化學(xué)植筋在某液體化工碼頭引橋墩加固改造中的應(yīng)用

盧偉　柏龍武　陳文

【摘 要】 針對某液體化工碼頭施工后引橋墩樁基承載力，采用空間有限元Midas Civil分析軟件進行樁力計算，得出部分樁基承載力不足。選用化學(xué)植筋方法將原有墩體和現(xiàn)有墩體牢固連接的加固措施，并介紹該方法的設(shè)計過程，運用Midas Civil軟件進行計算復(fù)核，結(jié)果表明，加固后的引橋墩滿足承載力要求，南北兩側(cè)擴增引橋墩加固方案可行。

【關(guān)鍵詞】 加固改造；化學(xué)植筋；錨固

0 引 言

碼頭的加固修復(fù)有化學(xué)植筋后錨固技術(shù)、外包鋼加固法（外粘鋼板加固）、碳纖維加固技術(shù)等多種形式和方法，其中，化學(xué)植筋是一種重要的方法，指先在原基材中鉆孔，然后在孔中注入或放置化學(xué)膠粘劑，將帶肋鋼筋或螺桿膠結(jié)固定于基材中，通過粘結(jié)與鎖鍵作用，以實現(xiàn)對被連接件的錨固。實際工程表明，化學(xué)植筋作為一種成熟的施工技術(shù)，不但可以有效、安全地承受和傳遞各種荷載，而且操作方便、可行性高、布置靈活、成本經(jīng)濟。本文針對某液體化工碼頭施工后引橋墩部分樁基沒有進入持力層導(dǎo)致樁基承載能力較弱的情況，建議采取增設(shè)擴增墩體，并通過化學(xué)植筋方法將原有墩體和現(xiàn)有墩體牢固連接的加固措施。

1 工程概況

某工程擬新建15萬噸級油品泊位1個，碼頭內(nèi)檔附設(shè)3萬噸級和1萬噸級油品化工泊位各1個。水工建筑物包括裝卸平臺、系靠船墩、引橋及陸域護岸結(jié)構(gòu)等。

2 加固方案

2.1 引橋墩加固方案

引橋1號墩在維持現(xiàn)有16根PHC管樁不變的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有墩體南北兩側(cè)各增加2根外徑為 mm的鉆孔灌注樁，擴增墩體，并通過植筋和鑿出現(xiàn)有墩面適量范圍后再與擴增墩體同步澆筑砼的方式，使擴增墩體與已施工的墩體連成整體同時，采用拋填開山石結(jié)構(gòu)對樁基進行防護，拋填結(jié)構(gòu)坡面坡度為1∶2，護面結(jié)構(gòu)采用4 t扭王字塊，其下為墊層塊石，重量為200～400 kg，厚度為1 m，坡底安放200～400 kg護底塊石，坡頂平臺采用400 kg或以上的塊石護面。

2.2 化學(xué)植筋錨固設(shè)計

目前，化學(xué)植筋在港口工程中的應(yīng)用較為廣泛，寧澤賓[1]從設(shè)計原理、材料選擇、錨固計算等方面簡述植筋技術(shù)的設(shè)計要點，并結(jié)合工程實例，介紹后錨固技術(shù)化學(xué)植筋在港口工程橡膠護舷安裝中的設(shè)計應(yīng)用，為工程設(shè)計和施工提供了依據(jù)；明延濤等[2]簡要介紹了化學(xué)植筋技術(shù)的基本理論和在碼頭加固改造應(yīng)用過程中對材料的要求，并對化學(xué)植筋的工藝流程和施工方法作了總結(jié)，指出化學(xué)植筋技術(shù)工藝簡單，適用性強，可保證施工質(zhì)量；李波等[3]通過對化學(xué)植筋錨固技術(shù)的理論分析，結(jié)合工程實例提出化學(xué)植筋施工技術(shù)的要點，說明該技術(shù)的應(yīng)用對港口工程起到促進作用。

