胡建國 柴春鸝
(1. 大慶油田路橋工程有限責(zé)任公司,黑龍江 大慶 163411)
某橋梁工程設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年,橋梁長度2528.2m,寬度32m,橫向分為左右幅,雙向共6車道,其中樁基為鉆孔灌注樁,混凝土為C35混凝土,樁基數(shù)量為328個(gè),樁徑為Φ1.2~Φ2.0m。因?yàn)樵摌蛄汗こ痰靥巵啛釒ШQ笮詺夂騾^(qū)域,所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)腐蝕情況,若不能及時(shí)應(yīng)用合理的防護(hù)措施,將可能導(dǎo)致橋梁使用壽命受到影響,并且從整體上來看,各個(gè)構(gòu)件之中,處境最為惡劣的即為樁基,樁基頂部處于水位變動(dòng)區(qū)域以及浪濺區(qū)域,其余部分則完全處于水下,能夠受到的腐蝕破壞較為嚴(yán)重,所以針對(duì)其應(yīng)用科學(xué)合理的大橋樁基防腐措施十分重要。
將提升混凝土保護(hù)層厚度作為該橋梁工程中的主要防腐蝕措施之一,同時(shí),對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說,也是延長期壽命的最簡單有效且最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的一種方式,但是其厚度并非可以任意增加,如果出現(xiàn)厚度過大的情況,混凝土自身的收縮性以及脆性則可能導(dǎo)致該保護(hù)層出現(xiàn)裂縫情況,進(jìn)而則能夠?qū)е缕鋵?duì)于鋼筋起到的保護(hù)作用被削減。在本次橋梁工程之中,將混凝土保護(hù)層厚度提高至100mm,不僅與該工程的實(shí)際情況相符合,也能夠滿足相關(guān)規(guī)定中有關(guān)于混凝土保護(hù)層厚度的基本要求[1]。
第二個(gè)應(yīng)用頻率較高的防腐措施,即為應(yīng)用高性能的混凝土。高性能混凝土有利于提升其中的密實(shí)性,且可促使其中對(duì)于氯離子進(jìn)行抵抗的性能增強(qiáng),也就能夠?qū)崿F(xiàn)其中耐久性能的提升。從整體上來看,高性能混凝土自身具有良好的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性、工作性以及密實(shí)性等,特別是抗氯離子滲透性較高,可以對(duì)侵蝕介質(zhì)向鋼筋中滲入的時(shí)間延長,也就可以提升樁基的耐久性。對(duì)具有加高防腐性能的混凝土進(jìn)行配置,需要使用高標(biāo)號(hào)的優(yōu)質(zhì)水泥、高活性的摻和料、性能良好的骨料以及高效的減水劑,在本次橋梁工程中,混凝土耐久性指標(biāo)為抗離子滲透性在1100C以下,同時(shí)要求氯離子的擴(kuò)散系數(shù)為在3.0×10-12m2/s以下。
在對(duì)基本防腐措施進(jìn)行應(yīng)用的過程中,還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理應(yīng)用附加防腐措施,也就是保留施工鋼護(hù)筒,以能夠?qū)K蚴瞧渌苄缘母g介質(zhì)向混凝土中的侵入起到控制作用,且其中的施工成本不會(huì)顯著提升。在本次橋梁工程之中,鋼護(hù)筒的底部應(yīng)該位于沖刷線之下1.5m的位置,頂部則應(yīng)進(jìn)入到承臺(tái)混凝土內(nèi)5~10m,同時(shí)控制壁厚度為12mm。一般情況下,鋼護(hù)筒的銹蝕速度應(yīng)為0.2mm/年,對(duì)附加防腐措施進(jìn)行應(yīng)用之后,混凝土中出現(xiàn)氯離子滲透情況的時(shí)間則可延后約60年,且鉆孔灌注樁自身具有一定的耐久性,所以可以認(rèn)為,該樁基能夠具有100年以上的使用壽命。
