浅谈排水箱涵修复加固方案分析

【摘要】随着城市建设的快速发展，排水箱涵的建设也在逐年增加。然而，从建设和运行调研结果来看，一些已建排水箱涵因局部的地质条件、荷载条件发生变化等原因，出现了结构性和功能性损坏现象。同时，在建工程对周边已建箱涵造成了一定影响，甚至出现损坏情况，严重影响了城市排水的安全运行。因此，掌握排水箱涵的运行状况，对存在缺陷的排水箱涵及时修复，确保城市排水安全运行是十分必要的。

【关键词】箱涵；腐蚀老损；修复加固

1、工程概况

某城市排水箱涵全长1755米，箱涵断面形式多样，侧墙由实心砖或浆砌块石等材料砌筑，顶板结构为整浇钢筋混凝土板或预制钢筋混凝土盖板，底板结构为整浇钢筋混凝土板，局部无底板。

该段排水箱涵建成运行已达十余年，常年处于潮湿且微腐蚀的环境中。目前，该段排水箱涵整体腐蚀，老损较为严重，存在很大的结构安全隐患，亟待对该段排水箱涵进行结构安全检测并进行修复加固设计。

2、箱涵存在的问题

2.1砌筑墙体

由于砌块的缺失，砌筑墙体普遍发生松动现象；砌筑砂浆老化、强度较低（贯入法检测砌筑砂浆强度值4.64～7.02MPa）、局部脱落处出现空洞；浆砌块石勾缝砂浆或砖砌墙体抹面砂浆老化脱落。砌筑墙体存在漏水、渗水、断裂、坍塌、缺失，侧墙基础被水流冲刷淘空等现象。

2.2梁及顶板

箱涵梁及顶板主要为整浇钢筋混凝土结构，局部顶板为预制钢筋混凝土盖板。顶板裂缝较多，有些区段混凝土碳化严重（强度检测值较低），钢筋普遍出现锈胀裸露现象，部分梁板已断裂，严重影响结构安全性。

2.3基础及底板

箱涵底板为钢筋混凝土结构（强度等级C15～C25），混凝土老化、破损、冲蚀严重，冲坑较多且局部较深，部分区域箱涵无底板，基础下已被掏空。

2.4变形缝

由于该区段箱涵为砌体结构箱涵，变形缝内大多未设置止水带，故多处变形缝位置渗漏严重，有的甚至已出现错位，缝宽超过规范限值。

3、箱涵问题分类

结合箱涵建筑物现场安全监测报告中反应的损坏程度，按照轻重缓急，对需修复部分及相应的加固方案分类叙述：

3.1 Ⅰ类（急需修复）

梁或底板混凝土老化严重、骨料外露、受力钢筋（含梁箍筋）锈胀外露，钢筋锈蚀超过30%，甚至部分钢筋出现断裂。

3.2 Ⅱ类（必须修复）

梁（板）跨中出现贯穿性或环状裂缝梁及顶板混凝锈胀外露，钢筋锈蚀低于土保护层脱落，受力钢筋（含梁箍筋）30%且未出现断裂。墙体有空洞、破损、坍塌，底板出现严重破损、冲坑或基础被掏空。

3.3 Ⅲ类（需要修复）

砌筑砂浆老化、缺失，形成孔洞漏水伸缩缝、变形缝出现漏水孔洞、发生错位；墙体出现裂缝。

3.4 Ⅳ类（待修复）

抹面砂浆老化脱落；变形缝已出现渗水但并不严重。以该段排水箱涵建筑物现场安全监测报告为依据，在遵循现行规范的前提下，以不同的等级要求对修复加固目标进行分类：1.确保箱涵在现状荷载工况不变的条件下，满足本年度汛期排水要求；2.确保箱涵在现状荷载工况下不变的条件下，5年内满足汛期排水要求；3.确保箱涵达到原设计使用年限及要求。

4、箱涵结构修复加固方案

4.1 Ⅰ类工程

此类工程排水箱涵承载力很低，不宜扰动，应优选开挖施工，将原破损的顶板移除并更换。如现场不具备开挖施工的条件，可采取内部修复方案，主要分两步实施：第一，先将松酥腐蚀的混凝土层剔除，待完全露出混凝土及钢筋新鲜面后，采用高强聚合物砂浆进行修补，修补厚度应大于30mm。；第二，梁底采用厚度5mm、宽度同梁宽、长度同梁长、材质为Q235B的钢板；梁两端各加设两道厚度4mm、宽度150mm和100mm、净间距150mm的U型箍；在裂缝处再加设数道厚度4mm、宽度100mm、净间距100mm的U型箍，范围要完全覆盖裂缝区。板底应根据钢筋断裂的根数，顺着钢筋方向粘贴厚度4mm、宽度50mm的钢板带，粘贴条数比钢筋断裂根数要多一到两条，粘贴长度要超出露筋边缘500mm或至侧墙根部。设置必要的钢支撑。钢支撑方案应根据现场情况，采用工字钢、槽钢、角钢等型钢，制作梁式、单门式或多门式钢支撑体系进行加固。当侧墙为混凝土结构时，钢结构支撑体系可采用化学锚栓锚固于侧墙上；当侧墙为砖石砌体结构时，钢结构支撑体系要生根于基础。

4.2 Ⅱ类工程

一是梁（板）跨中出现贯穿性或环状裂缝，应先进行修补裂缝或堵漏，再针对垂直于裂缝或伸缩缝进行粘钢加固；粘钢采用厚度4mm、宽度100mm、长度1000mm的Q235B钢板、净间距根据裂缝严重程度选择为100-200mm即可。粘钢要用A级改性环氧树脂双组份结构胶，裂缝或伸缩缝两边分别用三个M16的化学锚栓进行锚固，裂缝或伸缩缝要居中。二是梁及顶板混凝土保护层脱落，受力钢筋（含梁箍筋）锈胀外露，钢筋锈蚀低于30%且未出现断裂。针对此种问题，应先进行钢筋除锈，再采用高强聚合物砂浆修补；三是墙体有空洞、破损、坍塌，可采用普通C25混凝土塞堵；针对底板出现严重破损、冲坑或基础被掏空，可采用高强聚合物砂浆修补或普通C25混凝土塞堵。

4.3 Ⅲ类工程

对于因砌筑砂浆缺失而形成的漏水孔洞、伸缩缝及变形缝处的漏水孔洞、墙体的不规则裂缝，应采用化学注浆法进行修补裂缝或堵漏。

4.4 Ⅳ类工程

对脱落部分采用M10防水砂浆抹面。

参考文献：

[1]GB50367-2013混凝土结構加固设计规范[S].中国建筑工业出版社，2013.

[2]JGJ145-2013混凝土结构后锚固技术规程[S].中国建筑工业出版社，2013.

作者简介：

王昱昊，合肥市市政设计研究总院有限公司。