高桩梁板式码头结构耐久性问题机理研究与修复分析

韩雨连

中诚国际海洋工程勘察设计有限公司 山东青岛 266061

从高桩梁板式码头的应用现状来看，其结构仍存有一定的耐久性问题，导致工程质量不能得到有效的保障。因此，相关部门和人员有必要加强对高桩梁板式码头结构耐久性问题的研究与分析，并找出相应的修复对策，从而确保高桩梁板式码头的施工质量，推动我国海上运输事业的可持续发展。

1 高桩梁板式码头结构出现耐久性问题的主要原因

高桩梁板式码头结构存在耐久性问题的原因主要归结于以下几点：第一、高桩梁板式码头结构的耐久性问题可以认为是混凝土工程存有的共性问题。现今我国建筑行业中除《码头结构设计规范》中有概述性要求，在具体设计中，混凝土结构耐久性问题没有其他相应的详细规范可以依照。同时在实际的施工过程中，工程结构设计多数会考虑到工程结构的稳定性，而往往忽视了对工程耐久性的考虑，进而在一定程度上影响了混凝土工程的寿命。第二、高桩梁板式码头结构还会因环境因素造成的影响，导致耐久性问题的出现。高桩梁板式码头结构一般应用在较为恶劣的自然环境中，会受到很多有害介质的侵害和腐蚀。高桩梁板式码头还会因其自身结构的特点而出现耐久性问题，此类结构在使用中，上部分是梁板结构，下部分是透空结构，会出现空气流通性不良的情况，再加上海水成分的侵蚀作用，导致其工作环境过于恶劣，从而使其结构耐久性得到下降。

2 高桩梁板式码头结构耐久性问题的机理研究

高桩梁板式码头采用钢管桩作为桩基结构时，钢管桩的耐久性问题即为钢结构的防腐蚀问题。钢管桩结构具有良好的机械、物理、施工特性，特别是位于地质条件复杂、风浪较大及需要尽早投产的专业化码头和深水泊位中，拥有其他材料所没有的优势。高桩梁板式码头混凝土工程结构的耐久性机理分析：在实际的施工过程中，混凝土包裹着钢筋结构，能够在钢筋表面形成一层紧密、难熔的保护膜，简称钝化膜，使钢筋的表面工作环境呈高碱性，对钢筋结构起到了十分有效的保护作用，能够确保钢筋不会受到海水的腐蚀和侵害。而一旦混凝土的碱性环境降低，这层钝化膜就会被逐渐破坏，从而造成对其内部钢筋结构的锈蚀，直接影响结构的耐久性。出现上述耐久性问题的主要机理有以下几点体现：

2.1 氯离子侵入混凝土

在海水中存有较多的氯离子，通常会以海水或海雾的形式侵入到混凝土中，造成对混凝土结构的破坏，影响其寿命。其影响机理为：氯离子侵入混凝土结构表面，与钝化膜发生反应，减低钝化膜的PH值，使钝化膜变为酸性，造成钝化膜的局部破损。之后，因混凝土自身结构的不均匀，出现腐蚀电池现象，从而使钝化膜表面出现蚀坑，并且随着腐蚀电池作用的增加，扩大蚀坑的发展。再加上氯离子的去极化作用和导电作用，致使混凝土结构受到严重的破坏，加速对钢筋结构的腐蚀[1]。其中电化学腐蚀反应原理如下：

2.2 海水中的硫酸盐侵蚀混凝土

海水中存有的硫酸盐也会侵蚀混凝土结构，与混凝土中存有的氢氧化钙发生反应，生成硫酸钙，之后再同水泥中的CaO·A1203·12H20发生反应，生成钙矾石。因钙矾石的体积较原本混凝土的体积大，从而产生一定的膨胀作用，对混凝土结构造成影响。并且在受到氯离子的侵害之后，这种膨胀作用会产生更为严重的破坏效果。

3 高桩梁板式码头结构耐久性问题的修复对策

首先，在结构的设计过程中，对码头结构的使用寿命进行科学的计算，对混凝土结构的水灰比进行严格的把控，避免水灰比过大。并且要对混凝土的使用量进行把控，在确保混凝土密实性的同时，尽可能降低造价成本。同时，要对混凝土结构中的钢筋进行防腐防蚀处理，在码头结构表面喷盖防腐层，提高保护效果。

其次，对高桩梁板式码头结构出现耐久性破坏的部分进行及时的修补，加强对码头结构的检查维修工作。针对耐久性问题做到早发现早处理，避免出现维护成本的浪费。并且选择合理有效的修复材料，必须确保修复材料具备较强的粘结能力，且抗腐蚀性和强度都较高，可以快速干硬，从而实现更好的封闭效果。

最后，钢管桩的防腐蚀相关措施包括复合包覆技术、海洋护甲防腐保护系统、无线遥测防腐监测等。复合包覆层由于在一般情况下属于热收缩性的材料，所以在包覆成型过程中具有自收缩特点，将紧紧包覆于被保护的结构，对已经出现腐蚀损伤的构件，亦能利用这类收缩能力把腐蚀产物紧密包覆在局部腐蚀的地方，这样钢管桩的腐蚀产物剥落或膨胀就不会出现。海洋护甲防腐保护系统护甲抗冲击性能好，可以抵抗极端恶劣的气候环境，而且其护甲长久耐用，施工方法简单快捷，在水上或在水下都可以进行施工，能够避免海洋生物( 如牡蛎) 对钢管桩表面的破坏。

4 结语

现今，随着高桩梁板式码头结构在码头建设施工中应用的不断深入，其结构存有的不足也逐渐显露出来，主要体现为会受到海水中部分成分的冲蚀，造成对混凝土的破坏，并造成钢筋的腐蚀，以及钢管桩结构的腐蚀，从而使其结构耐久性受到严重影响。因此，相关部门和人员必须对此类型码头结构出现耐久性问题的机理进行细致的分析，结合实际情况，采用合理有效的修复对策，对结构进行修复和加固处理，从而提高码头结构的质量，为码头的使用提供更加安全的保障。