CN104929165A - 水工基桩的加固与防护系统及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水工基桩的加固与防护系统及修复方法，所述系统包括围绕于基桩的破损区域的套筒，所述套筒的底部设置有紧贴基桩的密封条，所述套筒内部围绕基桩的破损区域处包裹有纤维格栅，所述套筒内部与基桩之间设置有限位器，所述套筒与基桩之间填充有浆料。所述方法采用所述系统实现。本发明施工简单，可有效降低基桩的修复难度，并缩短施工周期。

Description

水工基桩的加固与防护系统及修复方法

技术领域

本发明涉及水工建筑物的修复加固与防护领域，特别是涉及一种水工基桩的加固与防护系统及修复方法。

背景技术

建筑物结构的基桩容易因环境腐蚀、负载、震动、冲击而损坏，影响建筑物的局部或整体的承载功能。尤其是在海洋、湿热和腐蚀性水流冲击环境下，基桩在水流的反复冲击、氯化物和酸碱的侵蚀、干湿和冷冻等交互作用下，容易产生混凝土开裂和剥落、骨料损失、钢筋腐蚀等现象，降低桩基的承载力。因此，随着时间的迁移，常常需要对基桩进行修复。

目前路桥基桩修复防护的方法主要有粘贴钢板、粘贴纤维复合材料、增大截面积、改变结构体系、体外预应力法等五种方法。但是上述技术中的方法在水下施工时，存在需围堰及排水作业，施工工艺复杂，施工周期长，施工成本高，且维护时间短等缺陷。

近年来，国内出现利用玻纤套筒加固水下墩柱的装置，较传统的修复加固技术方法有所改进，但是其存在以下缺陷：需安装复杂的支架体系，玻璃纤维套筒需预制好，玻璃纤维套筒占用的体积大导致安装和运输不便捷，反复开模难以实现标准化生产与供给，顶部的压缩密封件的密封性和耐久性差等等。尤其对基桩大、破损严重、承载强度需求较高的基桩加固领域，其难以达到要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种水工基桩的加固与防护系统，降低基桩的修复难度，并缩短施工周期。

基于此，有必要提供一种水工基桩的修复方法，降低基桩的修复难度，并缩短施工周期。

一种水工基桩的加固与防护系统，包括围绕于基桩的破损区域的套筒，所述套筒的底部设置有紧贴所述基桩的未破损区域的密封条，所述套筒内部围绕基桩的破损区域处包裹有纤维格栅，所述套筒内部与所述基桩的未破损区域之间设置有限位器，且所述限位器位于所述密封条上部，所述套筒与基桩之间填充有浆料。

