一种水下玻纤套筒加固钢管桩墩的施工方法与流程

本发明涉及港口、桥梁以及沿海工程中钢管桩墩的加固方法，特别涉及一种水下玻纤套筒加固钢管桩墩的施工方法。

背景技术：

钢管桩基础中的钢管在水流环境中，特别是在浪溅区、水位变动区，极容易发生锈蚀，需及时采取加固和修复措施。

目前，常用的钢管桩墩加固方法是：先把预制好的钢板冷弯加工形成外包钢护筒；将其焊接在桩墩的薄弱部位进行补强；然后再用玻纤套筒进行防腐封装，并在空隙中填充环氧灌浆料。由于这种方法维护成本较低，且具有一定的成效，因此已经运用了相当一段时间，技术也趋于成熟。

然而，国内外大量钢管桩桥墩的工程实践经验表明，尽管上述的加固方法可以在一定程度上延长结构的使用周期，但仍然存在一些问题。例如：

(1)装置的密闭性不良。由于施工条件恶劣，环氧灌浆料可能存在填充不均匀的现象，海水浸入到钢管桩之后，依旧会腐蚀内部的钢护筒，造成强度的损失，加固效果不够好。

(2)施工复杂、难度高。需要进行多点焊接、水下焊接，且施工作业面较小，对维修造成了一定的困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种水下玻纤套筒加固钢管桩墩的施工方法，通过在钢管桩墩表面焊接不锈钢栓钉，再将玻纤套筒套入钢管桩墩的受腐蚀区域并填入自密实高强水泥，对结构进行支护和补强，具有更好的耐腐蚀效果。

本发明的一种水下玻纤套筒加固钢管桩墩的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施工准备：

制作玻纤套筒；

步骤二、表面清理：

将钢管桩墩柱的受腐蚀区域表面清理干净，然后涂抹防锈剂；

步骤三、焊接栓钉：

在钢管桩墩的受腐蚀区域以及受腐蚀区域上下两端分别延长45-50cm的范围内，沿着钢管桩墩柱的径向焊接多根不锈钢栓钉；

步骤四、安装玻纤套筒：

将预制的玻纤套筒套装到多根不锈钢栓钉外，使玻纤套筒的高度方向上的中间位置与受腐蚀区域高度方向上的中间位置一致，同时将玄武岩纤维网格筋包覆在玻纤套筒的外壁；使用纤维紧固带将玻纤套筒的上、下两个端口箍紧固定在钢管桩墩柱上；然后，再用不锈钢自攻螺丝穿过玄武岩纤维网格筋以及玻纤套筒与钢管桩墩柱的接缝处，旋入钢管桩墩柱进行紧固；

步骤五、密封筒口：

将环氧树脂封口胶注入玻纤套筒与钢管桩墩柱的接缝处的上、下两个端口，等待至少30min，使得环氧树脂封口胶充分固化，完成对玻纤套筒的筒口密封处理；

步骤六、泵送自密实高强水泥：

使用水泥输送泵机，将自密实高强水泥从开在玻纤套筒底部的注浆孔泵送至玻纤套筒内，直至自密实高强水泥从开在玻纤套筒顶部的出浆口流出，此时海水全部排尽；

步骤七、加固玻纤套筒：

待1-2h后，玻纤套筒内的自密实高强水泥开始初凝，在玻纤套筒外壁上滚涂碳纤维浸渍胶，涂抹范围为与受腐蚀区域以及受腐蚀区域上下两端分别延长45-50cm的范围内相对应的位置；然后，沿着涂抹区域缠绕一层碳纤维布并用滚子反复沿碳纤维布的纤维方向滚压，确保气泡全部排出，使得碳纤维浸渍胶浸透碳纤维布；最后，在碳纤维布的表面均匀涂抹一层面胶。

本发明具有以下优点：

(1)适用范围广，本发明可以应用在海水、淡水及其它具有腐蚀性的水质中，且能够同时对受腐蚀区域进行水下、水上加固修复。

(2)本发明方法对钢管桩桥墩进行加固后，不仅能够实现对其薄弱部位的补强和支护，而且规避了现有技术需使用钢材的弱点，充分发挥玻纤套筒在水流环境中耐腐蚀性好的优点，加固效果显著。

