高桩码头简支式伸缩缝的病害特征及修复方案

1.工程简述

某地邮轮码头客运大楼工程，工程内容包括对现有邮轮码头修复、新建客运大楼、新建停车场、新建小型排水泵房、饮用水管网施工、电网输送、厂区排水设施、现有道路的改造和新建小桥、新建围栏及其他施工。对码头的实际情况进行检查，发现码头的伸缩缝出现问题，对其正常运行存在隐患，分析病害和形成因素，提出解决措施，从而保障码头的运行。

2.伸缩缝病害特征

（1）悬臂伸缩缝的横梁完好。（2）各结构段存在伸缩缝病害，部分较为严重。（3）梁的病害情况表现在内部钢筋外漏、横梁出现混凝土掉落。（4）纵梁伸缩缝病害也表现在梁内钢筋暴露，同时边角地方出现混凝土掉落。（5）纵梁处的搁置长度缩短，部分纵梁的放置宽度只是设计值的1/3。（6）伸缩缝位置处上下梁联系过于紧密，没有进行脱离。（7）横梁受伸缩缝的影响较小，但纵梁受伸缩缝的影响较大。

3.伸缩缝病害原因剖析

3.1 设计原因

通常来说，高桩码头伸缩缝的宽度需要设置在20～30mm之间，通过对某码头伸缩缝病害进行观测得知，一条伸缩缝其可以达到最大的伸缩宽度为53.28mm，这也说明了，国家的相关规范给出的伸缩缝的宽度值是偏小的。经过调查得知，码头结构的不均匀沉降会导致码头面板发生轻微的倾斜，在这样的背景下所产生的伸缩缝往往具有上窄下宽或者局部范围较小的特点，所以，在对伸缩缝宽度设计过程中，必须综合考虑码头结构不均匀沉降变形以及温度等因素。另外，确定伸缩缝宽度时，也必须将构件的制作偏差以及安装允许偏差考虑进入，需要控制面板长度方向的制作误差≤10mm。而面板预制施工需要将构件的制作偏差控制在合理范围内，但实际现场安装时偏差往往不容易控制。

经过分析，可以通过下式（1）对伸缩缝宽度进行计算和确定：

式（1）中：ΔS-伸缩缝设计宽度，mm；ΔS1-由温度变化引起的构件伸长，mm；ΔS2-构件制作偏差，mm；ΔS3-构件安装偏差，mm；ΔS4-结构不均匀沉降，mm。其中，ΔS2按规范一般取10mm，ΔS3按规范取10mm，ΔS1=α×Δt×L，其中α-线胀系数，其值为α=1.0×10-5，L-建筑段的长度，m。

3.2 施工原因

在安装码头的预制纵梁时，通常使用强度在M 20 以上、厚度是10～20mm的砂浆铺设下横梁和上纵梁的搁置部分，然而简支式伸缩缝位置禁止直接使用砂浆找平。对现场码头的伸缩缝处施工进行检查，发现其直接使用砂浆找平处理，没有进行隔离措施。因为当砂浆凝固后，纵梁不能在温度发生变化时做出伸缩改变，便会产生剪力在于下横梁间，当其在梁的摩擦力及砂浆粘结力双重作用下，其剪力超出材料的极限强度时，搁置位置的混凝土便被损坏。在具有钢筋保护的横梁出现破坏时，通常是在钢筋笼的外侧位置脱落。所以，横梁和纵梁的搁置处在施工时，未对伸缩缝处进行隔离处理，而导致横梁损坏的重要原因就是直接使用砂浆找平。国家现行标准明确规定，高桩码头的预制纵梁长度在梁长10m内时可以存在10mm的误差，搁置长度的可操作误差值是15mm，纵向倾斜的操作误差值是5mm；且预制梁的长度及搁置长度允许存在误差，最大误差值低于设计的1.5倍。根据施工规范进行梁的安装可降低伸缩缝的缝值，夏季会导致混凝土体积变大，导致伸缩缝被挤压，当伸缩缝的间距比中间的结构段产生的膨胀量小时，导致外侧的结构段出现变形与增加附加应力。

