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摘要:水下玻璃钢包覆技术、黏弹体防腐胶带和玻璃钢复合包覆技术、玻纤套筒灌浆技术是高耐久性桩基础水下防腐修复的主要技术种类,上述技术方法具有操作简单、修复周期短以及施工环境要求低、维护需求低等应用优势,且技术应用之后,可以作用的时间长达50年,属于一次性作业技术。我国水下桩基础的防腐修复技术依然在不断发展过程中,有广阔的应用前景,下文尝试针对常用的三种桩基础水下防腐修复技术展开探讨,希望研究内容可供参考。
关键词:水下修复;玻璃钢;防腐胶带;环氧砂浆
前言:
处于地下水环境中的桩基础受水中的强腐蚀性物质氯离子影响,容易发生腐蚀,降低了桩基础的稳定性、缩短了桩基础的使用寿命,基于此,采取有效的防腐修复技术十分关键。在复杂的地下水环境下,我们需要使用高耐久性的桩基础水下防腐修复技术,才能够满足一次性施工需求,且防腐效果更持久。传统的水下桩基础修复方式应用过程中,对作业环境要求比较高,且维护和修复需求大,增加了防腐修复工程成本。近年来,由玻璃钢包覆衍生出来的防腐、修复、加固技术给地下水环境下桩基础提供了超高耐久性防腐修复解决方案,大大提高了修复后桩基础的后期使用寿命,技术应用措施还需要我们深入研究。
1.水下玻璃钢包覆技术
水下玻璃钢包覆技术应用之前,需要清理水下桩基础的表面,然后选择厚度适宜的玻璃钢包覆层,在桩基础和地下水之间形成隔离层。玻璃钢在固化之前是具有粘着性的柔软胶带,将其缠绕在桩基础表面,确定和桩基础之间形成粘连关系,之后其自动变成坚硬固体,在适度的自收缩之后能够在桩基础表面紧紧固定。
水下玻璃钢包覆技术的主要施工步骤为:(1)潜水员潜入水下后,使用打磨机或高压水枪清理桩基础表面,混凝土桩基础重点清理表面的生物、松散混凝土颗粒和锈迹。(2)清理任务完成之后,以预浸涂玻璃钢材料缠绕桩基础,达到工程设计的包覆施工厚度为止,要求玻璃钢接头处搭接长度不少于5cm。一般来说达到50年以上的耐久要求,玻璃钢需要缠绕至少四层。(3)玻璃钢缠绕完成之后,在施工主体表面包裹一层塑料薄膜,起临时保护、固定作用,两端要使用束缚带固定。作业24h之后玻璃钢基本实现固化,具备了较高的抗腐蚀能力和力学性能。预浸涂玻璃钢的固化时间应保证在30-60min左右,以保证施工完成后玻璃钢及时固化、收缩、紧固在桩基础表面。
2.水下黏弹体防腐胶带和玻璃钢复合包覆技术
水下黏弹体防腐胶带和玻璃钢复合包覆技术包括黏弹体防腐胶带和高强玻璃钢包覆带两部分。首先,处理桩基础表面,清洁工作完成之后在桩基础表面缠绕一层黏弹体防腐胶带,然后在防腐胶带表面缠绕一层可水下硬化的高强玻璃钢包覆带,起到固定和保护作用。黏弹体防腐胶带和玻璃钢包覆带都具有良好的防腐性能,所以这一复合技术具有超高的耐久性。该技术利用黏弹体的可变形性和优异的粘结性能,通过挤压作用力,几乎可以完全排除桩基础表面的水分,与桩基础表面形成密封粘结。黏弹体防腐胶带的厚度一般为2mm左右,具有良好的抗渗和防腐性能,可以彻底隔绝水分子及氧分子、氯离子的渗透,起到防护的目的。黏弹体防腐胶带具有独特的冷流特性,在防腐修复的过程中可以达到自修复功能,起到完全保护的作用 [1]。高强包覆带固化后体积收缩,紧紧箍在钢管桩及黏弹体防腐带上,起到固定作用。水下黏弹体防腐胶带及玻璃钢复合包覆技术的主要施工步骤为:(1)潜水员潜入水下,采用打磨机或高压水枪清理干净桩基础表面。混凝土桩基础应清理干净表面生物及松散颗粒,钢管桩应清除表面锈迹。(2)在清理干净的桩基础表面缠绕一层黏弹体防腐胶带,接头处搭接长度不少于1cm,顶端和底端用束缚带临时固定。(3)在黏弹体防腐胶带表面缠绕两层玻璃钢包覆带,接头处搭接长度不少于1cm。
