大管桩现场取样分析与耐久性研究

采用现场取样与室内化学分析相结合的方法,研究海洋环境下大管桩的耐久性能。通过对深圳、连云港和宁波3个地区服役1~17 a的大管桩展开耐久性调查,同时在潮差区和浪溅区的桩身混凝土钻芯取样,采用化学分析的方法测试不同深度混凝土中的氯离子含量,计算混凝土氯离子扩散系数,进而经统计分析得出桩身混凝土的腐蚀参数。通过对比研究桩身混凝土与桩帽节点混凝土的抗氯离子渗透性能的差异,研究裂缝对氯离子渗透的影响及大管桩接头处FRP包覆层对接头耐久性的影响。取样研究过程中未发现任何箍筋和主筋锈蚀的现象,服役10~15 a的大管桩箍筋表面氯离子浓度在0.1%~0.2%,箍筋表面光洁如新。     

大管桩混凝土力学性能、抗氯离子渗透性和抗冻性研究

对大管桩混凝土的物理力学性能、抗氯离子渗透性能和抗冻性能进行系统研究。对大管桩混凝土的各项性能指标进行系统的测试和分析,并通过扫描电子显微镜（SEM）和压汞试验的微观测试手段,对大管桩混凝土的硬化水泥石结构的晶体形貌和孔隙结构进行微观分析。此外,通过对国内服役近20年的多座大管桩码头开展广泛的耐久性调查和取样分析,获得在役大管桩耐久性状况的宝贵资料,包括海水中氯离子对大管桩的侵蚀情况和冻融侵蚀环境下大管桩的实际耐久性状况。研究表明：大管桩混凝土具有优异的物理力学性能和耐久性指标,具有高强度、高密度、高弹性模量、低渗透性和高抗冻性的综合性能。     

玻璃钢包覆防腐在桩基工程中的应用

针对钢管桩、预应力钢筋混凝土大管桩及PHC桩在海水中容易遭受氯离子侵蚀、耐久性差、难以满足海洋工程100~120 a高耐久性服役寿命要求的问题,介绍了玻璃钢包覆防腐在桩基工程中的应用。采用玻璃钢对桩基础进行包覆是一项行之有效的附加防腐蚀措施,2 mm左右包覆厚度的玻璃钢就具有50 a以上的抗氯离子渗透寿命,能显著提高桩基础的耐久性,满足海洋工程结构100~120 a设计服役寿命的要求。     

大管桩在复杂地质条件下加固措施的探讨

在复杂的地质条件、高能量锤击的情况下,提出大管桩的桩头采用钢纤维混凝土、加强环向箍筋等加固措施。实践检验表明,加固措施有效,效果良好。     

华南滨海环境下硅烷浸渍混凝土长期防腐性能研究*

结构易发生由氯盐侵蚀引发的钢筋腐蚀、保护层开裂等耐久性问题，硅烷浸渍技术通过在混凝土表面形成疏水结构能够有效降低氯离子在混凝土中扩散深度，从而延长结构物服役寿命。但是，现有研究大部分是基于室内加速试验或短期野外暴露试验，对于华南滨海实况环境下硅烷浸渍混凝土长期防腐性能缺乏报道。采用吸水率测试、腐蚀电化学等方法系统研究华南滨海某硅烷浸渍混凝土结构工程服役12 a的防腐性能。结果显示：硅烷浸渍混凝土在服役期内外观致密、完整，表面疏水能力随服役龄期延长而略有下降；硅烷浸渍疏水层能够降低混凝土中氯离子侵蚀速度而使钢筋长期保持强钝化状态，可延长混凝土结构耐久性服役寿命。     

后张预应力混凝土管桩分批张拉预应力损失

后张法预应力混凝土大管桩由于抗弯承载力高和成本低，在港口工程中得到广泛应用。由于大管桩张拉过程中采用多批次张拉，需要精确计算各批钢绞线张拉应力。针对大管桩分批张拉施工技术提出的计算方法可以求解预应力筋的施工控制张拉力，使得每根预应力筋张拉一次即可，无需反复调整张拉力。根据不同张拉顺序的方案，计算出张拉顺序对构件应力和变形的影响，应用于预应力施工方案的优化设计。     

