前 言

海水中的氯离子是强腐蚀性物质，服役在海洋环境下的钢管桩、预应力混凝土大管桩及PHC管桩等桩基础极易遭受海水侵蚀，造成耐久性、承载力下降、使用寿命缩短等问题，因此必须采用附加的防腐措施进行保护，以保证海工结构在预期使用寿命内的安全运营。传统的桩基础防腐措施是在桩基础表面涂刷多道防腐涂层，将桩基础与海水隔离开来，以避免腐蚀的发生。防腐涂层的设计使用寿命约为10～20年，但受复杂的海洋环境条件的影响，比如海浪飞溅、驳船撞击、海生物附生、紫外光辐射等的影响，其实际寿命一般小于10年。涂层发生腐蚀、老化破坏之后逐渐剥落，桩基础会重新暴露于海水腐蚀之中，必须及时进行修复。水下桩基础修复方式一般是预建钢围堰、抽水，待桩基础表面干燥后，重新喷涂防腐涂料，这种修复方式需要在干式环境下进行，操作难度大、成本高，且需要涂刷多道涂层，操作时间长。我国建造的大量港口、码头，经过十多年的腐蚀和破坏，桩基础表面的防腐涂层已经严重损坏，进入了必须进行二次防腐修复的阶段。如果继续采用重新涂刷防腐涂层的方式，至少每10年就需要重新进行一次涂刷，后期的维护成本可能达到初期建造成本的数十倍、甚至数百倍之多，代价巨大。

近年来，由玻璃钢包覆衍生出来的防腐、修复、加固技术给海洋环境下桩基础提供了超高耐久性防腐修复解决方案，大大提高了修复后桩基础的后期使用寿命。玻璃钢是由玻璃纤维布做增强材料液体树脂胶黏剂组合制备成的一类复合材料，具有优异的力学性能良好的成型性和优异的耐腐蚀性能，尤其适用于海洋腐蚀环境。研究结果表明[1,2]，2mm厚度的玻璃钢包覆层即具有50年以上的耐海水腐蚀寿命，与其它防腐措施复合使用，还能进一步延长对桩基础的防护寿命。本文介绍了以玻璃钢复合材料为主要技术手段的高耐久性防腐措施在桩基础水下防腐修复上的应用，可直接用于水下修复，施工周期短，且具有至少50年以上的耐久性，对促进水下桩基础修复的发展具有重要意义。

1 水下玻璃钢包覆技术

水下玻璃钢包覆技术是在处理干净的桩基础表面缠绕一定厚度的玻璃钢包覆层，将桩基础与海水隔离开来的防腐技术[3,4]。预浸涂玻璃钢固化前为柔软的胶带，具有黏性，可以缠绕于桩基础表面，并且与桩基础具有良好的粘结强度，固化后成为坚硬的固体，并产生少量体积收缩，紧固于桩基础表面。水下玻璃钢包覆技术的主要施工步骤为：

（1）潜水员潜入水下，采用打磨机或高压水枪清理干净桩基础需要维护区域表面。混凝土桩基础应清理干净表面海生物及松散混凝土颗粒，钢管桩应清除表面锈迹。

（2）在清理干净的桩基础表面缠绕预浸涂玻璃钢，直至设计的包覆厚度，玻璃钢接头处搭接长度不少于5cm。一般需要缠绕至少四层玻璃钢才能达到50年以上的耐久性要求。

针对《船研所学报》出版过程中存在的上述繁杂的工作，尝试采用结构思考方法对期刊的出版流程进行优化，构建基于结构思考的期刊出版流程优化框架见图4。实际应用结果表明，该方法不仅可以使繁杂的工作清晰化、有序化，而且能帮助编辑人员提高期刊出版各个环节的工作效率。

（2）将玻纤套筒撑开，包裹于桩基础表面，并用支架及紧固带临时固定。每隔15cm用不锈钢自攻螺丝紧固玻纤套筒接缝处。

（1）潜水员潜入水下，采用打磨机或高压水枪清理干净桩基础表面。混凝土桩基础应清理干净表面海生物及松散颗粒，钢管桩应清除表面锈迹。

（4）至少8h后，利用自重法灌注15～30cm环氧砂浆密封灌浆区域底部，继续固化8h。

 