2.3 植筋長度計算

3.1 方 法

（1）在鑿除原墩臺部分砼時，需謹(jǐn)慎操作，不得破壞其內(nèi)配筋，并不得對原墩臺其余部分造成損壞。

（2）原墩臺與增設(shè)部分的砼結(jié)合面均需鑿毛并清洗干凈，同時，還需采取涂界面膠等其他可靠的施工措施以保證新老砼的緊密結(jié)合。

（3）在施工時，采用水鉆鉆孔，將孔洞清理干凈，同時采用專用注射膠槍注入植筋膠，植入鋼筋時須保證與結(jié)構(gòu)膠充分結(jié)合，在植筋膠固化期間不得對鋼筋進行擾動。

化學(xué)植筋錨固抗拔承載力現(xiàn)場非破壞性檢驗可采用隨機抽取3根植筋的辦法。戴志鵬[4]對比了《規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》中控制錨筋和基材破壞的不同之處，認為在化學(xué)植筋時，檢驗荷載應(yīng)取0.9 As fyk （As 為植筋應(yīng)力面積； fyk為植筋屈服強度）；根據(jù)其研究成果，在2～3 min內(nèi)將荷載勻速加載至220 kN，以混凝土基材無裂縫、植筋無滑移等宏觀裂損現(xiàn)象，且保持2 min后荷載降低不大于5%時為檢驗合格。

4 結(jié)構(gòu)驗證計算

引橋1號墩臺結(jié)構(gòu)采用Midas Civil軟件進行計算時，樁基嵌巖深度采用彈性地基梁“m”法計算，加固后三維有限元模型見圖4，計算結(jié)果見表2。

5 結(jié)果分析

在植筋檢測合格的前提下，由加固后的數(shù)據(jù)模型計算結(jié)果可以得出，加固后的引橋墩各樁的樁力及樁身彎矩滿足承載力設(shè)計值要求，說明引橋墩南北兩側(cè)擴增引橋墩的加固方案可行，選用化學(xué)植筋方法較為適宜。

6 結(jié) 語

引橋墩加固改造加樁時，其最佳位置位于橋墩中間，但由于施工不便采取了引橋墩南北擴增的方法。隨著施工工藝的不斷進步，未來在選擇加固的位置和工藝方面可進一步優(yōu)化。

參考文獻：

[1] 寧澤賓.關(guān)于化學(xué)植筋在港口工程橡膠護舷安裝中的設(shè)計應(yīng)用[J].珠江水運，2012（21）：85-86.

[2] 明延濤，徐文成.化學(xué)植筋在碼頭加固改造工程中的應(yīng)用[J].山西建筑，2013（14）：93-94.

[3] 李波，李俊毅，許建宏.化學(xué)植筋錨固技術(shù)在港口工程中的應(yīng)用[J].中國港灣建設(shè)，2005（3）：23-26.

[4] 戴志鵬.對《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》中化學(xué)植筋部分內(nèi)容的幾點認識[J].重慶建筑，2007（5）：30-32.

【摘 要】 針對某液體化工碼頭施工后引橋墩樁基承載力，采用空間有限元Midas Civil分析軟件進行樁力計算，得出部分樁基承載力不足。選用化學(xué)植筋方法將原有墩體和現(xiàn)有墩體牢固連接的加固措施，并介紹該方法的設(shè)計過程，運用Midas Civil軟件進行計算復(fù)核，結(jié)果表明，加固后的引橋墩滿足承載力要求，南北兩側(cè)擴增引橋墩加固方案可行。

【關(guān)鍵詞】 加固改造；化學(xué)植筋；錨固

0 引 言

碼頭的加固修復(fù)有化學(xué)植筋后錨固技術(shù)、外包鋼加固法（外粘鋼板加固）、碳纖維加固技術(shù)等多種形式和方法，其中，化學(xué)植筋是一種重要的方法，指先在原基材中鉆孔，然后在孔中注入或放置化學(xué)膠粘劑，將帶肋鋼筋或螺桿膠結(jié)固定于基材中，通過粘結(jié)與鎖鍵作用，以實現(xiàn)對被連接件的錨固。實際工程表明，化學(xué)植筋作為一種成熟的施工技術(shù)，不但可以有效、安全地承受和傳遞各種荷載，而且操作方便、可行性高、布置靈活、成本經(jīng)濟。本文針對某液體化工碼頭施工后引橋墩部分樁基沒有進入持力層導(dǎo)致樁基承載能力較弱的情況，建議采取增設(shè)擴增墩體，并通過化學(xué)植筋方法將原有墩體和現(xiàn)有墩體牢固連接的加固措施。

