淺談排水箱涵修復(fù)加固方案分析

文/王昱昊 合肥市市政設(shè)計(jì)研究總院有限公司 安徽合肥 230001

1、工程概況

某城市排水箱涵全長1755米，箱涵斷面形式多樣，側(cè)墻由實(shí)心磚或漿砌塊石等材料砌筑，頂板結(jié)構(gòu)為整澆鋼筋混凝土板或預(yù)制鋼筋混凝土蓋板，底板結(jié)構(gòu)為整澆鋼筋混凝土板，局部無底板。

該段排水箱涵建成運(yùn)行已達(dá)十余年，常年處于潮濕且微腐蝕的環(huán)境中。目前，該段排水箱涵整體腐蝕，老損較為嚴(yán)重，存在很大的結(jié)構(gòu)安全隱患，亟待對(duì)該段排水箱涵進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全檢測并進(jìn)行修復(fù)加固設(shè)計(jì)。

2、箱涵存在的問題

2.1 砌筑墻體

由于砌塊的缺失，砌筑墻體普遍發(fā)生松動(dòng)現(xiàn)象；砌筑砂漿老化、強(qiáng)度較低（貫入法檢測砌筑砂漿強(qiáng)度值4.64～7.02MPa）、局部脫落處出現(xiàn)空洞；漿砌塊石勾縫砂漿或磚砌墻體抹面砂漿老化脫落。砌筑墻體存在漏水、滲水、斷裂、坍塌、缺失，側(cè)墻基礎(chǔ)被水流沖刷淘空等現(xiàn)象。

2.2 梁及頂板

箱涵梁及頂板主要為整澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，局部頂板為預(yù)制鋼筋混凝土蓋板。頂板裂縫較多，有些區(qū)段混凝土碳化嚴(yán)重（強(qiáng)度檢測值較低），鋼筋普遍出現(xiàn)銹脹裸露現(xiàn)象，部分梁板已斷裂，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全性。

2.3 基礎(chǔ)及底板

箱涵底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（強(qiáng)度等級(jí)C15～C25），混凝土老化、破損、沖蝕嚴(yán)重，沖坑較多且局部較深，部分區(qū)域箱涵無底板，基礎(chǔ)下已被掏空。

2.4 變形縫

由于該區(qū)段箱涵為砌體結(jié)構(gòu)箱涵，變形縫內(nèi)大多未設(shè)置止水帶，故多處變形縫位置滲漏嚴(yán)重，有的甚至已出現(xiàn)錯(cuò)位，縫寬超過規(guī)范限值。

3、箱涵問題分類

結(jié)合箱涵建筑物現(xiàn)場安全監(jiān)測報(bào)告中反應(yīng)的損壞程度，按照輕重緩急，對(duì)需修復(fù)部分及相應(yīng)的加固方案分類敘述：

3.1 Ⅰ類（急需修復(fù)）

梁或底板混凝土老化嚴(yán)重、骨料外露、受力鋼筋（含梁箍筋）銹脹外露，鋼筋銹蝕超過30%，甚至部分鋼筋出現(xiàn)斷裂。

3.2 Ⅱ類（必須修復(fù)）

梁（板）跨中出現(xiàn)貫穿性或環(huán)狀裂縫梁及頂板混凝銹脹外露，鋼筋銹蝕低于土保護(hù)層脫落，受力鋼筋（含梁箍筋）30%且未出現(xiàn)斷裂。墻體有空洞、破損、坍塌，底板出現(xiàn)嚴(yán)重破損、沖坑或基礎(chǔ)被掏空。

3.3 Ⅲ類（需要修復(fù)）

砌筑砂漿老化、缺失，形成孔洞漏水伸縮縫、變形縫出現(xiàn)漏水孔洞、發(fā)生錯(cuò)位；墻體出現(xiàn)裂縫。

3.4 Ⅳ類（待修復(fù)）

抹面砂漿老化脫落；變形縫已出現(xiàn)滲水但并不嚴(yán)重。以該段排水箱涵建筑物現(xiàn)場安全監(jiān)測報(bào)告為依據(jù)，在遵循現(xiàn)行規(guī)范的前提下，以不同的等級(jí)要求對(duì)修復(fù)加固目標(biāo)進(jìn)行分類：1.確保箱涵在現(xiàn)狀荷載工況不變的條件下，滿足本年度汛期排水要求；2.確保箱涵在現(xiàn)狀荷載工況下不變的條件下，5年內(nèi)滿足汛期排水要求；3.確保箱涵達(dá)到原設(shè)計(jì)使用年限及要求。