表1 玻璃钢的性能指标要求Table 1 Property requirements of the GFRP composites

  

性能包覆厚度/mm拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa冲击强度/kJom-2巴氏硬度饱和吸水性/%指标要求≥1.8≥120≥200≥75≥30≤1

2 水下黏弹体防腐胶带和玻璃钢复合包覆技术

水下黏弹体防腐胶带和玻璃钢复合包覆技术包括黏弹体防腐胶带和高强玻璃钢包覆带两部分。在处理干净的桩基础表面缠绕一层黏弹体防腐胶带，然后在防腐胶带表面缠绕一层可水下硬化的高强玻璃钢包覆带，起到固定和保护作用。黏弹体防腐胶带和玻璃钢包覆带都具有良好的防腐性能，所以这一复合技术具有超高的耐久性。该技术利用黏弹体的可变形性和优异的粘结性能，通过挤压作用力，几乎可以完全排除桩基础表面的水分，与桩基础表面形成密封粘结。黏弹体防腐胶带的厚度一般为2mm左右，具有良好的抗渗和防腐性能，可以彻底隔绝水分子及氧分子、氯离子的渗透，起到防护的目的。黏弹体防腐胶带具有独特的冷流特性，在防腐修复的过程中可以达到自修复功能，起到完全保护的作用。高强包覆带使用前也具有较好的黏弹性，可直接缠绕于黏弹体防腐带表面，遇水固化后成为坚硬的保护外壳，保护黏弹体防腐带免受冲击、磨损、海洋生物侵蚀和紫外线照射等。高强包覆带固化后体积收缩，紧紧箍在钢管桩及黏弹体防腐带上，起到固定作用。水下黏弹体防腐胶带及玻璃钢复合包覆技术的主要施工步骤为：

缠绕的玻璃钢在24h后基本完成固化，即具有良好的力学性能和抗腐蚀性能。预浸涂玻璃钢的固化时间应保证在30～60min左右，以保证施工完成后玻璃钢及时固化、收缩、紧固在桩基础表面。固化后的玻璃钢的性能指标应满足表1的规定。

（2）在清理干净的桩基础表面缠绕一层黏弹体防腐胶带，接头处搭接长度不少于1cm，顶端和底端用束缚带临时固定。

（3）在黏弹体防腐胶带表面缠绕两层玻璃钢包覆带，接头处搭接长度不少于1cm。

（4）在缠绕完成的玻璃钢表面缠绕一层塑料薄膜，起临时保护、固定作用，并在缠绕区域的顶端和底端用束缚带固定。

水下黏弹体防腐胶带及玻璃钢复合包覆技术的优势在于只需缠绕一次黏弹体防腐胶带和两次玻璃钢包覆带，是较为简单有效的防腐修复方式。黏弹体防腐胶带的性能指标要求见表2，玻璃钢包覆带的性能指标要求见表3。

 

表2 黏弹体防腐胶带的性能指标要求Table 2 Property requirements of the viscoelastic anticorrosion adhesive tape

  

性能厚度/mm延展率/%吸水性/%透水率 /g·m-2·d-1对钢剥离强度/N/mm指标要求≥2＞100＜0.03＜0.2＞0.2

 

表3 玻璃钢包覆带的性能指标要求Table 3 Property requirements of the GFRP composites cladding tape

  

性能厚度/mm拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa冲击强度/kJom-2吸水性/%指标要求≥0.3≥200≥200≥100≤1

3 玻纤套筒灌浆防腐修复加固技术

设计KPI应该从上到下，明确分工高层管理人员的职责，能够确保工程企业的大框架是有序的。[5]由最高决策者对主要部门管理人员进行直接考核，更加有效完成绩效考核，让每个部门、每个工作岗位以及每个员工之间的工作目标更加清楚，不存在抢攻或者重复的情况。考核制度必须要公式，安排专门的人员监督落实，对每个阶段进行分批次考核，积极鼓励员工完成各项绩效指标。一般来说，考评主要分为四个档次，分别是合格、不合格、良好和优秀，分别进行各个档次的奖惩，考核指标应客观，以事实为主要依据的原则，公平公开的充分体现出所有员工的实际工作情况。