(3)施工工艺简单、操作难度低，不用架设大型的设备，避免了现有加固技术需要多点焊接以及水下焊接的缺点；且施工周期较短，有效地减轻了对结构使用功能的影响。

(4)一次施工修复即可达到结构的防腐、耐久性设计要求，无需进行二次修补，节约了后期的维护成本。通常，加固后的结构可以延长至少50年的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种水下玻纤套筒加固钢管桩墩的施工方法的结构示意图；

图2为图1所示的结构中的1-1剖视图。

具体实施方式

以下实施方式用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如附图所示，本发明的一种水下玻纤套筒加固钢管桩墩的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、施工准备：制作玻纤套筒，优选的玻纤套筒厚度为2mm-4mm，避免因厚度过大对后续的施工造成困难；玻纤套筒的高度h与受腐蚀区域的高度h之间的关系式为：h＝h+(90-100)cm；优选的玻纤套筒材质为掺入高强纤维的改性树脂材料(市场有售)，强度高且防腐性能好。

步骤二、表面清理：

用打磨机或高压水枪对钢管桩墩柱的受腐蚀区域1进行表面处理，包括去除钢管表面的锈迹，并将表面附着的水生物、碎屑残渣等清理干净；然后，涂抹防锈剂；

步骤三、焊接栓钉：

在钢管桩墩的受腐蚀区域以及受腐蚀区域上下两端分别延长45-50cm的范围内(如45cm、48cm、50cm)，沿着钢管桩墩柱的径向焊接多根不锈钢栓钉2，优选的相邻的两根栓钉的间距为10-15cm(如10cm、12cm、15cm)，不仅可以确保对钢管桩墩受腐蚀区域的支护补强，同时还能起到对玻纤套筒的支撑作用；

步骤四、安装玻纤套筒：

将预制的玻纤套筒3套装到多根不锈钢栓钉2外，使玻纤套筒3的高度方向上的中间位置与受腐蚀区域高度方向上的中间位置一致，同时将玄武岩纤维网格筋6包覆在玻纤套筒的外壁，以保证筒壁具有足够的刚度，不发生过大的变形；使用纤维紧固带4将玻纤套筒的上、下两个端口箍紧固定在钢管桩墩柱上；然后，再用不锈钢自攻螺丝穿过玄武岩纤维网格筋以及玻纤套筒与钢管桩墩柱的接缝处，旋入钢管桩墩柱进行紧固。优选的相邻的两个螺丝的间距为15cm，保证玻纤套筒对接紧密牢固，防止因海浪的冲刷而散落；

步骤五、密封筒口：

将环氧树脂封口胶10注入玻纤套筒与钢管桩墩柱的接缝处的上、下两个端口，等待至少30min，使得环氧树脂封口胶充分固化，完成对玻纤套筒的筒口密封处理。

步骤六、泵送自密实高强水泥：

使用水泥输送泵机，将自密实高强水泥9从开在玻纤套筒底部的注浆孔7泵送至玻纤套筒内，直至自密实高强水泥从开在玻纤套筒顶部的出浆口8流出，此时海水全部排尽。优选的水泥强度等级为52.5#，具有较好的防水和耐腐蚀性能，且抗老化能力显著。

步骤七、加固玻纤套筒：

待1-2h后，玻纤套筒内的自密实高强水泥开始初凝，在玻纤套筒外壁上滚涂碳纤维浸渍胶，涂抹范围为与受腐蚀区域以及受腐蚀区域上下两端分别延长45-50cm的范围内(如45cm、48cm、50cm)相对应的位置；然后，沿着涂抹区域缠绕一层碳纤维布5并用滚子反复沿碳纤维布的纤维方向滚压，确保气泡全部排出，使得碳纤维浸渍胶浸透碳纤维布；最后，在碳纤维布的表面均匀涂抹一层面胶，优选的面胶为改性环氧类结构胶，保证整体的密闭质量，完成对玻纤套筒的加固。

以上所述流程仅为对本发明优先选用的实施例，旨在便于该领域施工人员更好的理解和运用，并非对本发明内容上的限制。任何熟悉该领域的技术人员都易于对本发明作出其他形式的变动，因此，在不脱离本发明原理和范畴的情况下，所作的任何修饰或替换，均应属于本发明的保护范围之内。

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