橋梁樁基礎質量受海水的影響評價和防護技術

閆明俊　鄧偉

摘 要：海水對橋梁柱基礎質量的影響主要從兩個方面談起，一方面是大海的潮汐變化對橋梁樁的建筑材料混凝土的影響，另一方面是海水對鋼筋混凝土的侵蝕，導致其耐久性降低。本文主要分析了這兩方面的影響，并針對這些不良的影響提出相應的防護技術，該研究結論對未來同類工程的橋梁柱建設施工有很大的借鑒價值。

關鍵詞：橋梁柱基礎；影響；防護技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.084

0 前言

經濟的快速發展必定會推動我國交通運輸業的發展，交通和橋梁工程又有著不可分割的聯系，這就顯示出橋梁柱施工技術以及防護技術更新、完善的重要性。跨海大橋在我國沿海地區也是相對比較常見的，因此在跨海大橋的建設中，一定要考慮到大海對橋梁柱基礎質量的影響，尤其是海水對大橋結構的侵蝕損害作用，特別是對鋼筋混凝土的損害。目前，國內對這方面的研究還不是很完善，因此，為確保跨海大橋橋梁柱建設的質量，延長大橋的使用壽命，研究海水的成分對大橋建筑材料的影響，并根據所產生的影響提出具有針對性和可實施性的預防和防護措施。

1 海水與淡水的分析與比較

（1）從兩者的組成成分上說，海水中含有高濃度的氯化鈉及其他礦物鹽，且各種化學成分比較穩定，淡水的化學成分是氫和氧，含有很少量的化學物質；

（2）從兩者的密度上說，海水因含有礦物鹽故其密度要高于淡水的密度；

（3）從食用性上說，由于海水中鹽的密度比人的體液的濃度大，喝下后會析出體液中的水分而使人體失水。

對于跨海大橋的橋梁柱基礎建設來說，為避免其受到海水侵蝕的破壞，有必要了解清楚海水的成分，尤其是各種礦物鹽的含量，才能采取更具有針對性的防護措施。提出的措施具有可操作性，才能保證施工過程的科學、合理的順利進行，確保大橋順利的完工。

2 潮汐變化對橋梁柱基礎質量的影響與防護措施

橋梁柱的建設過程：混凝土持續、有序的灌注，再加上時間的作用，慢慢混凝土會凝固，最終會按照一個模型固定下來，就形成了具有固定和支撐效果的橋梁柱。潮水的漲潮和落潮會引起海底地下的水壓降低或升高，這一變化勢必會影響到混凝土的凝固過程，會將表面的或是還未凝固的混凝土被海水沖刷掉，造成樁基的坍塌，導致橋梁柱建設的質量，更為嚴重的后果是產生斷樁斷柱事件，對交通運輸以及個人的生命安全來說都是得不償失的。為此，對有關跨海大橋的橋梁柱基礎設施建設提出了相應的防護措施。

（1）控制鋼制導管的位置，避免導管中倒灌進水。

（2）保證鋼筋混凝土的相對高度，在灌注的過程中，潮汐的變化會對原先設定的高度產生影響，會使高度發生變化，為了確保高度能夠達到設定的要求，這就要保證在每一次灌注時，都要重新測量高度并進行及時的調整，對灌注速度也是有一定的要求的，要快速且符合標準的進行灌注；

（3）盡量避免潮汐對其的影響，這就需要一種快速凝固的技術，比較常見的做法就是在混凝土中加入快速凝固劑，這樣就能相對縮短凝固時間；

（4）合理安排施工的時間，要根據海水的漲潮規律來安排相對穩定的施工時間，最大限度地避免漲潮或落潮時間的施工。

3 海水對鋼筋混凝土的侵蝕及防護措施

3.1 海水對鋼筋混凝土的侵蝕作用

因海水中含有大量的礦物鹽成分，這些成分會對混凝土產生侵蝕破壞作用。根據以往資料可知，侵蝕作用分為溶出性侵蝕、陽離子交換型侵蝕和膨脹性侵蝕。

溶出性侵蝕是由于水泥混凝土與海水間的相互作用中，兩者的成分發生劇烈的變化而逐漸形成的，這一侵蝕作用的形成，是在海水滲入到混凝土的過程中形成的，如果沒有滲入這一過程的，溶出性侵蝕就不會發生。

陽離子交換型侵蝕是由于海水中含有的鈉離子和鎂離子，這兩種陽離子的交換過程中產生的。其交換作用的化學反應過程如下：

Mg2+ +Ca（OH）2→Mg（OH）2 +Ca2+

Mg2+ + 3CaO.2SiO2.2H2O→3Ca2++3Mg（OH）2+2SiO2.H2O

根據這一化學反應方程式可知，氫氧化鎂是固體，其溶解度很低，由于沉淀的存在，才導致化學反應朝著向右的方向進行，使溶液的PH值升高，導致海水中其他成分的含量不穩定，尤其是具有侵蝕性作用的物質的存在，進而產生腐蝕。隨著化學反應的進行會使混凝土之間的縫隙變大，進而使滲透率提高，形成反應的副產品即石膏，這將導致另一種腐蝕—膨脹性侵蝕。

膨脹性侵蝕是在混凝土和外界的硫酸鹽離子相接觸時產生的，尤其在水位變化時，這種作用就更為明顯了。

3.2 相應的防護措施

防護措施主要從建筑材料（混凝土）自身來提出的。具體措施如下：

（1）從混凝土的化學成分可知，氫氧化鈣是具有侵蝕作用的。根據以往的經驗可知，在混凝土中添加燒煤灰、煤渣以及磨細的礦物質殘留等材料可以有效地降低氫氧化鈣的含量；

（2）混凝土的制作是一定比例的水和灰摻和而形成的。那么水灰比的作用就顯而易見了。

（3）在混凝土表面加入涂層，就類似于在人的皮膚表面涂防曬霜或者是在食品中加入防腐劑等，作用的實質都是一樣的，都是避免外界無關物質的破壞以及侵蝕；

（4）在施工前期，要選擇一下耐腐性比較好的建筑材料，不能為了節約施工成本而選擇一些低廉且質量不高的材料，在購買建筑材料時要有一定的檢測，不能盲目地進行購買。

4 其他因素對橋梁柱基礎質量的影響及防護技術

在綜合考慮各種因素的作用下，該施工技術要求采用一次性澆筑混凝土的施工工藝，減少一些大型設備或者是稀缺設備的應用。

5 結語：

潮汐的變化對橋梁柱基礎質量產生很大的影響，會破壞橋梁柱的穩固性。本研究據此提出了四點防治措施來避免潮汐變化對橋梁柱混凝土質量的損害。本研究分析了海水中的化學成分以及其對混凝土的侵蝕，并根據腐蝕的種類提出具有針對性的防護方法。

參考文獻：

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