1 工程概況

某工程擬新建15萬噸級油品泊位1個，碼頭內(nèi)檔附設(shè)3萬噸級和1萬噸級油品化工泊位各1個。水工建筑物包括裝卸平臺、系靠船墩、引橋及陸域護岸結(jié)構(gòu)等。

2 加固方案

2.1 引橋墩加固方案

引橋1號墩在維持現(xiàn)有16根PHC管樁不變的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有墩體南北兩側(cè)各增加2根外徑為 mm的鉆孔灌注樁，擴增墩體，并通過植筋和鑿出現(xiàn)有墩面適量范圍后再與擴增墩體同步澆筑砼的方式，使擴增墩體與已施工的墩體連成整體同時，采用拋填開山石結(jié)構(gòu)對樁基進行防護，拋填結(jié)構(gòu)坡面坡度為1∶2，護面結(jié)構(gòu)采用4 t扭王字塊，其下為墊層塊石，重量為200～400 kg，厚度為1 m，坡底安放200～400 kg護底塊石，坡頂平臺采用400 kg或以上的塊石護面。

2.2 化學(xué)植筋錨固設(shè)計

目前，化學(xué)植筋在港口工程中的應(yīng)用較為廣泛，寧澤賓[1]從設(shè)計原理、材料選擇、錨固計算等方面簡述植筋技術(shù)的設(shè)計要點，并結(jié)合工程實例，介紹后錨固技術(shù)化學(xué)植筋在港口工程橡膠護舷安裝中的設(shè)計應(yīng)用，為工程設(shè)計和施工提供了依據(jù)；明延濤等[2]簡要介紹了化學(xué)植筋技術(shù)的基本理論和在碼頭加固改造應(yīng)用過程中對材料的要求，并對化學(xué)植筋的工藝流程和施工方法作了總結(jié)，指出化學(xué)植筋技術(shù)工藝簡單，適用性強，可保證施工質(zhì)量；李波等[3]通過對化學(xué)植筋錨固技術(shù)的理論分析，結(jié)合工程實例提出化學(xué)植筋施工技術(shù)的要點，說明該技術(shù)的應(yīng)用對港口工程起到促進作用。

2.3 植筋長度計算

3.1 方 法

（1）在鑿除原墩臺部分砼時，需謹(jǐn)慎操作，不得破壞其內(nèi)配筋，并不得對原墩臺其余部分造成損壞。

（2）原墩臺與增設(shè)部分的砼結(jié)合面均需鑿毛并清洗干凈，同時，還需采取涂界面膠等其他可靠的施工措施以保證新老砼的緊密結(jié)合。

（3）在施工時，采用水鉆鉆孔，將孔洞清理干凈，同時采用專用注射膠槍注入植筋膠，植入鋼筋時須保證與結(jié)構(gòu)膠充分結(jié)合，在植筋膠固化期間不得對鋼筋進行擾動。

化學(xué)植筋錨固抗拔承載力現(xiàn)場非破壞性檢驗可采用隨機抽取3根植筋的辦法。戴志鵬[4]對比了《規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》中控制錨筋和基材破壞的不同之處，認為在化學(xué)植筋時，檢驗荷載應(yīng)取0.9 As fyk （As 為植筋應(yīng)力面積； fyk為植筋屈服強度）；根據(jù)其研究成果，在2～3 min內(nèi)將荷載勻速加載至220 kN，以混凝土基材無裂縫、植筋無滑移等宏觀裂損現(xiàn)象，且保持2 min后荷載降低不大于5%時為檢驗合格。

4 結(jié)構(gòu)驗證計算

引橋1號墩臺結(jié)構(gòu)采用Midas Civil軟件進行計算時，樁基嵌巖深度采用彈性地基梁“m”法計算，加固后三維有限元模型見圖4，計算結(jié)果見表2。