在其中一个实施例中，所述浆料为水下固化聚酯灌浆料。

在其中一个实施例中，所述套筒的顶部涂抹有用于密封所述套筒顶部与所述基桩之间缝隙的泥铲级密封剂。

在其中一个实施例中，所述套筒围绕所述基桩的卡口处安装有用于固定所述卡口的连接件。

在其中一个实施例中，所述套筒为圆形或方形。

在其中一个实施例中，所述纤维格栅具有2层或2层以上。

一种水工基桩的修复方法，所述修复方法采用以上所述的水工基桩的加固与防护系统，所述修复方法包括：

根据所述基桩的尺寸大小裁剪并组装所述套筒；

将所述纤维格栅包裹于所述基桩的破损区域处；

沿轴向打开所述套筒，并在所述套筒的底部粘接所述密封条；

在所述套筒的顶部涂抹所述泥铲级密封剂并将打开的所述套筒围绕包裹所述纤维格栅；

在所述套筒与所述基桩的间隙中注入所述水下固化聚酯灌浆料；

待所述水下固化聚酯灌浆料固化后用所述泥铲级密封剂密封所述套筒顶部。

在其中一个实施例中，所述修复方法还包括：

对所述基桩的破损区域进行表面处理。

在其中一个实施例中，所述根据所述基桩的尺寸大小裁剪并组装所述套筒包括：

根据所述基桩的尺寸大小裁剪用于组装所述套筒的板材；

用所述连接件链接裁剪好的所述板材。

在其中一个实施例中，所述修复方法还包括：

用临时紧固带固定所述套筒，并通过自攻螺丝固定所述连接件以连接打开的所述套筒的两侧卡口。

以上所述水工基桩的加固与防护系统及修复方法，采用套筒、可低温水下快速固化的高粘接强度的聚酯灌浆料及纤维格栅复合加固与防护破损的基桩，施工简单，有效降低了基桩的修复难度，并缩短了施工周期。

附图说明

图1为一实施例的水工基桩的加固与防护系统的结构图；

图2为连接件固定套筒后的结构图；

图3为纤维格栅的结构示意图；

图4为一实施例的修复方法的流程图；

图5为另一实施例的修复方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

建筑基桩破损之后，由于其结构发生了变化，承重能力也会相应发生变化，如果不及时修复，可能会造成巨大损失。尤其是水工建筑基桩，为此，需要对基桩的破损区域进行修复。

如图1所示，一实施例的水工基桩的加固与防护系统包括围绕于基桩1的破损区域4的套筒2，所述套筒2的底部设置有紧贴基桩1的未破损区域的密封条3，所述套筒2内部围绕基桩1的破损区域4处包裹有纤维格栅9，所述套筒2内部与基桩1的未破损区域之间设置有限位器5，所述套筒2与基桩1之间填充有浆料6。

套筒2可以是高强度、防腐蚀性的板材。根据基桩的尺寸大小可以将板材剪裁成套筒，然后用连接件7将板材链接起来，只留出竖直方向可以打开的卡口，由此卡口可以打开套筒，将套筒围绕于基桩上。卡口本身设置有连接件7，只是连接件7并没有将卡口固定，将套筒围绕于基桩上后，即可由连接件7固定住卡口。通常水下作业时，将套筒2围绕于基桩时，可以将套筒2深入底部泥线下，以减少套筒2底部受到的压力。具体的，套筒2根据基桩1的不同采用不同的形状时，可以是圆形或者方形等。将套筒2围绕于基桩1后，可以采用连接件7将套筒2固定，具体如图2所示。连接件7设置于套管的外部，连接件的形状7可以根据套筒2形状的不同灵活应用，连接件7可以采用塑料或钢质的材料，需要具有防腐蚀性。

密封条3在套筒2的底部并与基桩1紧贴。套筒2的长度要可以全部包裹基桩的破损区域4，而密封条3与基桩1的紧贴位置为基桩的无破损处，可以保证套筒2与基桩1之间稳定性。

如图3所示，纤纤格栅9可以是方格状，也可以是类似的形状。纤维格栅9可以是聚酯材料、碳纤维、玻璃纤维等。根据基桩1的破损区域4的面积和深度，可以在破损区域4处包裹1层、2层、3层甚至多层纤维格栅9。在灌注浆料6时，浆料6与纤维格栅9混合，可以增加整个套筒的防护强度，提高修复的力度。浆料6可以是水下固化聚酯灌浆料，其可在低温水下快速固化，并具有高粘接强度，可充分将基桩1的破损区域4全部填充满，并迅速固化，提升修复的力度。

以上所述水工基桩的加固与防护系统，采用套筒2、可低温水下快速固化的高粘接强度的聚酯灌浆料6及纤维格栅9复合加固与防护破损的基桩1，施工简单，有效降低了基桩的修复难度，并缩短了施工周期。

如图1中所示，限位器5设置在套筒2与基桩1之间。限位器5可以预先安装在套筒2内部，与套筒2为一体结构。限位器5需要分别设置在套筒2的上下部位，限位器5需要多个，多个限位器5可以使套筒2与基桩1之间的位置相对稳定，防止在水压下产生移动。通过限位器5可以限定套筒2、纤维格栅9及基桩1之间的位置，将基桩1、纤维格栅9和套筒2隔开，使基桩1与纤维格栅9之间、纤维格栅9与套筒2之间均具有一定的间距。一定的间距可以在灌注水下固化聚酯灌浆料时，保证浆料分布的均匀，并使破损区域4处全部覆盖水下固化聚酯灌浆料，提升修复的强度。

