高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題機(jī)理研究與修復(fù)分析

韓雨連

中誠(chéng)國(guó)際海洋工程勘察設(shè)計(jì)有限公司 山東青島 266061

從高樁梁板式碼頭的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，其結(jié)構(gòu)仍存有一定的耐久性問(wèn)題，導(dǎo)致工程質(zhì)量不能得到有效的保障。因此，相關(guān)部門和人員有必要加強(qiáng)對(duì)高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的研究與分析，并找出相應(yīng)的修復(fù)對(duì)策，從而確保高樁梁板式碼頭的施工質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)海上運(yùn)輸事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)出現(xiàn)耐久性問(wèn)題的主要原因

高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)存在耐久性問(wèn)題的原因主要?dú)w結(jié)于以下幾點(diǎn)：第一、高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題可以認(rèn)為是混凝土工程存有的共性問(wèn)題?，F(xiàn)今我國(guó)建筑行業(yè)中除《碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有概述性要求，在具體設(shè)計(jì)中，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題沒(méi)有其他相應(yīng)的詳細(xì)規(guī)范可以依照。同時(shí)在實(shí)際的施工過(guò)程中，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多數(shù)會(huì)考慮到工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而往往忽視了對(duì)工程耐久性的考慮，進(jìn)而在一定程度上影響了混凝土工程的壽命。第二、高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)還會(huì)因環(huán)境因素造成的影響，導(dǎo)致耐久性問(wèn)題的出現(xiàn)。高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用在較為惡劣的自然環(huán)境中，會(huì)受到很多有害介質(zhì)的侵害和腐蝕。高樁梁板式碼頭還會(huì)因其自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而出現(xiàn)耐久性問(wèn)題，此類結(jié)構(gòu)在使用中，上部分是梁板結(jié)構(gòu)，下部分是透空結(jié)構(gòu)，會(huì)出現(xiàn)空氣流通性不良的情況，再加上海水成分的侵蝕作用，導(dǎo)致其工作環(huán)境過(guò)于惡劣，從而使其結(jié)構(gòu)耐久性得到下降。

2 高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的機(jī)理研究

高樁梁板式碼頭采用鋼管樁作為樁基結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼管樁的耐久性問(wèn)題即為鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕問(wèn)題。鋼管樁結(jié)構(gòu)具有良好的機(jī)械、物理、施工特性，特別是位于地質(zhì)條件復(fù)雜、風(fēng)浪較大及需要盡早投產(chǎn)的專業(yè)化碼頭和深水泊位中，擁有其他材料所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。高樁梁板式碼頭混凝土工程結(jié)構(gòu)的耐久性機(jī)理分析：在實(shí)際的施工過(guò)程中，混凝土包裹著鋼筋結(jié)構(gòu)，能夠在鋼筋表面形成一層緊密、難熔的保護(hù)膜，簡(jiǎn)稱鈍化膜，使鋼筋的表面工作環(huán)境呈高堿性，對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)起到了十分有效的保護(hù)作用，能夠確保鋼筋不會(huì)受到海水的腐蝕和侵害。而一旦混凝土的堿性環(huán)境降低，這層鈍化膜就會(huì)被逐漸破壞，從而造成對(duì)其內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)的銹蝕，直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性。出現(xiàn)上述耐久性問(wèn)題的主要機(jī)理有以下幾點(diǎn)體現(xiàn)：

2.1 氯離子侵入混凝土

在海水中存有較多的氯離子，通常會(huì)以海水或海霧的形式侵入到混凝土中，造成對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，影響其壽命。其影響機(jī)理為：氯離子侵入混凝土結(jié)構(gòu)表面，與鈍化膜發(fā)生反應(yīng)，減低鈍化膜的PH值，使鈍化膜變?yōu)樗嵝?，造成鈍化膜的局部破損。之后，因混凝土自身結(jié)構(gòu)的不均勻，出現(xiàn)腐蝕電池現(xiàn)象，從而使鈍化膜表面出現(xiàn)蝕坑，并且隨著腐蝕電池作用的增加，擴(kuò)大蝕坑的發(fā)展。再加上氯離子的去極化作用和導(dǎo)電作用，致使混凝土結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的破壞，加速對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的腐蝕[1]。其中電化學(xué)腐蝕反應(yīng)原理如下：