5 結(jié)果分析

在植筋檢測合格的前提下，由加固后的數(shù)據(jù)模型計算結(jié)果可以得出，加固后的引橋墩各樁的樁力及樁身彎矩滿足承載力設(shè)計值要求，說明引橋墩南北兩側(cè)擴增引橋墩的加固方案可行，選用化學(xué)植筋方法較為適宜。

6 結(jié) 語

引橋墩加固改造加樁時，其最佳位置位于橋墩中間，但由于施工不便采取了引橋墩南北擴增的方法。隨著施工工藝的不斷進步，未來在選擇加固的位置和工藝方面可進一步優(yōu)化。

參考文獻：

[1] 寧澤賓.關(guān)于化學(xué)植筋在港口工程橡膠護舷安裝中的設(shè)計應(yīng)用[J].珠江水運，2012（21）：85-86.

[2] 明延濤，徐文成.化學(xué)植筋在碼頭加固改造工程中的應(yīng)用[J].山西建筑，2013（14）：93-94.

[3] 李波，李俊毅，許建宏.化學(xué)植筋錨固技術(shù)在港口工程中的應(yīng)用[J].中國港灣建設(shè)，2005（3）：23-26.

[4] 戴志鵬.對《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》中化學(xué)植筋部分內(nèi)容的幾點認識[J].重慶建筑，2007（5）：30-32.

【摘 要】 針對某液體化工碼頭施工后引橋墩樁基承載力，采用空間有限元Midas Civil分析軟件進行樁力計算，得出部分樁基承載力不足。選用化學(xué)植筋方法將原有墩體和現(xiàn)有墩體牢固連接的加固措施，并介紹該方法的設(shè)計過程，運用Midas Civil軟件進行計算復(fù)核，結(jié)果表明，加固后的引橋墩滿足承載力要求，南北兩側(cè)擴增引橋墩加固方案可行。

【關(guān)鍵詞】 加固改造；化學(xué)植筋；錨固

0 引 言

碼頭的加固修復(fù)有化學(xué)植筋后錨固技術(shù)、外包鋼加固法（外粘鋼板加固）、碳纖維加固技術(shù)等多種形式和方法，其中，化學(xué)植筋是一種重要的方法，指先在原基材中鉆孔，然后在孔中注入或放置化學(xué)膠粘劑，將帶肋鋼筋或螺桿膠結(jié)固定于基材中，通過粘結(jié)與鎖鍵作用，以實現(xiàn)對被連接件的錨固。實際工程表明，化學(xué)植筋作為一種成熟的施工技術(shù)，不但可以有效、安全地承受和傳遞各種荷載，而且操作方便、可行性高、布置靈活、成本經(jīng)濟。本文針對某液體化工碼頭施工后引橋墩部分樁基沒有進入持力層導(dǎo)致樁基承載能力較弱的情況，建議采取增設(shè)擴增墩體，并通過化學(xué)植筋方法將原有墩體和現(xiàn)有墩體牢固連接的加固措施。

1 工程概況

某工程擬新建15萬噸級油品泊位1個，碼頭內(nèi)檔附設(shè)3萬噸級和1萬噸級油品化工泊位各1個。水工建筑物包括裝卸平臺、系靠船墩、引橋及陸域護岸結(jié)構(gòu)等。

2 加固方案

2.1 引橋墩加固方案

引橋1號墩在維持現(xiàn)有16根PHC管樁不變的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有墩體南北兩側(cè)各增加2根外徑為 mm的鉆孔灌注樁，擴增墩體，并通過植筋和鑿出現(xiàn)有墩面適量范圍后再與擴增墩體同步澆筑砼的方式，使擴增墩體與已施工的墩體連成整體同時，采用拋填開山石結(jié)構(gòu)對樁基進行防護，拋填結(jié)構(gòu)坡面坡度為1∶2，護面結(jié)構(gòu)采用4 t扭王字塊，其下為墊層塊石，重量為200～400 kg，厚度為1 m，坡底安放200～400 kg護底塊石，坡頂平臺采用400 kg或以上的塊石護面。

