橋梁樁基礎(chǔ)質(zhì)量受海水的影響評(píng)價(jià)和防護(hù)技術(shù)

閆明俊　鄧偉

摘 要：海水對(duì)橋梁柱基礎(chǔ)質(zhì)量的影響主要從兩個(gè)方面談起，一方面是大海的潮汐變化對(duì)橋梁樁的建筑材料混凝土的影響，另一方面是海水對(duì)鋼筋混凝土的侵蝕，導(dǎo)致其耐久性降低。本文主要分析了這兩方面的影響，并針對(duì)這些不良的影響提出相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)，該研究結(jié)論對(duì)未來同類工程的橋梁柱建設(shè)施工有很大的借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：橋梁柱基礎(chǔ)；影響；防護(hù)技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.084

0 前言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展必定會(huì)推動(dòng)我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，交通和橋梁工程又有著不可分割的聯(lián)系，這就顯示出橋梁柱施工技術(shù)以及防護(hù)技術(shù)更新、完善的重要性?？绾４髽蛟谖覈?guó)沿海地區(qū)也是相對(duì)比較常見的，因此在跨海大橋的建設(shè)中，一定要考慮到大海對(duì)橋梁柱基礎(chǔ)質(zhì)量的影響，尤其是海水對(duì)大橋結(jié)構(gòu)的侵蝕損害作用，特別是對(duì)鋼筋混凝土的損害。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究還不是很完善，因此，為確?？绾４髽驑蛄褐ㄔO(shè)的質(zhì)量，延長(zhǎng)大橋的使用壽命，研究海水的成分對(duì)大橋建筑材料的影響，并根據(jù)所產(chǎn)生的影響提出具有針對(duì)性和可實(shí)施性的預(yù)防和防護(hù)措施。

1 海水與淡水的分析與比較

（1）從兩者的組成成分上說，海水中含有高濃度的氯化鈉及其他礦物鹽，且各種化學(xué)成分比較穩(wěn)定，淡水的化學(xué)成分是氫和氧，含有很少量的化學(xué)物質(zhì)；

（2）從兩者的密度上說，海水因含有礦物鹽故其密度要高于淡水的密度；

（3）從食用性上說，由于海水中鹽的密度比人的體液的濃度大，喝下后會(huì)析出體液中的水分而使人體失水。

對(duì)于跨海大橋的橋梁柱基礎(chǔ)建設(shè)來說，為避免其受到海水侵蝕的破壞，有必要了解清楚海水的成分，尤其是各種礦物鹽的含量，才能采取更具有針對(duì)性的防護(hù)措施。提出的措施具有可操作性，才能保證施工過程的科學(xué)、合理的順利進(jìn)行，確保大橋順利的完工。

2 潮汐變化對(duì)橋梁柱基礎(chǔ)質(zhì)量的影響與防護(hù)措施

橋梁柱的建設(shè)過程：混凝土持續(xù)、有序的灌注，再加上時(shí)間的作用，慢慢混凝土?xí)?，最終會(huì)按照一個(gè)模型固定下來，就形成了具有固定和支撐效果的橋梁柱。潮水的漲潮和落潮會(huì)引起海底地下的水壓降低或升高，這一變化勢(shì)必會(huì)影響到混凝土的凝固過程，會(huì)將表面的或是還未凝固的混凝土被海水沖刷掉，造成樁基的坍塌，導(dǎo)致橋梁柱建設(shè)的質(zhì)量，更為嚴(yán)重的后果是產(chǎn)生斷樁斷柱事件，對(duì)交通運(yùn)輸以及個(gè)人的生命安全來說都是得不償失的。為此，對(duì)有關(guān)跨海大橋的橋梁柱基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了相應(yīng)的防護(hù)措施。

（1）控制鋼制導(dǎo)管的位置，避免導(dǎo)管中倒灌進(jìn)水。

（2）保證鋼筋混凝土的相對(duì)高度，在灌注的過程中，潮汐的變化會(huì)對(duì)原先設(shè)定的高度產(chǎn)生影響，會(huì)使高度發(fā)生變化，為了確保高度能夠達(dá)到設(shè)定的要求，這就要保證在每一次灌注時(shí)，都要重新測(cè)量高度并進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，對(duì)灌注速度也是有一定的要求的，要快速且符合標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行灌注；

（3）盡量避免潮汐對(duì)其的影響，這就需要一種快速凝固的技術(shù)，比較常見的做法就是在混凝土中加入快速凝固劑，這樣就能相對(duì)縮短凝固時(shí)間；

