專利名稱：用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橋梁或碼頭等水中建筑物水下樁柱身維修加固，不需要打設(shè)圍堰隔離 水，可采取水下直接加固的一種方法。
背景技術(shù)：
建筑領(lǐng)域?qū)λ袠吨韨鹘y(tǒng)的加固方法為先打設(shè)圍堰隔離水，圍堰多用鋼護筒， 并用混凝土進行封底；然后抽出護筒內(nèi)的水，再對樁柱身進行修復(fù)加固處理。傳統(tǒng)方法費 工、費時、費錢，且存在一定的難度和安全風(fēng)險。目前，接近本發(fā)明的加固方法為采用纖維增強復(fù)合材料網(wǎng)格筋加固水下結(jié)構(gòu)，為 北京特希達技術(shù)研發(fā)有限公司2009年申請的發(fā)明專利。雖然也采用了不打設(shè)圍堰隔離水， 進行水下包裹的施工方法，但其缺點是仍需在纖維增強復(fù)合材料網(wǎng)格筋外面設(shè)置隔離體， 對隔離體進行水下混凝土封底，在隔離體與樁柱間灌注水下環(huán)氧樹脂或水下不分散砂漿或 水下不分散混凝土，工藝仍顯繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明發(fā)明的目的是為了修補橋梁、碼頭等水中建筑物表面有缺陷或受沖刷腐 蝕的水下混凝土樁柱，克服現(xiàn)有加固方法的諸多缺點和工藝上的不足，本發(fā)明專利采用強 化纖維復(fù)合材料布對水中樁柱身直接進行包裹，不再采取其他處理措施，即能滿足設(shè)計和 使用的要求。為完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明按以下步驟進行實施第一步派遣專業(yè)潛水員對樁柱身破損處進行混凝土敲除、水下打磨機打磨處理。第二步潛水員直接用砂漿團或者水下修補砂漿涂抹在破損處，并用刮刀刮平直 至修復(fù)到原結(jié)構(gòu)尺寸。第三步根據(jù)樁柱身直徑及破損處的高度確定復(fù)合材料布的包裹面積，確定相應(yīng) 裁復(fù)合材料布的長度。第四步根據(jù)復(fù)合纖維布包裹面積確定樹脂需求量。第五步用滾筒將配置好的樹脂均勻的涂刷在纖維表面。第六步潛水員將已經(jīng)涂刷好的帶有樹脂的復(fù)合材料布環(huán)向包裹在樁柱身上，確 保復(fù)合材料布與樁柱身包裹緊密。由于傳統(tǒng)的建筑領(lǐng)域?qū)λ袠吨淼募庸谭椒ㄒ却蛟O(shè)圍堰隔離水，并用混凝土 進行封底，然后再抽出護筒內(nèi)的水，才能對樁柱身進行修復(fù)加固處理。相比于傳統(tǒng)的方法， 本發(fā)明就顯得更為省工、省時、省錢，在操作難度系數(shù)上也相對要低，安全風(fēng)險相應(yīng)降低。對上述方案作進一步的細(xì)化，本發(fā)明所采用的所述的復(fù)合材料布由強化纖維布與 憎水配套樹脂膠濕合形成。纖維布是良好的橋梁、隧道、混凝土結(jié)構(gòu)抗震、加固、補強材料； 所述的強化纖維布可為玻璃纖維布、芳綸纖維布或玻璃與芳綸纖維混合編織布。所以此處 用纖維布與樹脂膠濕合形成復(fù)合材料布，復(fù)合材料布在施工時為柔軟的編制布，在水中固
3化后形成強硬的板狀材料。因為樹脂膠潤濕性與其表面張力、內(nèi)聚力大小有關(guān)，表面張力越 小，內(nèi)聚力越小，其粘附、擴散作用越大。反之則越小。所以，相應(yīng)的復(fù)合材料布在水中會固 化形成強硬的板狀材料，從而達到對樁柱身的修復(fù)作用。所述的砂漿由環(huán)氧樹脂和石英砂配置而成，所述的環(huán)氧樹脂與石英砂的配置比例 為1 0.8-1. 2，石英砂規(guī)格為50-100目。砂漿是以環(huán)氧樹脂、石英砂為基料制作而成的高 強度、抗腐蝕、耐磨損的材料。具有性能優(yōu)良，施工簡便，快捷，無毒、無污染等特點。