2.2 化學(xué)植筋錨固設(shè)計

目前，化學(xué)植筋在港口工程中的應(yīng)用較為廣泛，寧澤賓[1]從設(shè)計原理、材料選擇、錨固計算等方面簡述植筋技術(shù)的設(shè)計要點，并結(jié)合工程實例，介紹后錨固技術(shù)化學(xué)植筋在港口工程橡膠護舷安裝中的設(shè)計應(yīng)用，為工程設(shè)計和施工提供了依據(jù)；明延濤等[2]簡要介紹了化學(xué)植筋技術(shù)的基本理論和在碼頭加固改造應(yīng)用過程中對材料的要求，并對化學(xué)植筋的工藝流程和施工方法作了總結(jié)，指出化學(xué)植筋技術(shù)工藝簡單，適用性強，可保證施工質(zhì)量；李波等[3]通過對化學(xué)植筋錨固技術(shù)的理論分析，結(jié)合工程實例提出化學(xué)植筋施工技術(shù)的要點，說明該技術(shù)的應(yīng)用對港口工程起到促進作用。

2.3 植筋長度計算

3.1 方 法

（1）在鑿除原墩臺部分砼時，需謹(jǐn)慎操作，不得破壞其內(nèi)配筋，并不得對原墩臺其余部分造成損壞。

（2）原墩臺與增設(shè)部分的砼結(jié)合面均需鑿毛并清洗干凈，同時，還需采取涂界面膠等其他可靠的施工措施以保證新老砼的緊密結(jié)合。

（3）在施工時，采用水鉆鉆孔，將孔洞清理干凈，同時采用專用注射膠槍注入植筋膠，植入鋼筋時須保證與結(jié)構(gòu)膠充分結(jié)合，在植筋膠固化期間不得對鋼筋進行擾動。

化學(xué)植筋錨固抗拔承載力現(xiàn)場非破壞性檢驗可采用隨機抽取3根植筋的辦法。戴志鵬[4]對比了《規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》中控制錨筋和基材破壞的不同之處，認為在化學(xué)植筋時，檢驗荷載應(yīng)取0.9 As fyk （As 為植筋應(yīng)力面積； fyk為植筋屈服強度）；根據(jù)其研究成果，在2～3 min內(nèi)將荷載勻速加載至220 kN，以混凝土基材無裂縫、植筋無滑移等宏觀裂損現(xiàn)象，且保持2 min后荷載降低不大于5%時為檢驗合格。

4 結(jié)構(gòu)驗證計算

引橋1號墩臺結(jié)構(gòu)采用Midas Civil軟件進行計算時，樁基嵌巖深度采用彈性地基梁“m”法計算，加固后三維有限元模型見圖4，計算結(jié)果見表2。

5 結(jié)果分析

在植筋檢測合格的前提下，由加固后的數(shù)據(jù)模型計算結(jié)果可以得出，加固后的引橋墩各樁的樁力及樁身彎矩滿足承載力設(shè)計值要求，說明引橋墩南北兩側(cè)擴增引橋墩的加固方案可行，選用化學(xué)植筋方法較為適宜。

6 結(jié) 語

引橋墩加固改造加樁時，其最佳位置位于橋墩中間，但由于施工不便采取了引橋墩南北擴增的方法。隨著施工工藝的不斷進步，未來在選擇加固的位置和工藝方面可進一步優(yōu)化。

參考文獻：

[1] 寧澤賓.關(guān)于化學(xué)植筋在港口工程橡膠護舷安裝中的設(shè)計應(yīng)用[J].珠江水運，2012（21）：85-86.

[2] 明延濤，徐文成.化學(xué)植筋在碼頭加固改造工程中的應(yīng)用[J].山西建筑，2013（14）：93-94.

[3] 李波，李俊毅，許建宏.化學(xué)植筋錨固技術(shù)在港口工程中的應(yīng)用[J].中國港灣建設(shè)，2005（3）：23-26.

[4] 戴志鵬.對《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》中化學(xué)植筋部分內(nèi)容的幾點認識[J].重慶建筑，2007（5）：30-32.