4、箱涵結(jié)構(gòu)修復(fù)加固方案

4.1 Ⅰ類工程

此類工程排水箱涵承載力很低，不宜擾動(dòng)，應(yīng)優(yōu)選開挖施工，將原破損的頂板移除并更換。如現(xiàn)場不具備開挖施工的條件，可采取內(nèi)部修復(fù)方案，主要分兩步實(shí)施：第一，先將松酥腐蝕的混凝土層剔除,待完全露出混凝土及鋼筋新鮮面后，采用高強(qiáng)聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)厚度應(yīng)大于30mm。；第二，梁底采用厚度5mm、寬度同梁寬、長度同梁長、材質(zhì)為Q235B的鋼板；梁兩端各加設(shè)兩道厚度4mm、寬度150mm和100mm、凈間距150mm的U型箍；在裂縫處再加設(shè)數(shù)道厚度4mm、寬度100mm、凈間距100mm的U型箍，范圍要完全覆蓋裂縫區(qū)。板底應(yīng)根據(jù)鋼筋斷裂的根數(shù)，順著鋼筋方向粘貼厚度4mm、寬度50mm的鋼板帶，粘貼條數(shù)比鋼筋斷裂根數(shù)要多一到兩條，粘貼長度要超出露筋邊緣500mm或至側(cè)墻根部。設(shè)置必要的鋼支撐。鋼支撐方案應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況，采用工字鋼、槽鋼、角鋼等型鋼，制作梁式、單門式或多門式鋼支撐體系進(jìn)行加固。當(dāng)側(cè)墻為混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)支撐體系可采用化學(xué)錨栓錨固于側(cè)墻上；當(dāng)側(cè)墻為磚石砌體結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)支撐體系要生根于基礎(chǔ)。

4.2 Ⅱ類工程

一是梁（板）跨中出現(xiàn)貫穿性或環(huán)狀裂縫，應(yīng)先進(jìn)行修補(bǔ)裂縫或堵漏，再針對(duì)垂直于裂縫或伸縮縫進(jìn)行粘鋼加固；粘鋼采用厚度4mm、寬度100mm、長度1000mm的Q235B鋼板、凈間距根據(jù)裂縫嚴(yán)重程度選擇為100-200mm即可。粘鋼要用A級(jí)改性環(huán)氧樹脂雙組份結(jié)構(gòu)膠，裂縫或伸縮縫兩邊分別用三個(gè)M16的化學(xué)錨栓進(jìn)行錨固，裂縫或伸縮縫要居中。二是梁及頂板混凝土保護(hù)層脫落，受力鋼筋（含梁箍筋）銹脹外露，鋼筋銹蝕低于30%且未出現(xiàn)斷裂。針對(duì)此種問題，應(yīng)先進(jìn)行鋼筋除銹，再采用高強(qiáng)聚合物砂漿修補(bǔ)；三是墻體有空洞、破損、坍塌，可采用普通C25混凝土塞堵；針對(duì)底板出現(xiàn)嚴(yán)重破損、沖坑或基礎(chǔ)被掏空，可采用高強(qiáng)聚合物砂漿修補(bǔ)或普通C25混凝土塞堵。

4.3 Ⅲ類工程

對(duì)于因砌筑砂漿缺失而形成的漏水孔洞、伸縮縫及變形縫處的漏水孔洞、墻體的不規(guī)則裂縫，應(yīng)采用化學(xué)注漿法進(jìn)行修補(bǔ)裂縫或堵漏。

4.4 Ⅳ類工程

對(duì)脫落部分采用M10防水砂漿抹面。

[1]GB50367-2013混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[2]JGJ145-2013混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社，2013.