(4)在缠绕完成的玻璃钢表面缠绕一层塑料薄膜,起临时保护、固定作用,并在缠绕区域的顶端和底端用束缚带固定。水下黏弹体防腐胶带及玻璃钢复合包覆技术的主要应用优势在于只需缠绕一次黏弹体防腐胶带和两次玻璃钢包覆带,技术应用过程比较简单、便捷[2]。
3.玻纤套筒灌浆防腐修复加固技术
玻纤套筒防腐修复加固技术是根据需要维护的柱基础的尺寸、形状,在预制厂预先制备玻璃钢套筒,固定、密封在桩基础需要维修的部位,然后采用水下环氧灌浆料进行水下灌浆,排水,环氧灌浆料固化后与桩基础及玻璃钢罩间形成密封粘结空间,以达到防腐修复、加固的目的[3]。由于玻璃钢和环氧砂浆都具优异的耐腐蚀性能,所以这一修复技术也具有超高的耐久性能,具有一次维护即可达到设计服役寿命的目的,无需进行后期二次维护。环氧砂浆疏水性好,具有优异的抗水分散性能,因此还具有无需压力的自重灌浆优势,可以直接将环氧砂浆倒入桩基础与玻纤套筒的环形空间内,利用环氧砂浆自重和自密实的特点,填充密实环形空间,操作简单易行,避免了压力灌浆施工设备的投入与维护,经济效益良好[4]。由于这一技术大大增加了桩基础的截面积,而且可以通过调整玻璃钢罩与桩基础之间的距离,增加桩基础的截面积,所以主要用于桩基础的增大截面法加固修复,对于严重破损,截面积损失较大的桩基础具有良好的修复、加固作用[3]。玻纤套筒防腐修复加固技术的主要施工步骤为:(1)测量桩基础需修复区域的尺寸、形状,根据测量结果及设计的灌浆层厚度在预制厂预制玻纤套筒。玻纤套筒的厚度约为2-3mm,设计灌浆厚度一般不小于5mm。(2)将玻纤套筒撑开,包裹于桩基础表面,并用支架及紧固带临时固定。每隔15cm用不锈钢自攻螺丝紧固玻纤套筒接缝处。(3)将弹性可压缩密封条上均匀涂抹可水下固化的环氧粘结剂,安装固定于套筒底部,桩基础与玻纤套筒之间如有缝隙,用粘结剂密封。(4)至少8h后,利用自重法灌注15-30cm环氧砂浆密封灌浆区域底部,继续固化8h。(5)利用自重法一次将环氧砂浆灌注至玻纤套筒顶部,排出套筒内所有水分。灌浆过程中可用橡皮锤敲击玻纤套筒,使环氧砂浆填充密实。(6)用可水下固化环氧粘结剂呈坡面形式将玻纤套筒与桩基础底部进行密封。(7)至少24h后,拆除临时支架及紧固带,整个修复加固工作完成[5]。
对玻纤套筒与环氧砂浆之间的接触面进行粗糙化处理之后,可以有效提升界面作用力。由于玻纤套筒、环氧砂浆的耐腐蚀性和抗渗漏性能良好,因此该技术应用后至少50年内都可以发挥防腐作用,且技术使用过程中对于固化磁材料要求低、节省施工成本。
结语:
桩基础长期处于地下水环境中,产生的腐蚀情况比较严重,防腐修护技术应用旨在延长桩基础的使用寿命。当前阶段常用的高耐久性桩基础水下防腐修复技术作用良好,且对施工环境要求低、成本低、施工步骤少,因此可以推广应用,本研究就尝试分析三种主要的高耐久性桩基础水下反腐修复技术的应用方式,希望能够给从业者提供思路参考。
参考文献:
[1]岳兴国,周琛,麻为民.高性能桩柱密封保护系统水下结构修补和保护方案[J].上海建材,2015,22(05):13-14.
[2]施进,杨军彦,孙武.浅谈玻纤套筒加固技术在桥梁维修加固中的应用[J].交通工程建设,2016,21(01):32-34.
[3]吴靖宇.水下墩柱玻纤套筒加固技术[J].黑龙江科技信息,2014,11(24):216-217.
[4]程小全,彭霄婧,胡仁伟,等.碳纤维复合材料结构修理用胶黏剂应用研究[J]. 高科技纤维与应用,2015,40(05):12-13.
[5]吴汉聪.桥梁水下桩基表面缺陷修补加固技术研究[J].科技与企业,2014,(15):217 -218.