基于服役寿命的海工结构耐久性评定

根据某海港泊位码头及引桥结构构件的使用要求,将混凝土表面出现可接受最大外观损伤作为待估结构构件的耐久性极限状态,提出采用现场实测数据进行海工结构耐久性服役寿命评估.分析海洋环境下影响结构服役寿命的因素,采用现场检测数据推算各构件的耐久性参数(混凝土表面氯离子浓度、钢筋处氯离子浓度、氯离子扩散系数等).耐久性寿命评估结果与现场调查检测结果一致.保护层厚度、保护层中氯离子浓度及混凝土等级的实测.混凝土表面氯离子浓度、钢筋表面氯离子浓度及钢筋锈蚀临界氯离子浓度等的推算与选取是耐久性寿命评估的关键因素.     

北仑电厂码头大管桩裂缝调查检测及修复加固方案设计

通过对北仑电厂码头大管桩的详细调查与检测,发现混凝土大管桩多处存在纵向裂缝和周向裂缝,直接影响码头混凝土结构的安全性、耐久性。在分析研究的基础上,对存在裂缝的大管桩提出合理的修复方案,为码头的安全运行提供保障。     

妈湾5号泊位大管桩码头设计及结构特点

在深圳妈湾5号泊位建设中，首次采用了φ1．4m大管桩结构。文章阐述了大管桩结构的设计情况及结构特点，通过测试表明：大管桩结构表现出承载力高、抗锤击能力强、桩身结构完好等优点。     

坦桑尼亚达港PHC桩耐久性设计

坦桑尼亚达港采用国内常规PHC桩,设计使用年限为60 a。对比中国标准、欧洲标准关于结构耐久性方面设计理念的差异,由于中外标准均没有针对60 a设计使用年限的结构耐久性设计方法,所以利用国内外典型的混凝土结构耐久性计算模型,如欧洲Duracrete模型、《水运工程结构耐久性设计标准》模型、港珠澳大桥耐久性设计模型,考虑PHC桩的使用环境,进行常规PHC桩达到60 a设计使用寿命需要的保护层厚度及混凝土氯离子扩散系数两项耐久性控制指标的计算,提出PHC桩耐久性控制指标,获得认可,将中国标准产品输出国门,节约了大量PHC桩模具改造费用。     

橡胶集料钢筋混凝土抗高温氯离子侵蚀试验研究

为探讨橡胶集料混凝土在近海高温高盐环境下的耐久性,文章使用制作的不同橡胶掺量的混凝土试件,采用通电加速腐蚀试验方法,对常温(20℃±5℃)和高温(60℃)环境条件下的橡胶集料混凝土抗氯离子侵蚀能力进行研究。试验首先测试了橡胶掺量对有筋和无筋混凝土强度的影响;然后测量了不同通电时间下混凝土中钢筋的电位值,以表征混凝土抗氯离子侵蚀能力。试验结果表明:橡胶集料掺入的比例越高,混凝土的抗压强度越低;同时橡胶集料混凝土的抗裂性能越好,混凝土的抗氯离子侵蚀能力越强;高温环境下橡胶集料混凝土更容易受氯离子侵蚀破坏。     

高性能混凝土在东海大桥承台工程中的应用

东海大桥位于东海海域，海况复杂，环境恶劣，且设计使用基准期为100a，而中港集团承建的承台结构，位于海水浪溅区，所以对混凝土抗氯离子渗透、耐久性等提出了更为严格的要求。为达到这一要求，结构混凝土采用了高性能混凝土。该高性能混凝土是通过深入分析混凝土劣化的机理和控制耐久性等因素，     

长管节大管桩在复杂地质条件下的应用

长管节大管桩是近年来开发出的具有抗击打能力强、抗弯性能强、混凝土耐久性高、造价相对较低等特点的优秀桩型,其穿透夹石、夹砂层能力较强,可在一定范围内取代钢管桩。以福州港江阴港区11~#泊位工程为例,采用钢管桩和混凝土长管节大管桩(高强度预应力混凝土管桩+钢桩靴的组合桩)作为桩基,顺利完成沉桩。与传统桩型相比,长管节大管桩的力学性能和成本都具有一定优势。     