在本次橋梁工程之中使用的混凝土原材料為普通硅酸鹽水泥,各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均與國家相關(guān)規(guī)定相符合,特別是鋁酸三鈣占比處于6~12%之間,氯離子占比在0.03%以下,完全與高性能混凝土配置標(biāo)準(zhǔn)相符合。并且,在粗骨料之中,碎石粒徑最小為5mm,最大為25mm,同時(shí)級(jí)配優(yōu)良,壓碎指標(biāo)是7.7%,含泥料是0.2%,另外,使用普通中砂作為細(xì)骨料,普通中砂的模數(shù)是2.6,同時(shí)級(jí)配優(yōu)良,含泥量是1.2%,水溶性氯化物折合氯離子的含量在細(xì)骨料中的占比不大于0.02%。樁基部分所用的礦物摻和料包含磨細(xì)高爐礦渣以及粉煤灰,有利于促使混凝土之中的抗氯離子滲透性得到提升,要求粉煤灰的品質(zhì)為II級(jí)以上,磨細(xì)高爐礦渣應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn) 440m2/kg,且在施工過程中,各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用條件均用于《高強(qiáng)度高性能混凝土用礦物外加劑》相關(guān)要求相符合,且為了促使混凝土的耐久性以及工作性得到提升,還需合理使用高效減水劑[2]。
在本次橋梁工程之中,針對(duì)樁基部分使用海工耐久混凝土,應(yīng)該保障其中的配合比與設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求以及耐久性要求相符合,且因?yàn)闃痘糠滞耆幱谒乱约八蛔儎?dòng)的區(qū)域,所以要求將其中的混凝土水膠比控制在0.4以下,配置方法則與常規(guī)形式的混凝土相同。需要注意的是,為了保障海工耐久混凝土的質(zhì)量能夠切實(shí)滿足耐久性要求,還需適當(dāng)降低其中的水膠比,并對(duì)摻和料的使用量進(jìn)行調(diào)整,以能夠使抗氯離子滲透性指標(biāo)與相關(guān)要求相符合,也就更有利于優(yōu)化樁基配合比。
對(duì)混凝土進(jìn)行拌和時(shí),應(yīng)注意對(duì)各項(xiàng)原材料的質(zhì)量進(jìn)行合理控制,適當(dāng)提升抽樣頻率,且在開展攪拌工作時(shí),應(yīng)對(duì)投料的順序以及進(jìn)行攪拌的時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制,首先對(duì)摻和料以及細(xì)骨料進(jìn)行干拌,之后加入部分拌和用水以及水泥,最后加入外加劑、骨料以及其余的拌和用水,且拌和時(shí)間相對(duì)于常規(guī)混凝土來說,應(yīng)該延長至少140s。
進(jìn)行混凝土施工過程中,針對(duì)水下部分進(jìn)行灌注混凝土所應(yīng)用的導(dǎo)管,應(yīng)該相對(duì)于普通導(dǎo)管的直徑更大,增加幅度應(yīng)為50mm,且進(jìn)行提管應(yīng)注意反復(fù)數(shù)次抽插,最后則應(yīng)使超灌量處于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上1m的位置,以保障樁頂混凝土以及樁芯的密實(shí)程度,同時(shí)避免護(hù)筒壁相關(guān)位置出現(xiàn)夾泥夾渣情況等情況,另外,在進(jìn)行澆筑操作時(shí),還應(yīng)注意對(duì)混凝土強(qiáng)度、擴(kuò)散系數(shù)、滲透性等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。
在針對(duì)保護(hù)層進(jìn)行施工的過程中,墊塊的原材料應(yīng)為水灰比在0.40以下的砂漿,或是可以采用細(xì)石混凝土進(jìn)行制作,且墊塊的密實(shí)程度以及強(qiáng)度均優(yōu)于樁基混凝土,另外,在進(jìn)行清孔操作時(shí),應(yīng)該反復(fù)開展刮孔工作,以對(duì)孔徑進(jìn)行確認(rèn),同時(shí)也可以避免護(hù)壁泥皮厚度過大導(dǎo)致保護(hù)層厚度與相關(guān)要求不符的情況出現(xiàn)[3]。
根據(jù)上文,針對(duì)橋梁施工樁基防腐工作,一般應(yīng)采用混凝土基本防腐施以及附加防護(hù)措施,且需注意優(yōu)化混凝土的原材料、配合比,并針對(duì)施工過程進(jìn)行嚴(yán)格控制,以保障各方面指標(biāo)水平均能夠與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合,也就有利于提升橋梁工程整體的質(zhì)量,同時(shí)延長其使用壽命。但是,因?yàn)楹Q髮儆诟g性較強(qiáng)的環(huán)境,所以為了對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕相關(guān)問題進(jìn)行更加有效的解決,還需要積極對(duì)新技術(shù)和新材料進(jìn)行開發(fā),以促使混凝土結(jié)構(gòu)具有更加優(yōu)良的耐久性。