它的應(yīng) 用領(lǐng)域是主要應(yīng)用于水工建筑物流面的抗沖磨損，抗氣蝕與抗凍融保護，以及破壞后的修 護；應(yīng)用于混凝土建筑物的缺陷修補以及補強與加固處理。本發(fā)明所述的強化纖維復(fù)合材料布采取環(huán)向搭接的方式?？梢允拐麄€破損部分 都被包裹在其中，補償豎向鋼筋強度損失，而且能夠起到牢固的效果；還可在所述的復(fù)合材 料布外圍包裹圍束復(fù)合材料布，圍束復(fù)合材料布為寬度較窄的長條形式，紋理橫向包裹，補 償箍筋強度損失，就是在原有的復(fù)合材料布環(huán)向搭接的基礎(chǔ)上再在外圍包裹圍束復(fù)合材料 布，能夠使原有的環(huán)向搭接的復(fù)合材料布更為牢固。對上述方案作進一步的細(xì)化，其中用滾筒將配置好的樹脂均勻涂刷在纖維布表面 時采取雙面涂刷，每平方米纖維布需要的樹脂為0. 85KG-1. 2KG。這樣能夠使纖維布更充分 地接觸到樹脂，從而使纖維布與樹脂膠濕合形成的纖維復(fù)合材料布在水中固化形成的強硬 的板狀材料更為均勻與堅固，以達到更好的對樁柱身的修復(fù)效果。本發(fā)明專利采用的技術(shù)方案是先用水下環(huán)氧修補砂漿恢復(fù)原問題樁截面尺寸； 再用強化纖維復(fù)合材料布包裹，以補足豎向鋼筋及箍筋因銹蝕可能的強度下降；這種復(fù)合 纖維材料布在施工時為柔韌的編織布，在水下固化后就成了強硬的板狀材料，具有良好的 抗沖刷及抗腐蝕功能。強化復(fù)合材料布包裹有兩種形式一為純復(fù)合材料布包裹，紋理沿縱 向包裹，主要補償豎向鋼筋強度損失；二為在復(fù)合材料布外圍再包裹圍束復(fù)合材料布，圍束 復(fù)合材料布為寬度較窄的長條形式，紋理橫向包裹，主要補償箍筋強度損失。包裹形式和數(shù) 量均依據(jù)設(shè)計要求進行施工。包裹高度須超出樁柱缺陷范圍。當(dāng)然水下的施工可由專業(yè)的 潛水員完成。本發(fā)明專利的有益效果是，施工簡便、易行、高效。


圖1為樁柱身包裹加固立面結(jié)構(gòu)2為圖1的E-E剖面3為樁柱身表面缺陷狀況示意圖
具體實施例方式為使讀者更加清楚的了解本發(fā)明的應(yīng)用，下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進一步的闡述。具體實施例1 如圖1所示，在水位線4以下部分樁柱身有破損部位5，對其進行進行修復(fù)。先用 水下環(huán)氧修補砂漿恢復(fù)原問題樁截面尺寸；再用強化纖維復(fù)合材料布1包裹，以補足豎向 鋼筋6因銹蝕可能的強度下降；這種復(fù)合纖維材料布在施工時為柔韌的編織布，在水下固 化后就成了強硬的板狀材料，具有良好的抗沖刷及抗腐蝕功能。強化復(fù)合材料布1包裹形式為純復(fù)合材料布1包裹，紋理沿縱向包裹，主要補償豎向鋼筋6強度損失。包裹形式和 數(shù)量均依據(jù)設(shè)計要求進行施工。包裹高度須超出樁柱缺陷5范圍。當(dāng)然水下的施工可由專 業(yè)的潛水員完成。本發(fā)明按以下步驟進行實施的第一步派遣專業(yè)潛水員對樁柱身破損處5進行混凝土敲除、水下打磨機打磨處 理，這樣可以使樁柱身表層的氧化層去除，砂漿更好地與樁柱身結(jié)合。第二步潛水員直接用砂漿團或者水下修補砂漿涂抹在破損處，并用刮刀刮平直 至修復(fù)到原結(jié)構(gòu)尺寸，直接在水下進行涂抹砂漿，省去了諸多繁瑣工藝，使修復(fù)起來更加 方便，快速。所述的砂漿有環(huán)氧樹脂與石英砂配置而成，環(huán)氧樹脂與石英砂的配置比例為 1 (0.8-1.2)。石英砂的要求是規(guī)格為50-100目，此種石英砂能更好地在水下與樁柱身 結(jié)合。此規(guī)格石英砂既適合做粘接砂漿，有適合做抹面砂漿，滿足此工藝的要求。第三步根據(jù)樁柱身直徑D及破損處的高度L確定復(fù)合材料布1的包裹面積，確定 相應(yīng)裁復(fù)合材料布1的長度，為了避免浪費，根據(jù)破損的長度來確定復(fù)合材料的長度，這樣 可以使修復(fù)更具有普遍性，和實用性。