CN101929168A - 用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加固方法，具体设计为一种用强化纤维复合材料布包裹水下桩柱的加固方法，涉及桥梁或码头等水中建筑物水下桩柱身维修加固，不需要打设围堰隔离水，可采取水下直接加固。先用水下环氧修补砂浆恢复原问题桩截面尺寸；再用强化纤维复合材料布包裹；这种复合纤维材料布在施工时为柔韧的编织布，在水下固化后就成了强硬的板状材料，具有良好的抗冲刷及抗腐蚀功能。包裹高度须超出桩柱缺陷范围。本发明采用强化纤维复合材料布对水中桩柱身直接进行包裹，不再采取其他处理措施，即能满足设计和使用的要求。

Description

用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法

技术领域

本发明涉及桥梁或码头等水中建筑物水下桩柱身维修加固，不需要打设围堰隔离水，可采取水下直接加固的一种方法。

背景技术

建筑领域对水中桩柱身传统的加固方法为：先打设围堰隔离水，围堰多用钢护筒，并用混凝土进行封底；然后抽出护筒内的水，再对桩柱身进行修复加固处理。传统方法费工、费时、费钱，且存在一定的难度和安全风险。

目前，接近本发明的加固方法为采用纤维增强复合材料网格筋加固水下结构，为北京特希达技术研发有限公司2009年申请的发明专利。虽然也采用了不打设围堰隔离水，进行水下包裹的施工方法，但其缺点是仍需在纤维增强复合材料网格筋外面设置隔离体，对隔离体进行水下混凝土封底，在隔离体与桩柱间灌注水下环氧树脂或水下不分散砂浆或水下不分散混凝土，工艺仍显繁琐。

发明内容

本发明发明的目的是：为了修补桥梁、码头等水中建筑物表面有缺陷或受冲刷腐蚀的水下混凝土桩柱，克服现有加固方法的诸多缺点和工艺上的不足，本发明专利采用强化纤维复合材料布对水中桩柱身直接进行包裹，不再采取其他处理措施，即能满足设计和使用的要求。

为完成上述发明目的，本发明是这样实现的，本发明按以下步骤进行实施：

第一步：派遣专业潜水员对桩柱身破损处进行混凝土敲除、水下打磨机打磨处理。

第二步：潜水员直接用砂浆团或者水下修补砂浆涂抹在破损处，并用刮刀刮平直至修复到原结构尺寸。

第三步：根据桩柱身直径及破损处的高度确定复合材料布的包裹面积，确定相应裁复合材料布的长度。

第四步：根据复合纤维布包裹面积确定树脂需求量。

第五步：用滚筒将配置好的树脂均匀的涂刷在纤维表面。

第六步：潜水员将已经涂刷好的带有树脂的复合材料布环向包裹在桩柱身上，确保复合材料布与桩柱身包裹紧密。

由于传统的建筑领域对水中桩柱身的加固方法要先打设围堰隔离水，并用混凝土进行封底，然后再抽出护筒内的水，才能对桩柱身进行修复加固处理。相比于传统的方法，本发明就显得更为省工、省时、省钱，在操作难度系数上也相对要低，安全风险相应降低。

对上述方案作进一步的细化，本发明所采用的所述的复合材料布由强化纤维布与憎水配套树脂胶湿合形成。纤维布是良好的桥梁、隧道、混凝土结构抗震、加固、补强材料；所述的强化纤维布可为玻璃纤维布、芳纶纤维布或玻璃与芳纶纤维混合编织布。所以此处用纤维布与树脂胶湿合形成复合材料布，复合材料布在施工时为柔软的编制布，在水中固化后形成强硬的板状材料。因为树脂胶润湿性与其表面张力、内聚力大小有关，表面张力越小，内聚力越小，其粘附、扩散作用越大。反之则越小。所以，相应的复合材料布在水中会固化形成强硬的板状材料，从而达到对桩柱身的修复作用。

所述的砂浆由环氧树脂和石英砂配置而成，所述的环氧树脂与石英砂的配置比例为1∶0.8-1.2，石英砂规格为50-100目。砂浆是以环氧树脂、石英砂为基料制作而成的高强度、抗腐蚀、耐磨损的材料。具有性能优良，施工简便，快捷，无毒、无污染等特点。它的应用领域是：主要应用于水工建筑物流面的抗冲磨损，抗气蚀与抗冻融保护，以及破坏后的修护；应用于混凝土建筑物的缺陷修补以及补强与加固处理。