套筒2的顶部涂抹有泥铲级密封剂8，泥铲级密封剂8具有高强度的密封性，可避免在修复后套筒2内部进水，延长基桩1的使用寿命。

如图4所示，一实施例的水工基桩的修复方法，修复方法采用以上的水工基桩的加固与防护系统，具体包括步骤S2至S12。

步骤S2，根据所述基桩1的尺寸大小裁剪并组装所述套筒2。在对基桩1进行修复时，需要根据基桩1的尺寸具体的裁剪相应的套筒2。套筒2的长度要可以全部包裹基桩的破损区域4，因此，在进行裁剪时，可以将板材裁剪的相对较破损区域4的占据的长度要长一些。可以采用高强度、防腐蚀性的板材进行裁剪。根据基桩1的形状，可以将板材裁剪为不同的形状，如方形或圆形等。将裁剪后的板材通过连接件7进行组装，组装后的套管可以只留出两个可以打开的套筒边，沿着轴向方向向外可以打开套筒边从而打开套筒。

步骤S4，将所述纤维格栅9包裹于所述基桩1的破损区域4处。纤维格栅9可以是聚酯材料、碳纤维、玻璃纤维等。根据基桩1的破损区域4的面积和深度，可以在破损区域4处包裹1层、2层、3层甚至多层纤维格栅9。

步骤S6，沿轴向打开所述套筒2，并在所述套筒2的底部粘接所述密封条3。沿轴向方向可以由套筒边打开套筒，并预先在套筒2的底部粘接密封条3。

步骤S8，在所述套筒2的顶部涂抹所述泥铲级密封剂8并将打开的所述套筒围绕包裹所述纤维格栅9。沿轴向方向由套筒边打开套筒后，在套筒顶部涂抹泥铲级密封剂8，并将套筒2围绕在基桩1上，即包裹住纤维格栅9。此时，密封条3在套筒2的底部可以与基桩1紧贴。套筒2的长度可以全部包裹基桩的破损区域4，而密封条3与基桩1的紧贴位置为基桩的无破损处，可以保证套筒2与基桩1之间稳定性。套筒2内部预先安装有限位器5，限位器5具有多个，可以分别设置在套筒2的上下部位，限位器5与套筒2为一体结构。当套筒2围绕在基桩1上时，限位器5位于套筒2与基桩1之间，可以使套筒2与基桩1之间的位置相对稳定，防止在水压下产生移动。

步骤S10，在所述套筒2与所述基桩1的间隙中注入所述水下固化聚酯灌浆料。通过人工或机器作业可以将水下固化聚酯灌浆料注入到套筒2与基桩1之间的间隙中。固化聚酯灌浆料可在低温水下快速固化，并具有高粘接强度，可充分将基桩1的破损区域4全部填充满，并迅速固化，提升修复的力度。同时，固化聚酯灌浆料与纤维格栅9混合，可以增加整个套筒的防护强度，提高修复的力度。同时，由于套筒2具有限位器5，限位器5可以限定套筒2、纤维格栅9及基桩1之间的位置，将基桩1、纤维格栅9和套筒2隔开，使基桩1与纤维格栅9之间、纤维格栅9与套筒2之间均具有一定的间距。一定的间距可以在灌注水下固化聚酯灌浆料时，保证浆料分布的均匀，并使破损区域4处全部覆盖水下固化聚酯灌浆料，提升修复的强度。

步骤S12，待所述水下固化聚酯灌浆料固化后用所述泥铲级密封剂密封所述套筒顶部。泥铲级密封剂8具有高强度的密封性，可避免在修复后套筒2内部进水，延长基桩1的使用寿命。