第四步根據(jù)復(fù)合纖維布1包裹面積確定樹脂需求量，樹脂的需求量是每平方米 纖維布需要0. 85-1. 2KG，這樣纖維布不至于太厚，也不會造成涂抹不均的問題。樹脂能在水 下不擴散，24小時基本凝固，且抗壓強度不低于45MPA，抗拉強度不低于35MPA。有利于水下 工程的實施，不會因為壓力問題造成樁柱身不能進行修復(fù)。第五步用滾筒將配置好的樹脂均勻的涂刷在纖維表面，雙面涂刷，采用雙面涂刷 的方式能夠使纖維布更充分地接觸到樹脂，從而使纖維布與樹脂膠濕合形成的纖維復(fù)合材 料布在水中固化形成的強硬的板狀材料更為均勻與堅固，以達到更好的對樁柱身的修復(fù)效^ ο第六步潛水員將已經(jīng)涂刷好的帶有樹脂的復(fù)合材料布環(huán)向包裹在樁柱身上，確 保復(fù)合材料布與樁柱身3包裹緊密?？梢允拐麄€破損部分都被包裹在其中，補償豎向鋼筋 強度損失，而且能夠起到牢固的效果。具體實施例2 在上述方案的基礎(chǔ)上作進一步的改進，本實施例展示了該發(fā)明還對箍筋的破壞具 有修復(fù)和保護作用。先用水下環(huán)氧修補砂漿恢復(fù)原問題樁截面尺寸；再用強化纖維復(fù)合材 料布1包裹，以補足箍筋7因銹蝕可能的強度下降；這種復(fù)合纖維材料布在施工時為柔韌的 編織布，在水下固化后就成了強硬的板狀材料，具有良好的抗沖刷及抗腐蝕功能。強化復(fù)合 材料布包裹形式在復(fù)合材料布外圍再包裹圍束復(fù)合材料布，圍束復(fù)合材料布為寬度較窄 的長條形式，紋理橫向包裹，主要補償箍筋強度損失。包裹數(shù)量均依據(jù)設(shè)計要求進行施工， 包裹高度須超出樁柱缺陷5范圍。當(dāng)然水下的施工可由專業(yè)的潛水員完成。本發(fā)明按以下步驟進行實施的第一步派遣專業(yè)潛水員對樁柱身破損處5進行混凝土敲除、水下打磨機打磨處 理，這樣可以使樁柱身表層的氧化層去除，砂漿更好地與樁柱身結(jié)合。第二步潛水員直接用砂漿團或者水下修補砂漿涂抹在破損處，并用刮刀刮平直 至修復(fù)到原結(jié)構(gòu)尺寸，直接在水下進行涂抹砂漿，省去了諸多繁瑣工藝，使修復(fù)起來更加方 便，快速。
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第三步根據(jù)樁柱身直徑D及破損處的高度L確定復(fù)合材料布1的包裹面積，確定 相應(yīng)裁復(fù)合材料布1的長度，為了避免浪費，根據(jù)破損的長度來確定復(fù)合材料的長度，這樣 可以使修復(fù)更具有普遍性，和實用性。第四步根據(jù)復(fù)合纖維布1包裹面積確定樹脂需求量，樹脂的需求量是每平方米 纖維布需要0. 85-1. 2KG。第五步用滾筒將配置好的樹脂均勻的涂刷在纖維表面，雙面涂刷，采用雙面涂刷 的方式能夠使纖維布更充分地接觸到樹脂，從而使纖維布與樹脂膠濕合形成的纖維復(fù)合材 料布在水中固化形成的強硬的板狀材料更為均勻與堅固，以達到更好的對樁柱身的修復(fù)效^ ο第六步潛水員將已經(jīng)涂刷好的帶有樹脂的復(fù)合材料布環(huán)向包裹在樁柱身上，確 保復(fù)合材料布與樁柱身3包裹緊密?？梢允拐麄€破損部分都被包裹在其中，補償豎向鋼筋 強度損失，而且能夠起到牢固的效果。第七步潛水員將已經(jīng)涂刷好的帶有樹脂的圍束復(fù)合材料布2橫向包裹在復(fù)合材 料布1上，確保圍束復(fù)合材料布2與復(fù)合材料布1包裹緊密。圍束復(fù)合材料布為寬度較窄 的長條形式，紋理橫向包裹，補償箍筋強度損失，就是在原有的復(fù)合材料布環(huán)向搭接的基礎(chǔ) 上再在外圍包裹圍束復(fù)合材料布，能夠使原有的環(huán)向搭接的復(fù)合材料布更為牢固。以上僅為本發(fā)明之較佳實施例，但其并不限制本發(fā)明的實施范圍，即不偏離本發(fā) 明的權(quán)限要求所作之等同變化，皆為本發(fā)明的保護范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
