吳俊1 徐斌2

【摘要】本文針對(duì)舟山老塘山港區(qū)一碼頭裂縫修補(bǔ)加固施工工程實(shí)例進(jìn)行分析，對(duì)于因?yàn)槌?fù)荷運(yùn)用而導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)的裂縫問題，提出了碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)的施工方案，闡述了選用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)的施工工藝和注意事項(xiàng)以及驗(yàn)證了碳纖維布加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)適合鋼筋混凝土的加固修補(bǔ)。

【關(guān)鍵詞】碳纖維布?碼頭?橫梁?裂縫?加固修補(bǔ)

1?工程概述

舟山老塘山港區(qū)一碼頭始建于2007年，歷經(jīng)5年運(yùn)營，長期處于疲勞以及超負(fù)荷使用中，任其發(fā)展必將影響碼頭安全運(yùn)行。該碼頭為高樁梁板式結(jié)構(gòu)，由棧橋與平臺(tái)兩部分組成，碼頭設(shè)計(jì)泊靠8萬噸級(jí)沿海貨輪，然而在一次超設(shè)計(jì)噸級(jí)船舶?？窟^程中，碼頭一橫梁因遭超負(fù)荷撞擊在海側(cè)端產(chǎn)生幾道應(yīng)力性通長裂縫，縫寬近2～4mm不等，且有繼續(xù)開展的趨勢(shì)。在裂縫開展不能控制下，通過與設(shè)計(jì)單位的溝通和研究，我們決定采用粘貼碳纖維布的加固措施來限制結(jié)構(gòu)的變形并進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)裂縫結(jié)構(gòu)以保證結(jié)構(gòu)的承載力與耐久性達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求。

2?加固方案以及施工工藝

由于該加固修補(bǔ)部位位于碼頭下橫梁，因潮水影響可施工時(shí)間非常有限，且現(xiàn)場無法架設(shè)大型施工機(jī)具，使用功能要求加固后不過分改變結(jié)構(gòu)物外形尺寸，又要滿足投入使用后承載的碼頭自身靜荷載和碼頭上部門機(jī)運(yùn)作和?？看白矒魰r(shí)的動(dòng)荷載，以及考慮到海水環(huán)境中使用耐久性的要求，我們決定選用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)施工工藝。

2.1?灌漿法施工

（1）因碼頭橫梁裂縫近2～4mm左右，故需先對(duì)橫梁裂縫內(nèi)部進(jìn)行灌漿施工，對(duì)橫梁內(nèi)部進(jìn)行填滿密實(shí)，使橫梁結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量恢復(fù)到設(shè)計(jì)使用要求。

（2）灌漿施工工藝流程圖

（3）對(duì)于砼構(gòu)件上大于0.3mm的裂縫，灌漿前需沿裂縫鑿成“V”形槽再封縫，而對(duì)于大體積混凝土或大型結(jié)構(gòu)上的深裂縫，需在裂縫上進(jìn)行鉆孔灌漿，對(duì)于走向不規(guī)則的裂縫，除騎縫鉆孔外，另需加鉆斜孔，擴(kuò)大灌漿通路。鉆孔后，需將裂縫鉆孔周邊砼碎屑粉塵清理干凈。

（4）在裂縫端頭處、交叉處以及裂縫貫穿處，鉆孔內(nèi)均埋設(shè)灌漿嘴，其間距當(dāng)縫寬小于1mm時(shí)，為350～500mm，當(dāng)縫寬大于1mm時(shí)，為500～1000mm，埋設(shè)時(shí)，先在灌漿嘴的底盤上抹一層環(huán)氧膠泥，將灌漿嘴的進(jìn)漿孔騎縫粘貼在預(yù)定的位置上[1]。

（5）對(duì)于“V”形槽的裂縫，先在“V”形槽面上，用毛刷涂刷一層厚1～2mm環(huán)氧樹脂漿液，涂刷平整均勻，防止出現(xiàn)氣孔和波紋，再抹上水泥砂漿（本工程采用固特邦HPM-W鋼筋網(wǎng)加固用高性能復(fù)合砂漿封縫）對(duì)裂縫進(jìn)行封縫。

（6）裂縫封閉后進(jìn)行壓氣試漏，檢查封縫效果，待封縫砂漿有一定強(qiáng)度時(shí)再進(jìn)行試漏，試漏前沿裂縫涂一層肥皂水，從灌漿嘴通入壓縮空氣，凡漏氣處均予修補(bǔ)密封至不漏為止。

（7）灌注漿液配制按照原料不同的配方進(jìn)行，漿液一次配備數(shù)量，以漿液的凝固時(shí)間及進(jìn)漿速度來確定，本工程漿液采用固特邦HPG-A無收縮自流密實(shí)水泥基高強(qiáng)澆注料。

2.2?碳纖維布修復(fù)加固方案

1.混凝土基底處理。

（1）將灌注漿液砼構(gòu)件表面殘缺、破損部分清理干凈，對(duì)經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分，采用固特邦HPM-W鋼筋網(wǎng)加固用高性能復(fù)合砂漿進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原，達(dá)到表面平整。

（2）對(duì)貼片范圍進(jìn)行定位、彈墨線，按修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

（3）將構(gòu)件表面凸出部分（混凝土構(gòu)件交接部位、模板的錯(cuò)差等）打磨平整，修復(fù)后的砼面要盡量平順。棱角的部位，用磨光機(jī)磨成圓角，圓角半徑宜≥30mm，最小不得小于20mm。