在对基桩1的破损区域4进行修复时，为了保证修复的效果，需要提前对破损区域4进行表面处理，包括清除结构表面的泥浆、水生物、松散的混凝土、处理钢材锈蚀的表面以及其他结构物表面的杂质，并适当打磨结构物表面。可以在步骤2之前或者之后对破损区域4进行表面处理。

以上所述水工基桩的修复方法，采用套筒2、可低温水下快速固化的高粘接强度的聚酯灌浆料6及纤维格栅9复合加固与防护破损的基桩1，施工简单，有效降低了基桩的修复难度，并缩短了施工周期。同时，采用轻质、高强度、耐腐蚀、操作简单的套筒-聚酯灌浆料-纤维格栅体系，具有无需安装复杂的夹具、免去繁琐的开模、运输便捷、现场组装、可灵活调节套筒的尺寸等优点，使加固防护效果更显著、省时省工、经济耐用、免长期维护等。

如图5所示，一实施例的水工基桩的修复方法还包括步骤S9。

步骤S9，用临时紧固带固定所述套筒2，并通过自攻螺丝固定所述连接件7以连接打开的所述套筒的两侧卡口。沿轴向方向由套筒边打开套筒2并将套筒2围绕在基桩1上后，需要将打开的套筒边的卡口固定上。可以先通过固定带将套筒2固定住，然后用自攻螺丝或者其它方式将连接件7套筒的两侧，以固定卡口。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水工基桩的加固与防护系统，其特征在于，包括围绕于基桩的破损区域的套筒，所述套筒的底部设置有紧贴所述基桩的未破损区域的密封条，所述套筒内部围绕基桩的破损区域处包裹有纤维格栅，所述套筒内部与所述基桩的未破损区域之间设置有限位器，且所述限位器位于所述密封条上部，所述套筒与基桩之间填充有浆料。

2.根据权利要求1所述的水工基桩的加固与防护系统，其特征在于，所述浆料为水下固化聚酯灌浆料。

3.根据权利要求1所述的水工基桩的加固与防护系统，其特征在于，所述套筒的顶部涂抹有用于密封所述套筒顶部与所述基桩之间缝隙的泥铲级密封剂。

4.根据权利要求1所述的水工基桩的加固与防护系统，其特征在于，所述套筒围绕所述基桩的卡口处安装有用于固定所述卡口的连接件。

5.根据权利要求1所述的水工基桩的加固与防护系统，其特征在于，所述套筒为圆形或方形。

6.根据权利要求1所述的水工基桩的加固与防护系统，其特征在于，所述纤维格栅具有2层或2层以上。

7.一种水工基桩的修复方法，其特征在于，所述修复方法采用权利要求1－6任一所述的水工基桩的加固与防护系统，所述修复方法包括：

根据所述基桩的尺寸大小裁剪并组装所述套筒；

将所述纤维格栅包裹于所述基桩的破损区域处；

沿轴向打开所述套筒，并在所述套筒的底部粘接所述密封条；

在所述套筒的顶部涂抹所述泥铲级密封剂并将打开的所述套筒围绕包裹所述纤维格栅；

在所述套筒与所述基桩的间隙中注入所述水下固化聚酯灌浆料；

待所述水下固化聚酯灌浆料固化后用所述泥铲级密封剂密封所述套筒顶部。

8.根据权利要求7所述的水工基桩的修复方法，其特征在于，还包括：

对所述基桩的破损区域进行表面处理。

9.根据权利要求7所述的水工基桩的修复方法，其特征在于，所述根据所述基桩的尺寸大小裁剪并组装所述套筒包括：

根据所述基桩的尺寸大小裁剪用于组装所述套筒的板材；

用所述连接件链接裁剪好的所述板材。

10.根据权利要求9所述的水工基桩的修复方法，其特征在于，还包括：

用临时紧固带固定所述套筒，并通过自攻螺丝固定所述连接件以连接打开的所述套筒的两侧卡口。