一種用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在于按以下步驟進行實施(1)派遣專業(yè)潛水員對樁柱身破損處進行混凝土敲除、水下打磨機打磨處理；(2)潛水員直接用砂漿團或者水下修補砂漿涂抹在破損處，并用刮刀刮平直至修復(fù)到原結(jié)構(gòu)尺寸；(3)根據(jù)樁柱身直徑及破損處的高度確定復(fù)合材料布的包裹面積，確定相應(yīng)裁復(fù)合材料布的長度；(4)根據(jù)復(fù)合纖維布包裹面積確定樹脂需求量；(5)用滾筒將配置好的樹脂均勻的涂刷在纖維表面；(6)潛水員將已經(jīng)涂刷好的帶有樹脂的復(fù)合材料布環(huán)向包裹在樁柱身上，確保復(fù)合材料布與樁柱身包裹緊密。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在 于所述的復(fù)合材料布由強化纖維布與憎水配套樹脂膠濕合形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在 于所述的強化纖維布可為玻璃纖維布、芳綸纖維布或玻璃與芳綸纖維混合編織布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在 于所述的砂漿由環(huán)氧樹脂和石英砂配置而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在 于所述的環(huán)氧樹脂與石英砂的配置比例為1 0.8-1.2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在 于所述的石英砂規(guī)格為50-100目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在 于每平方米纖維需要的樹脂為0. 85KG-1. 2KG。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在 于強化纖維復(fù)合材料布采取環(huán)向搭接的方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征在 于用樹脂涂刷纖維布表面時采用雙面涂刷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用強化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，其特征 在于還可在所述的復(fù)合材料布外圍包裹圍束復(fù)合材料布；圍束復(fù)合材料布為寬度較窄的 長條形式，紋理橫向包裹。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加固方法，具體設(shè)計為一種用強化纖維復(fù)合材料布包裹水下樁柱的加固方法，涉及橋梁或碼頭等水中建筑物水下樁柱身維修加固，不需要打設(shè)圍堰隔離水，可采取水下直接加固。先用水下環(huán)氧修補砂漿恢復(fù)原問題樁截面尺寸；再用強化纖維復(fù)合材料布包裹；這種復(fù)合纖維材料布在施工時為柔韌的編織布，在水下固化后就成了強硬的板狀材料，具有良好的抗沖刷及抗腐蝕功能。包裹高度須超出樁柱缺陷范圍。本發(fā)明采用強化纖維復(fù)合材料布對水中樁柱身直接進行包裹，不再采取其他處理措施，即能滿足設(shè)計和使用的要求。
文檔編號E02D37/00GK101929168SQ20101019360
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者宋志遠 申請人:上海久堅加固工程有限公司