3.3 运行因素

高桩码头的伸缩缝为30mm，采用油浸木板进行填充。根据现场的检查情况得出，油浸木板不宜作为伸缩缝处的填充材料，是因为尽管对木板使用了油浸处理，使用的越长则木板已经腐烂。油浸木板无论是压缩性能还是回弹性能均非常差，夏季时，混凝土因为膨胀致使伸缩缝减小，因为油浸木板的压缩性差，不能从伸缩缝中出来，变形的木板使得其他结构段产生变形。冬季时，混凝土因收缩体积减小使得伸缩缝增大，而油浸木板无法进行反弹，导致在运行中伸缩缝会落下异物，进而使得伸缩缝的功能逐渐降低直至丧失。码头运行时间越久则伸缩缝的功能便会持续降低，混凝土在夏季时因受热会导致其体积变大，同时落入伸缩缝的异物对结构会产生影响，混凝土体积的变化会导致结构段产生变形，并且会加大应力，然而动机混凝土收缩，伸缩缝将落入更多的异物，伴随码头运行时间越久，其损坏更加严重。

4.修复处理

4.1 修复处理措施

应使用成熟的技术设计修复处理的措施，且修复方案需经济合理。确保修复位置与原结构连接完整，杜绝出现不明确的传力形式和受力状态，对原结构和有关的构件等不产生负面影响。修复的施工应尽可能的降低对码头运行的影响，杜绝不必要的更换和拆除，使得后期维护工作较少。结合伸缩缝的病害特点、病害的成因及对码头的影响分析，并依据线下的规范制度和技术水平等，给出通过在横梁上放置钢筋在浇筑混凝土的措施实现对搁置长度的加长，如图1。

4.2 修复方案的技术要点

图1 一般纵梁搁置位置修复图

伸缩缝处病害的修复过程为：将损坏处的混凝土清理干净，放置钢筋同时对其绑定，立模工序，进行隔离处理，浇筑混凝土，维护，修复破损。主要的技术要点是：（1）在进行修复施工前，应先对纵梁的搁置位置进行检查，对不平稳的纵梁增加支撑保护装置。（2）将支墩及破损面上的混凝土清理干净直至漏出完好的混凝土为止。（3）植入的钢筋通常选用尺寸是20mm，且植入的长度应＞350mm，当需要植入钢筋碰撞到横梁钢筋时，可适当变换植入的位置。钢筋的植入步骤是：先打孔，清孔，加注粘结剂，粘结剂的注入要从上到下，缓慢注入并不能产生气泡直至注满，插入钢筋。（4）粘结剂应适用潮湿的环境，同时粘结剂的性能应具有合格证和质保证等符合相关规范标准。（5）植入钢筋的结构胶应符合设计的标准，采用尺寸为8mm的钢筋用于植入。（6）选用强度较大的混凝土，并采用C40对截面进行修复处理。（7）选用摩擦系数小的材料用于伸缩缝处，而聚四氟乙烯便是最佳选择材质。（8）施工的时间最好在枯水期。

4.3 修复施工建议

（1）经过现场检查得出，高桩码头伸缩缝出现严重的问题。（2）在实施修复处理时，纵梁搁置部分直接采用砂浆找平的工序，没有对其进行隔离措施，这是高桩码头简支式伸缩缝产生病害的主要因素，选择不合理的伸缩缝填充材料及运行中落入伸缩缝的异物也导致病害的严重。（3）通过在横梁上植入钢筋来增长纵梁的长度的方法即经济又效果显著。（4）严格掌控预制梁的安装误差。（5）增大伸缩缝的设计高度，并选好填缝材料。（6）定期维护伸缩缝，并及时清理缝内异物。

5.结束语

综上所述，本文主要对导致高桩码头简支式伸缩缝出现病害的原因进行详细介绍，同时并提出修复方案，对简支式伸缩缝的填充材料的进行合理选择，根据施工规范进行修复处理，应首先对伸缩缝进行隔离工序处理，然后在采用砂浆进行找平，禁止两个工序错位，定期对伸缩缝进行维护，清理落入伸缩缝内的杂物，给码头的安全运行提供保障。