淺談排水箱涵修復加固方案分析

文/王昱昊 合肥市市政設計研究總院有限公司 安徽合肥 230001

1、工程概況

某城市排水箱涵全長1755米，箱涵斷面形式多樣，側墻由實心磚或漿砌塊石等材料砌筑，頂板結構為整澆鋼筋混凝土板或預制鋼筋混凝土蓋板，底板結構為整澆鋼筋混凝土板，局部無底板。

該段排水箱涵建成運行已達十余年，常年處于潮濕且微腐蝕的環境中。目前，該段排水箱涵整體腐蝕，老損較為嚴重，存在很大的結構安全隱患，亟待對該段排水箱涵進行結構安全檢測并進行修復加固設計。

2、箱涵存在的問題

2.1 砌筑墻體

由于砌塊的缺失，砌筑墻體普遍發生松動現象；砌筑砂漿老化、強度較低（貫入法檢測砌筑砂漿強度值4.64～7.02MPa）、局部脫落處出現空洞；漿砌塊石勾縫砂漿或磚砌墻體抹面砂漿老化脫落。砌筑墻體存在漏水、滲水、斷裂、坍塌、缺失，側墻基礎被水流沖刷淘空等現象。

2.2 梁及頂板

箱涵梁及頂板主要為整澆鋼筋混凝土結構，局部頂板為預制鋼筋混凝土蓋板。頂板裂縫較多，有些區段混凝土碳化嚴重（強度檢測值較低），鋼筋普遍出現銹脹裸露現象，部分梁板已斷裂，嚴重影響結構安全性。

2.3 基礎及底板

箱涵底板為鋼筋混凝土結構（強度等級C15～C25），混凝土老化、破損、沖蝕嚴重，沖坑較多且局部較深，部分區域箱涵無底板，基礎下已被掏空。

2.4 變形縫

由于該區段箱涵為砌體結構箱涵，變形縫內大多未設置止水帶，故多處變形縫位置滲漏嚴重，有的甚至已出現錯位，縫寬超過規范限值。

3、箱涵問題分類

結合箱涵建筑物現場安全監測報告中反應的損壞程度，按照輕重緩急，對需修復部分及相應的加固方案分類敘述：

3.1 Ⅰ類（急需修復）

梁或底板混凝土老化嚴重、骨料外露、受力鋼筋（含梁箍筋）銹脹外露，鋼筋銹蝕超過30%，甚至部分鋼筋出現斷裂。

3.2 Ⅱ類（必須修復）

梁（板）跨中出現貫穿性或環狀裂縫梁及頂板混凝銹脹外露，鋼筋銹蝕低于土保護層脫落，受力鋼筋（含梁箍筋）30%且未出現斷裂。墻體有空洞、破損、坍塌，底板出現嚴重破損、沖坑或基礎被掏空。

3.3 Ⅲ類（需要修復）

砌筑砂漿老化、缺失，形成孔洞漏水伸縮縫、變形縫出現漏水孔洞、發生錯位；墻體出現裂縫。

3.4 Ⅳ類（待修復）

抹面砂漿老化脫落；變形縫已出現滲水但并不嚴重。以該段排水箱涵建筑物現場安全監測報告為依據，在遵循現行規范的前提下，以不同的等級要求對修復加固目標進行分類：1.確保箱涵在現狀荷載工況不變的條件下，滿足本年度汛期排水要求；2.確保箱涵在現狀荷載工況下不變的條件下，5年內滿足汛期排水要求；3.確保箱涵達到原設計使用年限及要求。

4、箱涵結構修復加固方案

4.1 Ⅰ類工程

此類工程排水箱涵承載力很低，不宜擾動，應優選開挖施工，將原破損的頂板移除并更換。如現場不具備開挖施工的條件，可采取內部修復方案，主要分兩步實施：第一，先將松酥腐蝕的混凝土層剔除,待完全露出混凝土及鋼筋新鮮面后，采用高強聚合物砂漿進行修補，修補厚度應大于30mm。；第二，梁底采用厚度5mm、寬度同梁寬、長度同梁長、材質為Q235B的鋼板；梁兩端各加設兩道厚度4mm、寬度150mm和100mm、凈間距150mm的U型箍；在裂縫處再加設數道厚度4mm、寬度100mm、凈間距100mm的U型箍，范圍要完全覆蓋裂縫區。板底應根據鋼筋斷裂的根數，順著鋼筋方向粘貼厚度4mm、寬度50mm的鋼板帶，粘貼條數比鋼筋斷裂根數要多一到兩條，粘貼長度要超出露筋邊緣500mm或至側墻根部。設置必要的鋼支撐。鋼支撐方案應根據現場情況，采用工字鋼、槽鋼、角鋼等型鋼，制作梁式、單門式或多門式鋼支撐體系進行加固。當側墻為混凝土結構時，鋼結構支撐體系可采用化學錨栓錨固于側墻上；當側墻為磚石砌體結構時，鋼結構支撐體系要生根于基礎。

4.2 Ⅱ類工程

一是梁（板）跨中出現貫穿性或環狀裂縫，應先進行修補裂縫或堵漏，再針對垂直于裂縫或伸縮縫進行粘鋼加固；粘鋼采用厚度4mm、寬度100mm、長度1000mm的Q235B鋼板、凈間距根據裂縫嚴重程度選擇為100-200mm即可。粘鋼要用A級改性環氧樹脂雙組份結構膠，裂縫或伸縮縫兩邊分別用三個M16的化學錨栓進行錨固，裂縫或伸縮縫要居中。二是梁及頂板混凝土保護層脫落，受力鋼筋（含梁箍筋）銹脹外露，鋼筋銹蝕低于30%且未出現斷裂。針對此種問題，應先進行鋼筋除銹，再采用高強聚合物砂漿修補；三是墻體有空洞、破損、坍塌，可采用普通C25混凝土塞堵；針對底板出現嚴重破損、沖坑或基礎被掏空，可采用高強聚合物砂漿修補或普通C25混凝土塞堵。

4.3 Ⅲ類工程

對于因砌筑砂漿缺失而形成的漏水孔洞、伸縮縫及變形縫處的漏水孔洞、墻體的不規則裂縫，應采用化學注漿法進行修補裂縫或堵漏。

4.4 Ⅳ類工程

對脫落部分采用M10防水砂漿抹面。

[1]GB50367-2013混凝土結構加固設計規范[S].中國建筑工業出版社，2013.

[2]JGJ145-2013混凝土結構后錨固技術規程[S].中國建筑工業出版社，2013.