張強(qiáng)林 張祥龍 吳衍劍

（中國(guó)電建集團(tuán)福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 福建福州 350003）

0 引言

高樁承臺(tái)基礎(chǔ)是目前海上風(fēng)電工程應(yīng)用較多的基礎(chǔ)型式之一，基礎(chǔ)一般設(shè)置有1 套頂靠和1 套側(cè)靠共2 套靠泊系統(tǒng)供運(yùn)維人員上下使用?？坎聪到y(tǒng)下部通過(guò)2～3 個(gè)抱箍與鋼管樁緊緊固定，上部與承臺(tái)澆筑時(shí)提前埋設(shè)的鋼板可靠焊接。高樁承臺(tái)基礎(chǔ)帶靠泊構(gòu)件照片如圖1 所示。施工時(shí)靠泊構(gòu)件的安裝一般先吊至預(yù)定位置，上部先與預(yù)埋鋼板進(jìn)行焊接，下部則趁潮水位安裝樁上固定抱箍。

圖1 高樁基礎(chǔ)靠泊構(gòu)件照片

受海上風(fēng)浪條件惡劣影響，某海上風(fēng)場(chǎng)一機(jī)位的高樁承臺(tái)基礎(chǔ)靠泊構(gòu)件在僅僅與上部埋件進(jìn)行了焊接時(shí)即有船只違規(guī)?？?，造成了靠泊構(gòu)件脫落，連帶承臺(tái)預(yù)埋鋼板也被拔起，預(yù)埋件埋筋被拉斷，但連接部位承臺(tái)混凝土完好，埋板周邊僅部分承臺(tái)表層混凝土脫落，現(xiàn)場(chǎng)照片如圖2 所示?？坎礃?gòu)件打撈后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)無(wú)質(zhì)量問(wèn)題，僅需將與承臺(tái)連接焊接段鋼管（此連接段鋼管一端與承臺(tái)埋件焊接，一端與主體結(jié)構(gòu)間通過(guò)法蘭連接）替換后仍可以繼續(xù)使用。因此本次處理的主要內(nèi)容即設(shè)法在承臺(tái)上原埋件位置繼續(xù)設(shè)置可靠鋼板埋件即可。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)照片

考慮現(xiàn)場(chǎng)條件及海上施工難度，經(jīng)過(guò)多種方案比選，最終確定在原埋件位置通過(guò)化學(xué)植筋法植入帶肋鋼筋固定埋板的方案，此法對(duì)承臺(tái)混凝土的損傷也足夠小。本文即對(duì)此次的化學(xué)植筋法進(jìn)行了介紹，以期通過(guò)本次應(yīng)用，為后繼其他海上工程應(yīng)用時(shí)提供一定的參考。

1 化學(xué)植筋法

化學(xué)植筋法是在原有建構(gòu)筑物上通過(guò)鉆設(shè)小孔、灌注化學(xué)膠體、插入植入筋、固化養(yǎng)護(hù)等，通過(guò)植入筋體將加固物與原有建構(gòu)筑物進(jìn)行可靠連接?；瘜W(xué)植筋法在陸上既有建筑結(jié)構(gòu)加固改造中常用［1］，港口碼頭靠泊改造也有但不多［2］，海上應(yīng)用尚未見(jiàn)到。

2 化學(xué)植筋設(shè)計(jì)

靠泊構(gòu)件埋件原設(shè)計(jì)的預(yù)埋筋為帶肋鋼筋，直徑25 mm，含彎折段總長(zhǎng)為1 000 mm，材質(zhì)三級(jí)鋼，而承臺(tái)混凝土為C50混凝土。