（4）清洗打磨過的構(gòu)件表面，并使其充分干燥，可使用廢棄棉被進(jìn)行清潔擦干，或采用煤氣噴燈，在控制噴燈移動(dòng)速度、噴燈與混凝土表面間距情況下烘烤，在取得除濕和清除苔跡的效果后，立即進(jìn)行電動(dòng)鋼絲輪打磨，以去除橫梁表面浮灰、污漬以及油污等附著物。

2.涂底層涂料。

（1）本工程底層涂料碳纖維浸漬粘貼膠采用固特邦JN-C3PA/B劑，把粘貼膠的A劑和B劑按配膠重量比A：B=100：40稱量準(zhǔn)確后放人容器內(nèi)，用攪拌器拌合均勻。

（2）用滾筒刷均勻地涂抹粘貼膠，滾筒刷不應(yīng)含有任何加溶劑。

（3）粘貼膠指觸干燥后，在構(gòu)件表面有凝結(jié)凸起時(shí)，用砂紙磨光。磨光后若露出混凝土基面，再補(bǔ)涂粘貼膠。指觸干燥時(shí)間因環(huán)境氣溫不同而不同，一般在1h到3d之間變化。

（4）本粘貼膠施工環(huán)境應(yīng)干燥、通風(fēng)、粘貼面潔凈干燥、無油污，固化環(huán)境溫度不低于5℃，在氣溫5℃以下、相對(duì)濕度RH>85%、混凝土表面含水率在8%以上，有結(jié)露而無有效措施時(shí)，不得施工[2]。

3.粘貼碳纖維片。

（1）防止碳纖維片受損，碳纖維片在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裁切和粘貼過程中，嚴(yán)禁受到彎折，因此，貼片前應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸裁切碳纖維片，每段長度一般以不超過6m為宜，要使用更長的片材時(shí)，除精心防止彎折外，對(duì)脫泡（即趕出氣泡）、滲浸過程必須加倍謹(jǐn)慎操作，為防止片材在保管過程中損壞，片材的裁切數(shù)量應(yīng)以當(dāng)天的用量為準(zhǔn)[3]。

（2）貼片前用滾筒刷均勻地涂抹粘結(jié)膠，稱為下涂。下涂的涂量標(biāo)準(zhǔn)如下：200g/m2的碳纖維片，400～500g/m2;300g/m2的碳纖維片，500～600g/m2。涂量根據(jù)施工部位的粗糙程度而變化，拱起部分、拐角部分、纖維片搭接部位以及殘缺修補(bǔ)處要多涂一些。

（3）碳纖維布300mm寬，貼片時(shí)，碳纖維布絲方向與裂縫垂直，裂縫兩邊各150mm寬，纖維片沿結(jié)構(gòu)裂縫縱向接頭處搭接長度必須在10cm以上，且在該部位多涂抹粘結(jié)膠;在碳纖維片和粘貼膠之間不應(yīng)留有空氣，為此，應(yīng)用專用工具沿著纖維方向在碳纖維片上多次滾壓，使粘結(jié)膠充分滲浸碳纖維片中。

（4）纖維片施工半小時(shí)（根據(jù)干燥程度）后，用滾筒刷均勻涂抹粘結(jié)膠，稱為上涂。上涂涂量標(biāo)準(zhǔn)如下：300g/m2的纖維片，200～100g/m2;300g/m2的纖維片，300～200g/m2。上涂時(shí)和（3）一樣，用脫泡羅拉沿纖維方向用力滾壓2～3次，使纖維內(nèi)部補(bǔ)充、滲浸粘結(jié)樹脂。

（5）需粘貼2層以上碳纖維片時(shí)，必須在首層修補(bǔ)完空鼓后再進(jìn)行第二層碳纖維布的粘貼。

（6）如碳纖維片在施工中產(chǎn)生空鼓，處理方法如下：

①在碳纖維片空鼓處打開2個(gè)以上的孔，使用注射器從孔中注入粘結(jié)膠;

②沿纖維方向稍微割開，再用橡膠刮板、毛刷沾上適量粘貼膠，填進(jìn)割開的縫內(nèi)。

4.養(yǎng)護(hù)。

（1）粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護(hù)24h達(dá)到初期固化，并應(yīng)保證固化期間不受干擾;

（2）在每道工序以后粘貼膠固化之前，用塑料薄膜等遮擋以防止風(fēng)沙或雨水侵襲;

（3）當(dāng)粘貼膠固化期間存在氣溫降低到5℃以下的可能時(shí)，可采用低溫粘貼膠，或采取有效的加溫措施;

3?碳纖維布加固施工優(yōu)勢(shì)

⑴碳纖維布重量輕，施工時(shí)不用任何重型設(shè)備，其厚度很薄，不需要較大的空間;

⑵采用高彈性模量的碳纖維布加固鋼筋砼結(jié)構(gòu)，能取得類似于鋼板加固的同等效果，但其結(jié)構(gòu)重量未增加，外表也輕巧美觀[4];

⑶由于加固只使用碳纖維和配套粘貼膠，因此不會(huì)產(chǎn)生生銹現(xiàn)象，并且具有耐海水環(huán)境腐蝕等性能，碳纖維布本身具有極好的抗化學(xué)作用，非常適合碼頭加固并保證其耐久性;

⑷在該橫梁加固工程中使用碳纖維布，為工程節(jié)約了資金，也大大縮短了施工周期。

4?結(jié)語

該碼頭裂縫橫梁在經(jīng)過碳纖維布粘貼加固施工后，達(dá)到了設(shè)計(jì)使用指標(biāo)并順利通過了舟山市質(zhì)檢中心對(duì)其的實(shí)體檢測(cè)。綜上所述，碳纖維布粘貼加固施工工藝是加固鋼筋砼構(gòu)件行之有效的方法，值得在碼頭等類似加固工程中推廣應(yīng)用，以取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：