本发明所述的强化纤维复合材料布采取环向搭接的方式。可以使整个破损部分都被包裹在其中，补偿竖向钢筋强度损失，而且能够起到牢固的效果；还可在所述的复合材料布外围包裹围束复合材料布，围束复合材料布为宽度较窄的长条形式，纹理横向包裹，补偿箍筋强度损失，就是在原有的复合材料布环向搭接的基础上再在外围包裹围束复合材料布，能够使原有的环向搭接的复合材料布更为牢固。

对上述方案作进一步的细化，其中用滚筒将配置好的树脂均匀涂刷在纤维布表面时采取双面涂刷，每平方米纤维布需要的树脂为0.85KG-1.2KG。这样能够使纤维布更充分地接触到树脂，从而使纤维布与树脂胶湿合形成的纤维复合材料布在水中固化形成的强硬的板状材料更为均匀与坚固，以达到更好的对桩柱身的修复效果。

本发明专利采用的技术方案是：先用水下环氧修补砂浆恢复原问题桩截面尺寸；再用强化纤维复合材料布包裹，以补足竖向钢筋及箍筋因锈蚀可能的强度下降；这种复合纤维材料布在施工时为柔韧的编织布，在水下固化后就成了强硬的板状材料，具有良好的抗冲刷及抗腐蚀功能。强化复合材料布包裹有两种形式：一为纯复合材料布包裹，纹理沿纵向包裹，主要补偿竖向钢筋强度损失；二为在复合材料布外围再包裹围束复合材料布，围束复合材料布为宽度较窄的长条形式，纹理横向包裹，主要补偿箍筋强度损失。包裹形式和数量均依据设计要求进行施工。包裹高度须超出桩柱缺陷范围。当然水下的施工可由专业的潜水员完成。

本发明专利的有益效果是，施工简便、易行、高效。

附图说明

图1为桩柱身包裹加固立面结构图

图2为图1的E-E剖面图

图3为桩柱身表面缺陷状况示意图

具体实施方式

为使读者更加清楚的了解本发明的应用，下面结合附图对发明作进一步的阐述。

具体实施例1：

如图1所示，在水位线4以下部分桩柱身有破损部位5，对其进行进行修复。先用水下环氧修补砂浆恢复原问题桩截面尺寸；再用强化纤维复合材料布1包裹，以补足竖向钢筋6因锈蚀可能的强度下降；这种复合纤维材料布在施工时为柔韧的编织布，在水下固化后就成了强硬的板状材料，具有良好的抗冲刷及抗腐蚀功能。强化复合材料布1包裹形式：为纯复合材料布1包裹，纹理沿纵向包裹，主要补偿竖向钢筋6强度损失。包裹形式和数量均依据设计要求进行施工。包裹高度须超出桩柱缺陷5范围。当然水下的施工可由专业的潜水员完成。

本发明按以下步骤进行实施的：

第一步：派遣专业潜水员对桩柱身破损处5进行混凝土敲除、水下打磨机打磨处理，这样可以使桩柱身表层的氧化层去除，砂浆更好地与桩柱身结合。

第二步：潜水员直接用砂浆团或者水下修补砂浆涂抹在破损处，并用刮刀刮平直至修复到原结构尺寸，直接在水下进行涂抹砂浆，省去了诸多繁琐工艺，使修复起来更加方便，快速。所述的砂浆有环氧树脂与石英砂配置而成，环氧树脂与石英砂的配置比例为1∶(0.8-1.2)。石英砂的要求是规格为50-100目，此种石英砂能更好地在水下与桩柱身结合。此规格石英砂既适合做粘接砂浆，有适合做抹面砂浆，满足此工艺的要求。

第三步：根据桩柱身直径D及破损处的高度L确定复合材料布1的包裹面积，确定相应裁复合材料布1的长度，为了避免浪费，根据破损的长度来确定复合材料的长度，这样可以使修复更具有普遍性，和实用性。

第四步：根据复合纤维布1包裹面积确定树脂需求量，树脂的需求量是每平方米纤维布需要0.85-1.2KG，这样纤维布不至于太厚，也不会造成涂抹不均的问题。树脂能在水下不扩散，24小时基本凝固，且抗压强度不低于45MPA，抗拉强度不低于35MPA。有利于水下工程的实施，不会因为压力问题造成桩柱身不能进行修复。

第五步：用滚筒将配置好的树脂均匀的涂刷在纤维表面，双面涂刷，采用双面涂刷的方式能够使纤维布更充分地接触到树脂，从而使纤维布与树脂胶湿合形成的纤维复合材料布在水中固化形成的强硬的板状材料更为均匀与坚固，以达到更好的对桩柱身的修复效果。

第六步：潜水员将已经涂刷好的带有树脂的复合材料布环向包裹在桩柱身上，确保复合材料布与桩柱身3包裹紧密。可以使整个破损部分都被包裹在其中，补偿竖向钢筋强度损失，而且能够起到牢固的效果。