2.1 植筋選型

根據(jù)規(guī)范［3］第15.1.1 條，植筋所用的筋體可用帶肋鋼筋和全螺紋螺桿兩種。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件（現(xiàn)場(chǎng)各直徑的帶肋紋鋼筋多，而全螺紋螺桿需新購(gòu)置），本次植筋采用帶肋鋼筋，材質(zhì)、直徑同原埋件預(yù)埋筋。植筋體的一端加工成帶螺紋樣子，便于與新上鋼板通過(guò)螺母、墊片等固定。

2.2 植筋布置

原埋件板平面尺寸為700 mm×700 mm，共布設(shè)9 根鋼筋，錨筋間距約250 mm。本次錨筋布設(shè)位置既要避開(kāi)承臺(tái)混凝土側(cè)壁鋼筋及原預(yù)埋筋的位置，又要與靠泊構(gòu)件連接鋼管及加強(qiáng)肋焊接方便，還要考慮海上施工不便需盡量減少鉆孔深度節(jié)省作業(yè)時(shí)間。

結(jié)合本基礎(chǔ)靠泊構(gòu)件單個(gè)埋件的受荷特點(diǎn)分析，最終確定錨筋布設(shè)方案如圖3 所示，共布設(shè)植筋12 根。

圖3 錨筋布設(shè)方案圖

2.3 植筋長(zhǎng)度

本錨固承臺(tái)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，植筋直徑為25 mm，植筋膠為A 級(jí)膠，根據(jù)圖4 布置計(jì)算，本次植筋間距最小176 mm（約7 d），植筋邊距100 mm（約4 d）。

本次施工主要為海上環(huán)境，各孔位一次鉆完，最后統(tǒng)一注膠及植筋，故混凝土孔壁潮濕影響系數(shù)取1.1。

施工溫度不超過(guò)60 ℃，故使用環(huán)境影響系數(shù)取1.0。

根據(jù)規(guī)范［3］第15.2.2 條計(jì)算公式，按不利情況計(jì)算植入筋體的錨固長(zhǎng)度約620 mm。考慮施工環(huán)境、施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)重要性程度等綜合因素，結(jié)合文獻(xiàn)［1］的試驗(yàn)研究成果，最終確定本次植筋體植入段長(zhǎng)度為750 mm。

2.4 植筋施工

植筋施工工序同陸上常規(guī)植筋施工工序方法類(lèi)似，主要為搭設(shè)施工平臺(tái)、定位放線(xiàn)、鉆孔、清孔、填膠、植筋及固化養(yǎng)護(hù)等。

（1）搭設(shè)施工平臺(tái)。由于本次埋件修復(fù)是在海上作業(yè)，且在圓形承臺(tái)側(cè)壁上鉆孔植筋。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件借助基礎(chǔ)承臺(tái)頂面進(jìn)行固定，兩側(cè)下垂爬梯，兩爬梯下端搭設(shè)鉆孔植筋臨時(shí)施工作業(yè)面。

（2）定位放線(xiàn)。考慮被撞掉靠泊構(gòu)件的主體結(jié)構(gòu)仍可使用，本次僅需在原預(yù)埋件位置原位新固定一鋼板即可。因此本次新上鋼板的定位中心、埋設(shè)方位均與原預(yù)埋件一致，相關(guān)植筋孔位根據(jù)相對(duì)埋件中心根據(jù)圖2 來(lái)確定。

（3）鉆孔施工。原植筋孔位布設(shè)位置未考慮與承臺(tái)側(cè)壁周邊鋼筋布置碰撞情況，實(shí)際鉆孔前先利用探筋儀等手段對(duì)擬鉆孔位附近的鋼筋分布進(jìn)行探明，如與鉆孔有影響則對(duì)孔位進(jìn)行微調(diào)。

考慮所植鋼筋直徑為25 mm，本次鉆孔直徑定為32 mm，采用與鉆孔直徑一致的常規(guī)水鉆進(jìn)行鉆孔?？紤]到后期對(duì)新上鋼板的固定，鉆孔過(guò)程中要求鉆孔基本垂直基礎(chǔ)承臺(tái)側(cè)面，深度偏差控制5 mm 以?xún)?nèi)。鉆孔孔位混凝土芯樣如圖4 所示。