本课程改革前的期末总成绩主要由两部分组成，平时成绩占期末成绩的30%，由作业成绩和实训成绩组成；期末闭卷笔试成绩占70%。国际结算课程的特点是理论知识点多，同时又具有很强的实践性，因此学生平时就应该加强对课程的学习和掌握，如果不注重平时学习，单纯的依靠期末突击复习会导致期末总成绩不理想以及对国际结算知识的掌握不扎实的问题。因此考核方式改革就应该加大平时成绩在总成绩中的占比，提高到40%到50%，期末闭卷成绩占比下降10%到20%。

（1）测量桩基础需修复区域的尺寸、形状，根据测量结果及设计的灌浆层厚度在预制厂预制玻纤套筒。玻纤套筒的厚度约为2～3mm，设计灌浆厚度一般不小于5mm。

（3）在缠绕完成的玻璃钢表面缠绕一层塑料薄膜，起临时保护、固定作用，并在缠绕区域的顶端和底端用束缚带固定。

由上述模型及设定情况可得，在100 m更换轨枕范围内，在将扣件松卸并向两端各延伸10 m的情况下施工时，只要轨温不大于6.35℃，就不会出现胀轨现象。

（3）将弹性可压缩密封条上均匀涂抹可水下固化的环氧粘结剂，安装固定于套筒底部，桩基础与玻纤套筒之间如有缝隙，用粘结剂密封。

啤酒小龙虾夏天标配，冬天暖心窝的羊肉汤… 季节的更替，使我们对季节背后所孕育的食材也有着些许追求。登陆过世界非物质文化遗产的“怀石料理”，最大的一个特色就是采用时令食材。和适宜的鱼介，和适宜的蔬果，配以精美的餐具，在餐桌上感受四季。

哈贝马斯赞同霍克海默、马尔库塞等人对科学技术能够发挥意识形态功能的相关论述，并且结合新的时代背景，进一步认为科学技术已经具备了新的意识形态功能。

玻纤套筒防腐修复加固技术是根据需要维护的柱基础的尺寸、形状，在预制厂预先制备玻璃钢套筒，固定、密封在桩基础需要维修的部位，然后采用水下环氧灌浆料进行水下灌浆，排出海水，环氧灌浆料固化后与桩基础及玻璃钢罩间形成密封粘结空间，以达到防腐修复、加固的目的[5～8]。由于玻璃钢和环氧砂浆都具优异的耐海水腐蚀性能，所以这一修复技术也具有超高的耐久性能，具有一次维护即可达到设计服役寿命的目的，无需进行后期二次维护。环氧砂浆疏水性好，具有优异的抗水分散性能，因此还具有无需压力的自重灌浆优势，可以直接将环氧砂浆倒入桩基础与玻纤套筒的环形空间内，利用环氧砂浆自重和自密实的特点，填充密实环形空间，操作简单易行，避免了压力灌浆施工设备的投入与维护，经济效益良好。由于这一技术大大增加了桩基础的截面积，而且可以通过调整玻璃钢罩与桩基础之间的距离，增加桩基础的截面积，所以主要用于桩基础的增大截面法加固修复，对于严重破损，截面积损失较大的桩基础具有良好的修复、加固作用。玻纤套筒防腐修复加固技术的主要施工步骤为：

（5）利用自重法一次将环氧砂浆灌注至玻纤套筒顶部，排出套筒内所有水分。灌浆过程中可用橡皮锤敲击玻纤套筒，使环氧砂浆填充密实。

（6）用可水下固化环氧粘结剂呈坡面形式将玻纤套筒与桩基础底部进行密封。

（7）至少24h后，拆除临时支架及紧固带，整个修复加固工作完成。

她说，我梦见依旧睡在她卧房旁边。凌晨时分，工作间里响起织布的声音，间歇持续，是从小熟悉的声音。醒不过来，心里想着她已回来，不禁内心释然。我期待她带我上路。期待她从背后拿出一束石竹花。她离去后，我便不知道可以跟随谁。我爱她。在爱她的同时，又轻视她。我站在岸边旁观她如何堕落于海水之中，我看到她死去。