具体实施例2：

在上述方案的基础上作进一步的改进，本实施例展示了该发明还对箍筋的破坏具有修复和保护作用。先用水下环氧修补砂浆恢复原问题桩截面尺寸；再用强化纤维复合材料布1包裹，以补足箍筋7因锈蚀可能的强度下降；这种复合纤维材料布在施工时为柔韧的编织布，在水下固化后就成了强硬的板状材料，具有良好的抗冲刷及抗腐蚀功能。强化复合材料布包裹形式：在复合材料布外围再包裹围束复合材料布，围束复合材料布为宽度较窄的长条形式，纹理横向包裹，主要补偿箍筋强度损失。包裹数量均依据设计要求进行施工，包裹高度须超出桩柱缺陷5范围。当然水下的施工可由专业的潜水员完成。

本发明按以下步骤进行实施的：

第一步：派遣专业潜水员对桩柱身破损处5进行混凝土敲除、水下打磨机打磨处理，这样可以使桩柱身表层的氧化层去除，砂浆更好地与桩柱身结合。

第二步：潜水员直接用砂浆团或者水下修补砂浆涂抹在破损处，并用刮刀刮平直至修复到原结构尺寸，直接在水下进行涂抹砂浆，省去了诸多繁琐工艺，使修复起来更加方便，快速。

第三步：根据桩柱身直径D及破损处的高度L确定复合材料布1的包裹面积，确定相应裁复合材料布1的长度，为了避免浪费，根据破损的长度来确定复合材料的长度，这样可以使修复更具有普遍性，和实用性。

第四步：根据复合纤维布1包裹面积确定树脂需求量，树脂的需求量是每平方米纤维布需要0.85-1.2KG。

第五步：用滚筒将配置好的树脂均匀的涂刷在纤维表面，双面涂刷，采用双面涂刷的方式能够使纤维布更充分地接触到树脂，从而使纤维布与树脂胶湿合形成的纤维复合材料布在水中固化形成的强硬的板状材料更为均匀与坚固，以达到更好的对桩柱身的修复效果。

第六步：潜水员将已经涂刷好的带有树脂的复合材料布环向包裹在桩柱身上，确保复合材料布与桩柱身3包裹紧密。可以使整个破损部分都被包裹在其中，补偿竖向钢筋强度损失，而且能够起到牢固的效果。

第七步：潜水员将已经涂刷好的带有树脂的围束复合材料布2横向包裹在复合材料布1上，确保围束复合材料布2与复合材料布1包裹紧密。围束复合材料布为宽度较窄的长条形式，纹理横向包裹，补偿箍筋强度损失，就是在原有的复合材料布环向搭接的基础上再在外围包裹围束复合材料布，能够使原有的环向搭接的复合材料布更为牢固。

以上仅为本发明之较佳实施例，但其并不限制本发明的实施范围，即不偏离本发明的权限要求所作之等同变化，皆为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：按以下步骤进行实施

(1)派遣专业潜水员对桩柱身破损处进行混凝土敲除、水下打磨机打磨处理；

(2)潜水员直接用砂浆团或者水下修补砂浆涂抹在破损处，并用刮刀刮平直至修复到原结构尺寸；

(3)根据桩柱身直径及破损处的高度确定复合材料布的包裹面积，确定相应裁复合材料布的长度；

(4)根据复合纤维布包裹面积确定树脂需求量；

(5)用滚筒将配置好的树脂均匀的涂刷在纤维表面；

(6)潜水员将已经涂刷好的带有树脂的复合材料布环向包裹在桩柱身上，确保复合材料布与桩柱身包裹紧密。

2.根据权利要求1所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：所述的复合材料布由强化纤维布与憎水配套树脂胶湿合形成。

3.根据权利要求2所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：所述的强化纤维布可为玻璃纤维布、芳纶纤维布或玻璃与芳纶纤维混合编织布。

4.根据权利要求1所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：所述的砂浆由环氧树脂和石英砂配置而成。

5.根据权利要求5所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：所述的环氧树脂与石英砂的配置比例为1∶0.8-1.2。

6.根据权利要求5所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：所述的石英砂规格为50-100目。

7.根据权利要求1所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：每平方米纤维需要的树脂为0.85KG-1.2KG。

8.根据权利要求1所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：强化纤维复合材料布采取环向搭接的方式。

9.根据权利要求1所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：用树脂涂刷纤维布表面时采用双面涂刷。

10.根据权利要求1所述的用强化纤维复合材料布包裹水中桩柱的加固方法，其特征在于：还可在所述的复合材料布外围包裹围束复合材料布；围束复合材料布为宽度较窄的长条形式，纹理横向包裹。

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