圖4 孔位混凝土芯樣圖

（4）清孔。采用高壓氣體將每個(gè)孔位清理干凈，同時(shí)也使用長(zhǎng)條毛刷、吹氣筒等仔細(xì)清孔并重復(fù)幾次，以保證孔內(nèi)清潔。

（5）灌膠及植筋。通過(guò)專(zhuān)用的注膠槍從孔底位置開(kāi)始灌膠，預(yù)估灌膠位置約為孔深1/3 時(shí)開(kāi)始進(jìn)行旋轉(zhuǎn)插筋，確保能達(dá)到孔底并微調(diào)復(fù)核植筋位置以保證基本處于孔心位置后，沿順時(shí)針或逆時(shí)針進(jìn)行單向旋轉(zhuǎn)多次，以保證膠體能與鋼筋及混凝土孔壁粘結(jié)密實(shí)。如旋轉(zhuǎn)插筋后孔外有植筋膠流出，說(shuō)明孔內(nèi)充實(shí)飽滿(mǎn)。

（6）固化養(yǎng)護(hù)。植筋后為保證植筋質(zhì)量，建議按植筋膠的建議固化時(shí)間來(lái)等待膠體固化，同時(shí)植筋后應(yīng)盡量減少外界擾動(dòng)，避免對(duì)膠體固定造成破壞，影響施工效果。本次修復(fù)加固是考慮所有植筋孔位全部鉆孔完畢后統(tǒng)一注漿植筋，膠體固化時(shí)間為3 d。同時(shí)由于所處環(huán)境為海上強(qiáng)腐蝕性環(huán)境，植筋外漏段也進(jìn)行了覆膜保護(hù)。

2.5 新上鋼板加工

植筋施工期間，提前按原埋件鋼板大小加工鋼板，并在對(duì)應(yīng)位置開(kāi)穿筋孔，墊片及配套螺母等也相應(yīng)提前備好，以便后期膠體固化完成后緊固鋼板使用。

2.6 新上鋼板固定

新上鋼板固定施工前需清除原埋件附近混凝土并整平，以便后續(xù)鋼板的埋設(shè)施工。

考慮到承臺(tái)基礎(chǔ)為圓弧面，為保證固定鋼板能同原混凝土面緊密契合，對(duì)與埋件鋼管面的交接混凝土進(jìn)行鑿毛處理。新上鋼板固定后，在對(duì)兩者之間的縫隙用高強(qiáng)灌漿料進(jìn)行充填密封，以保證交接面的連接可靠。

2.7 現(xiàn)場(chǎng)防腐處理

后期了解現(xiàn)場(chǎng)情況得知，植筋錨固鋼板及靠泊構(gòu)件施工一切正常，同時(shí)在對(duì)鋼板、墊片及錨筋在進(jìn)行海上常規(guī)防腐外，還設(shè)置了保護(hù)帽（類(lèi)似于金屬小盒子套在錨筋、墊片外，同時(shí)小盒子周邊也與鋼板進(jìn)行了點(diǎn)焊）對(duì)連接位置進(jìn)行了保護(hù)。

3 結(jié)論

針對(duì)某海上風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的靠泊構(gòu)件，在尚未安裝完成時(shí)意外被撞落于海中，承臺(tái)上的連接預(yù)埋件被拉脫，預(yù)埋筋被拉斷，而靠泊構(gòu)件主體完好。根據(jù)搜集到的資料，提出通過(guò)化學(xué)植筋法在原埋件位置重新埋設(shè)鋼板，而后對(duì)靠泊構(gòu)件正常施工的方案。從實(shí)際施工過(guò)程來(lái)看，此化學(xué)植筋法固定埋板的處理效果較好，也便于施工，可以供其他海上風(fēng)場(chǎng)工程做參考。