（4）合理安排施工的時(shí)間，要根據(jù)海水的漲潮規(guī)律來安排相對(duì)穩(wěn)定的施工時(shí)間，最大限度地避免漲潮或落潮時(shí)間的施工。

3 海水對(duì)鋼筋混凝土的侵蝕及防護(hù)措施

3.1 海水對(duì)鋼筋混凝土的侵蝕作用

因海水中含有大量的礦物鹽成分，這些成分會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生侵蝕破壞作用。根據(jù)以往資料可知，侵蝕作用分為溶出性侵蝕、陽離子交換型侵蝕和膨脹性侵蝕。

溶出性侵蝕是由于水泥混凝土與海水間的相互作用中，兩者的成分發(fā)生劇烈的變化而逐漸形成的，這一侵蝕作用的形成，是在海水滲入到混凝土的過程中形成的，如果沒有滲入這一過程的，溶出性侵蝕就不會(huì)發(fā)生。

陽離子交換型侵蝕是由于海水中含有的鈉離子和鎂離子，這兩種陽離子的交換過程中產(chǎn)生的。其交換作用的化學(xué)反應(yīng)過程如下：

Mg2+ +Ca（OH）2→Mg（OH）2 +Ca2+

Mg2+ + 3CaO.2SiO2.2H2O→3Ca2++3Mg（OH）2+2SiO2.H2O

根據(jù)這一化學(xué)反應(yīng)方程式可知，氫氧化鎂是固體，其溶解度很低，由于沉淀的存在，才導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)朝著向右的方向進(jìn)行，使溶液的PH值升高，導(dǎo)致海水中其他成分的含量不穩(wěn)定，尤其是具有侵蝕性作用的物質(zhì)的存在，進(jìn)而產(chǎn)生腐蝕。隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)使混凝土之間的縫隙變大，進(jìn)而使?jié)B透率提高，形成反應(yīng)的副產(chǎn)品即石膏，這將導(dǎo)致另一種腐蝕—膨脹性侵蝕。

膨脹性侵蝕是在混凝土和外界的硫酸鹽離子相接觸時(shí)產(chǎn)生的，尤其在水位變化時(shí)，這種作用就更為明顯了。

3.2 相應(yīng)的防護(hù)措施

防護(hù)措施主要從建筑材料（混凝土）自身來提出的。具體措施如下：

（1）從混凝土的化學(xué)成分可知，氫氧化鈣是具有侵蝕作用的。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)可知，在混凝土中添加燒煤灰、煤渣以及磨細(xì)的礦物質(zhì)殘留等材料可以有效地降低氫氧化鈣的含量；

（2）混凝土的制作是一定比例的水和灰摻和而形成的。那么水灰比的作用就顯而易見了。

（3）在混凝土表面加入涂層，就類似于在人的皮膚表面涂防曬霜或者是在食品中加入防腐劑等，作用的實(shí)質(zhì)都是一樣的，都是避免外界無關(guān)物質(zhì)的破壞以及侵蝕；

（4）在施工前期，要選擇一下耐腐性比較好的建筑材料，不能為了節(jié)約施工成本而選擇一些低廉且質(zhì)量不高的材料，在購(gòu)買建筑材料時(shí)要有一定的檢測(cè)，不能盲目地進(jìn)行購(gòu)買。

4 其他因素對(duì)橋梁柱基礎(chǔ)質(zhì)量的影響及防護(hù)技術(shù)

在綜合考慮各種因素的作用下，該施工技術(shù)要求采用一次性澆筑混凝土的施工工藝，減少一些大型設(shè)備或者是稀缺設(shè)備的應(yīng)用。

5 結(jié)語：

潮汐的變化對(duì)橋梁柱基礎(chǔ)質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，會(huì)破壞橋梁柱的穩(wěn)固性。本研究據(jù)此提出了四點(diǎn)防治措施來避免潮汐變化對(duì)橋梁柱混凝土質(zhì)量的損害。本研究分析了海水中的化學(xué)成分以及其對(duì)混凝土的侵蝕，并根據(jù)腐蝕的種類提出具有針對(duì)性的防護(hù)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]王增賢，林柏章，張建中，馮忠居.海水對(duì)橋梁樁基礎(chǔ)質(zhì)量影響評(píng)價(jià)與防護(hù)技術(shù)[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2010（11）：157-161.

[2]盧麗艷.橋梁樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量通病及控制策略[J].交通世界.運(yùn)輸車輛，2015（33）：128-129.