁造成極大的安全隱患。這類(lèi)橋梁樁基病害的形成主要有兩個(gè)方面，一是樁基施工時(shí)沒(méi)有保護(hù)層或保護(hù)層很??；二是樁基砼強(qiáng)度低，成樁后由于水沖刷容易脫離形成空洞。
樁基病害個(gè)體較小，一般面積約10cm×10cm，深度約5cm，基本每根樁都會(huì)出現(xiàn)。通過(guò)近年的橋梁檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，絕大部分橋梁樁基不同程度存在上述問(wèn)題，是目前橋梁的一個(gè)通病。
二、橋梁水下樁基病害的傳統(tǒng)維修施工方法
傳統(tǒng)的樁基水下維修方法為圍堰排水修補(bǔ)，簡(jiǎn)單的單樁鋼護(hù)桶圍堰修補(bǔ)，以上方法施工所必需的圍堰、基礎(chǔ)防滲和基坑排水往往耗費(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)用，適合病害集中在單根樁或單個(gè)墩的樁基加固。對(duì)于點(diǎn)多面廣的樁基病害，圍堰排水修補(bǔ)方法施工成本過(guò)于昂貴，不適合大規(guī)模鋪開(kāi)。近年興起的潛水員水下作業(yè)，但一般的混凝土無(wú)法在水中與舊混凝土粘結(jié)，通常的環(huán)氧混凝土只能在干燥的環(huán)境被粘物進(jìn)行粘結(jié)，假如遇水或潮濕或水下使用時(shí)，有的粘結(jié)強(qiáng)度急劇下降，有的甚至無(wú)法粘結(jié)。水下混凝土病害是一種普遍存在的現(xiàn)象，目前在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成熟的施工材料和施工工藝。
如何修補(bǔ)水下樁基病害，提高修補(bǔ)質(zhì)量，簡(jiǎn)化施工工藝，降低工程費(fèi)用，是一個(gè)值得研究的課題。
三、濕固性環(huán)氧混凝土修補(bǔ)工藝
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1．濕固性環(huán)氧混凝土：本項(xiàng)目修補(bǔ)用的環(huán)氧混凝土應(yīng)具備良好的濕固性能，從而保證在潮濕狀態(tài)下的良好修補(bǔ)效果。其濕固性環(huán)氧混凝土用的膠結(jié)材料應(yīng)滿足表1的相關(guān)要求。
2．濕固性環(huán)氧材料界面劑：采用濕固性膠結(jié)材料作為界面劑，配方由廠方提供，其性能指標(biāo)同樣應(yīng)滿足相關(guān)要求
注：（1）以上各項(xiàng)指標(biāo)的試件需要在水中環(huán)境制作；（2）膠體在海水環(huán)境以及潮濕環(huán)境能夠完全強(qiáng)力固化；（3）膠體倒入水中后與水接觸層不能有“白化”層出現(xiàn)影響膠體粘結(jié)性能；（4）鋼筋：本項(xiàng)目設(shè)計(jì)所采用的hrb335 鋼筋，必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（gb1499 - 1998） 的有關(guān)規(guī)定；（5）植筋膠：本項(xiàng)目種植鋼筋的膠粘劑為a級(jí)膠，必須采用專(zhuān)門(mén)配制的改性環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑或改性乙烯基酯類(lèi)膠粘劑，植筋膠需滿足在潮濕環(huán)境下使用的要求。
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鑿除松脫混凝土→植入鋼筋→涂抹界面劑→混凝土修補(bǔ)→設(shè)置模板→拆除模板。
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1．整理清理：將孔洞、蜂窩、麻面以及松動(dòng)的混凝土清除，外露粗骨料，將施工面清理干凈。
2．按設(shè)計(jì)要求植入鋼筋。
3．涂抹濕固性環(huán)氧材料界面劑，涂刷過(guò)程必須認(rèn)真仔細(xì)，要求涂層厚薄均勻，不漏刷。[Page]
4．澆注濕固性環(huán)氧混凝土，應(yīng)使病害部位填充飽滿，光滑，對(duì)于坑洼部位可用橡皮刮刀刮平。
5．待濕固性環(huán)氧混凝土澆注完成后，需在修補(bǔ)后濕固性環(huán)氧混凝土設(shè)置蓋板或模盒，其目的是在修補(bǔ)后濕固性環(huán)氧混凝土未固化前免受水流的沖擊而破壞粘結(jié)面，并保障修補(bǔ)面平整光滑。
6．蓋板由1～2mm厚的橡膠板和0.5mm鐵皮組成，在保護(hù)修補(bǔ)面時(shí)橡膠板需涂刷油脂，與修補(bǔ)面接觸壓固，鐵皮壓固在橡膠板外面，修補(bǔ)面固結(jié)后可取下蓋片，因橡膠板涂刷油脂不會(huì)和修補(bǔ)面粘結(jié)，保障了修補(bǔ)面美觀平整。
四、工程應(yīng)用
1．工程概況。某公路橋梁水中樁基病害維修加固工程處理的病害主要是沿線橋梁水下樁基由于施工或水沖刷等原因，部分樁基、承臺(tái)、系梁及墩柱存在較為嚴(yán)重的蜂窩、麻面、缺損及空洞等病害，部分病害較深鋼筋外露，已經(jīng)影響到結(jié)構(gòu)的耐久性。
2．施工工藝。水下作業(yè)的施工工藝，若需要潛水員配合，工藝越簡(jiǎn)單效果越好。清除混凝土垃圾，將缺損部位鑿毛；若最大缺損深度大于或等于5cm的病害，按要求植入錨筋，增加連接強(qiáng)度；結(jié)合面涂抹濕固性良好的界面劑，以利于新舊混凝土間的結(jié)合；采用濕固性環(huán)氧混凝土（上面第二種配合比砼）修補(bǔ)；設(shè)置保護(hù)模板，保證10小時(shí)內(nèi)濕固性環(huán)氧混凝土不被水沖刷。拆除模板。以上工序都是潛水員在水下完成，砼的拌和在岸上完成。
3．施工效果。水下樁基修補(bǔ)完成后，經(jīng)水下拍照和抽檢抽芯，經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。
五、結(jié)論
通過(guò)施工試驗(yàn)和工程的實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了本施工方法在水下樁基修補(bǔ)所采用的原材料和施工工藝是科學(xué)的、有效的，施工質(zhì)量是可以控制的，可以大大節(jié)約工期，減少投資，是混凝土水下病害整治的一條好途徑，檢測(cè)得到的成果表明經(jīng)修補(bǔ)后的混凝土密實(shí)度滿足預(yù)期的工程要求。該項(xiàng)技術(shù)適用于所有水工、海岸工程等結(jié)構(gòu)的混凝土水下病害修補(bǔ)，尤其在無(wú)法或難于修筑圍堰的情況下，運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)更是切實(shí)可行。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，推廣應(yīng)用前景廣闊。在對(duì)樁基病害進(jìn)行處治的施工過(guò)程中，對(duì)水下病害的修補(bǔ)工藝積累了一定經(jīng)驗(yàn)，為今后類(lèi)似工程施工提供了借鑒。相關(guān)的施工工藝，有待于在今后相應(yīng)的工程實(shí)踐中不斷總結(jié)、完善和提高。
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