地连墙板桩码头结构耐久性分析

唐山港京唐港区是较早采用地连墙板桩码头结构型式建设的港区，至今已经20余a。地连墙板桩码头结构耐久性问题一直是工程界关注的重点。根据工程实际，详细讨论水位变动区板桩墙混凝土的耐久性和钢拉杆的防腐蚀问题；介绍为增强水位变动区板桩墙抗冻耐久性和解决钢拉杆防腐蚀问题所采取的具体措施。     

PHC桩的抗氯离子渗透性

通过“压蒸”和“免压蒸”两种工艺生产的PHC桩的抗氯离子渗透性试验研究,获得PHC桩混凝土的抗氯离子渗透性指标。对海洋环境下在役PHC桩受氯离子侵蚀情况进行调研和取样分析,获得在役PHC桩受海水中氯离子侵蚀的腐蚀曲线,掌握PHC桩混凝土中氯离子的渗透规律,对掌握PHC管桩的耐久性状况有实际意义。     

预应力混凝土大直径管桩接缝受力特性分析

分析预应力大管桩接缝位置的受力特性,对接缝处产生的局部压力作用位置、作用面积和作用强度对桩身内部应力的影响因素进行系统的研究,为深入分析大管桩制桩过程中桩身应力变化和改进措施提供可靠的理论依据.     

桩土作用下缺陷大管桩单桩极限承载力理论计算

码头大管桩出现的不同类型缺陷,如混凝土脱落和钢筋锈蚀,会造成码头承载能力下降。基于完整桩-土体系的荷载传递理论,推导获得缺陷桩剩余极限承载力的计算公式。依托工程实践,考察混凝土剥落和钢筋锈蚀这两种缺陷类型对单桩极限承载力的影响,并得出相应结论：混凝土剥落位置对单桩竖向极限承载力和单桩抗拔极限承载力有影响,混凝土剥落位置位于土层内部会减小单桩竖向极限承载力和单桩抗拔极限承载力,单桩竖向极限承载力减小0.07%,单桩抗拔极限承载力减小1.72%;但对桩身竖向承载力却不同,混凝土缺损对桩身轴心受压承载力减小25.65%,钢筋损失对桩身竖向承载力减小20.95%。混凝土缺损比钢筋缺损对桩身各项承载力的影响要大得多。     

恒定荷载对海工高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

通常混凝土构件均处于受力状态,而对自由状态的混凝土试件开展耐久性研究很难真实地反映出混凝土构件的耐久性状况。本研究采用施加恒定压荷载和弯曲荷载的方式,研究荷载对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:混凝土试件纯受弯段的氯离子浓度随弯曲应力水平的提高而增大,且混凝土内的氯离子渗透深度随应力水平的增加而增大。试件距暴露面相同深度处的氯离子浓度随着压应力水平的提高先减少后增大。混凝土试件的氯离子扩散系数随压应力水平提高而先减少后增大,压应力水平较低时可提高混凝土的抗氯离子渗透性能。对于典型的海洋工程高性能混凝土配合比,混凝土试件的弯曲应力与其恒定荷载影响因子之间呈近似指数函数关系,在混凝土结构耐久性设计中应考虑弯曲荷载对氯离子扩散系数的影响。     

我国北方海洋环境下混凝土结构表面涂层暴露试验研究

通过对采用青岛海湾大桥混凝土结构涂层体系制作的防腐试件取样测试,分析了在北方冰冻海洋环境下表面涂层的防腐性能和对混凝土结构抗海水腐蚀性能的影响。研究表明：经5a现场暴露试验,混凝土表面涂层自身质量以及对混凝土的防护效果均较好,与混凝土表面的黏结强度大于2.5 MPa;尽管在混凝土表层1~3 mm处有少量氯离子渗入,但相比无涂层混凝土,氯离子含量低4~7倍,可有效延缓海水中氯离子的侵蚀,大幅延长混凝土结构的使用寿命。     

港口工程混凝土结构耐久性极限状态研究

通过对有关耐久性和耐久性极限状态定义的总结,结合港口工程结构特点,提出了可用于结构设计的港口工程混凝土结构的耐久性极限状态。对钢筋混凝土结构构件和采用螺纹钢筋作为预应力筋的梁、板,以承载力、挠度和纵向裂缝宽度分别劣化到某一限值作为控制的耐久性极限状态;对于采用钢绞线或钢丝作为预应力筋的预应力混凝土结构构件和采用螺纹钢筋作为预应力筋的桩,以钢筋脱钝作为耐久性极限状态。