2.2 海水中的硫酸鹽侵蝕混凝土

海水中存有的硫酸鹽也會(huì)侵蝕混凝土結(jié)構(gòu)，與混凝土中存有的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈣，之后再同水泥中的CaO·A1203·12H20發(fā)生反應(yīng)，生成鈣礬石。因鈣礬石的體積較原本混凝土的體積大，從而產(chǎn)生一定的膨脹作用，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成影響。并且在受到氯離子的侵害之后，這種膨脹作用會(huì)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的破壞效果。

3 高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的修復(fù)對(duì)策

首先，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)的使用壽命進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的水灰比進(jìn)行嚴(yán)格的把控，避免水灰比過(guò)大。并且要對(duì)混凝土的使用量進(jìn)行把控，在確?；炷撩軐?shí)性的同時(shí)，盡可能降低造價(jià)成本。同時(shí)，要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋進(jìn)行防腐防蝕處理，在碼頭結(jié)構(gòu)表面噴蓋防腐層，提高保護(hù)效果。

其次，對(duì)高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)出現(xiàn)耐久性破壞的部分進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)，加強(qiáng)對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)的檢查維修工作。針對(duì)耐久性問(wèn)題做到早發(fā)現(xiàn)早處理，避免出現(xiàn)維護(hù)成本的浪費(fèi)。并且選擇合理有效的修復(fù)材料，必須確保修復(fù)材料具備較強(qiáng)的粘結(jié)能力，且抗腐蝕性和強(qiáng)度都較高，可以快速干硬，從而實(shí)現(xiàn)更好的封閉效果。

最后，鋼管樁的防腐蝕相關(guān)措施包括復(fù)合包覆技術(shù)、海洋護(hù)甲防腐保護(hù)系統(tǒng)、無(wú)線遙測(cè)防腐監(jiān)測(cè)等。復(fù)合包覆層由于在一般情況下屬于熱收縮性的材料，所以在包覆成型過(guò)程中具有自收縮特點(diǎn)，將緊緊包覆于被保護(hù)的結(jié)構(gòu)，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)腐蝕損傷的構(gòu)件，亦能利用這類收縮能力把腐蝕產(chǎn)物緊密包覆在局部腐蝕的地方，這樣鋼管樁的腐蝕產(chǎn)物剝落或膨脹就不會(huì)出現(xiàn)。海洋護(hù)甲防腐保護(hù)系統(tǒng)護(hù)甲抗沖擊性能好，可以抵抗極端惡劣的氣候環(huán)境，而且其護(hù)甲長(zhǎng)久耐用，施工方法簡(jiǎn)單快捷，在水上或在水下都可以進(jìn)行施工，能夠避免海洋生物( 如牡蠣) 對(duì)鋼管樁表面的破壞。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)今，隨著高樁梁板式碼頭結(jié)構(gòu)在碼頭建設(shè)施工中應(yīng)用的不斷深入，其結(jié)構(gòu)存有的不足也逐漸顯露出來(lái)，主要體現(xiàn)為會(huì)受到海水中部分成分的沖蝕，造成對(duì)混凝土的破壞，并造成鋼筋的腐蝕，以及鋼管樁結(jié)構(gòu)的腐蝕，從而使其結(jié)構(gòu)耐久性受到嚴(yán)重影響。因此，相關(guān)部門和人員必須對(duì)此類型碼頭結(jié)構(gòu)出現(xiàn)耐久性問(wèn)題的機(jī)理進(jìn)行細(xì)致的分析，結(jié)合實(shí)際情況，采用合理有效的修復(fù)對(duì)策，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)和加固處理，從而提高碼頭結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，為碼頭的使用提供更加安全的保障。