玻纤套筒与环氧砂浆接触的内表面应进行粗糙化处理，以增加与环氧砂浆的界面作用力。由于玻纤套筒和环氧砂浆都具有优异的抗渗和耐腐蚀性能，所以这一复合修复加固技术至少具有50年以上的使用寿命。而且，这一技术对水下固化材料的要求不高，原材料的成本相对较低，对桩基础的加固修复具有重要意义。玻纤套筒的性能指标要求见表4，环氧砂浆固化后的性能指标要求见表5。

 

表4 玻璃钢的性能指标要求Table 4 Property requirements of the GFRP composites

  

性能拉伸强度/MPa拉伸弹性模量/GPa弯曲强度/MPa弯曲弹性模量/GPa冲击强度/kJom-2巴氏硬度饱和吸水性/%指标要求≥120≥10≥200≥4.5≥75≥30≤1

 

表5 环氧砂浆的性能指标要求Table 5 Property requirements of the epoxy mortar

  

性能压缩强度/MPa抗折强度/MPa拉伸强度/MPa与混凝土水下正拉粘结强度/MPa与钢材的正拉粘结强度/MPa体积收缩率/%指标要求≥70≥28≥10≥2.5（且为混凝土内聚破坏）≥10＜0.1%

4 三种防腐修复技术特点对比分析

以50年耐久性寿命为基准，水下玻璃钢包覆防腐技术、水下黏弹体防腐胶带和玻璃钢复合包覆技术以及玻纤套筒灌浆防腐修复加固技术各自特点的对比分析见表6。

 

表6 三种防腐修复技术特点对比分析Table 6 Characteristics contrast of the three kinds of anticorrosion repair technologies

  

技术方案水下玻璃钢包覆防腐技术水下黏弹体防腐胶带和玻璃钢复合包覆技术玻纤套筒灌浆防腐修复加固技术特点对比分析需要缠绕至少四层玻璃钢，施工步骤简单，但效率相对较低；水下固化玻璃钢的材料成本较高。适用于表面相对较平整的桩基础的水下防腐修复。需要缠绕一层黏弹体防腐胶带和两层玻璃钢，施工步骤简单，效率有所提高；黏弹体防腐胶带的成本较水下固化玻璃钢材料的成本低。黏弹体防腐胶带具有冷流特性，也可适用于表面不平整的桩基础的水下防腐修复。施工步骤相对较复杂，不能连续施工，效率低；但对水下固化材料的要求不高，技术难度低。主要用于破损、强度损失较大的桩基础的加固、补强与防腐修复。

5 结语

我国建造的大量港口、码头，经过十多年的腐蚀和破坏，桩基础表面的防腐涂层已经严重损坏，进入了必须进行二次防腐修复的阶段。水下玻璃钢包覆防腐技术、水下黏弹体防腐胶带和玻璃钢复合包覆技术以及玻纤套筒灌浆防腐修复加固技术可以直接进行水下修复，不需要营造干式施工环境，操作方便，成本相对低廉；一次施工修复即可达到防腐设计要求，无需进行后期维护。具有50年以上的耐海水腐蚀寿命。对解决我国当前桩基础的水下修复、加固，简化防腐修复工艺、节约后期维护成本具有重要意义，应用前景广阔。

参考文献：

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［2］ 聂亚楠，沈浩，谷坤鹏，等.玻璃钢复合材料耐海水腐蚀性能及抗Cl-渗透寿命预测［J］.中国腐蚀与防护学报，2016，36（4）:357～362.

［3］ SEN R,MULLINS G.Application of FRP composites for underwater piles repair［J］.Composites Part B,2007,38（5～6）:751～758.

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［5］ 岳兴国,周琛,麻为民.高性能桩柱密封保护系统水下结构修补和保护方案［J］.上海建材,2015（5）:13～14.

［6］ 施进,杨军彦,孙武.浅谈玻纤套筒加固技术在桥梁维修加固中的应用［J］.交通工程建设,2016（1）:32～34.

［7］ 吴靖宇.水下墩柱玻纤套筒加固技术［J］.黑龙江科技信息,2014（29）:217～217.

［8］ 陈海钊.浅谈传统钢护筒增大截面法加固与水下玻纤套筒加固法对比［J］.科技展望,2016,26（17）：176.