近年來，筆者參加了多座沿?；炷翗蛄旱某Ｒ?guī)健康檢測，經(jīng)過對這些橋梁的全面檢查及對混凝土墩臺出現(xiàn)病害的分析，筆者認為：我國沿?；炷翗蛄合虏拷Y(jié)構(gòu)雖在構(gòu)造、受力等方面能滿足運營使用要求，但普遍存在耐久性很差的通病，運營5～8年即出現(xiàn)諸多由鋼筋銹蝕引起的病害。由此，采取適當?shù)哪途眯约庸烫幚泶胧┦欠浅１匾摹?br />
一、沿海混凝土橋梁墩臺的耐久性檢測及存在的問題
為了解橋梁墩臺的耐久性，掌握混凝土墩臺的使用情況、存在病害及病害原因，從而對橋梁的運營技術(shù)狀態(tài)作出評價。在以往的常規(guī)健康檢測中，我們進行了以下耐久性方面的檢測評估：
表一、沿?；炷翗蛄憾张_耐久性檢測項目
項目
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檢測內(nèi)容
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檢測方法
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目的
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墩臺表觀檢查
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主要控制截面
尺寸復(fù)測
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鋼尺幾何測量，
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與原設(shè)計/竣工圖對比
注意邊角缺損區(qū)域測量。
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裂縫分布調(diào)查
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鋼尺幾何定位，
照片反映
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繪制裂縫分布圖：
以裂縫參數(shù)記錄表和裂縫分布圖兩種形式標記和描繪出裂縫的起止點坐標、特性寬度、長度、走向、分布位置等，裂縫性狀以文字方式在裂縫圖上加以注釋。
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裂縫寬度
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刻度放大鏡、
裂縫寬度儀測定
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裂縫深度
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超聲波檢測儀
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混凝土檢測
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混凝土強度
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超聲－回彈綜合法
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實測混凝土強度。
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混凝土碳化深度檢測
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酚酞試劑分析法
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檢測混凝土碳化深度，確定鋼筋是否失去混凝土堿性環(huán)境保護而易發(fā)生銹蝕。
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混凝土氯離子含量測定
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現(xiàn)場取樣
硝酸銀滴定分析
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在受海水影響不同區(qū)域取樣，測定樣品CL-含量，反映CL-在混凝土中隨深度的分布，間接評判鋼筋銹蝕活化的可能性。
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混凝土電阻率檢測
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四電極阻抗測量法
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通過測量混凝土電阻率，間接評判鋼筋銹蝕的可能性及可能的銹蝕速率。
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混凝土凈保護層厚度檢測
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磁通法
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判定鋼筋是否易失去混凝土的堿性環(huán)境保護，從而發(fā)生銹蝕。
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鋼筋檢測
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鋼筋銹蝕檢測
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半電池電位法
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實測浪濺區(qū)及檢查中發(fā)現(xiàn)有跡象標明鋼筋可能存在銹蝕的區(qū)域，從而對鋼筋銹蝕的可能性作出判斷。
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實例一：某海灣特大橋檢測及下部病害：
同三國道主干線，某海灣特大橋，橋梁全長為1589.1m，橋下平均凈空為5.4m；橋梁上部結(jié)構(gòu)為39×16m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板和32×30m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁。橋梁下部結(jié)構(gòu)形式：橋墩為柱式墩，0號臺為樁柱式輕型臺，71號臺為肋板式臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。運營7年后檢測發(fā)現(xiàn)下部結(jié)構(gòu)主要病害表現(xiàn)為混凝土腐蝕病害嚴重：
下部蓋梁、墩身實測保護層厚度很不均勻，實測值：43～50mm，局部僅25mm；
實測墩臺鋼筋銹蝕電位：－67～－155 mv；
實測下部結(jié)構(gòu)碳化深度≤2.0 mm
表觀檢測：墩柱、蓋梁鋼筋銹漲嚴重，混凝土表面大量存在沿鋼筋方向橫向或環(huán)向的銹漲裂縫，鋼筋銹漲，混凝土鼓包，脫落。
實例二：某跨海峽特大橋檢測及下部病害：
某海峽大橋全長2706米。主橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，截面型式為單箱單室斷面，橋跨組成76+138+76米。引橋采用40米預(yù)應(yīng)力簡支T梁及20米預(yù)應(yīng)力空心板。大橋水中基礎(chǔ)采用直徑1.2m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土圓管打入樁，陸上基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。橋位所處水域最大潮差5.16米。運營6年后進行健康檢測發(fā)現(xiàn)，下部結(jié)構(gòu)受海洋潮汐變化影響，墩臺鋼筋銹蝕嚴重：
承臺取樣，氯離子含量0.33（占水泥含量的百分比）；
下部承臺墩身，實測凈保護層厚度：27～35mm；
實測墩臺鋼筋銹蝕電位：－97～－138mv
實測下部結(jié)構(gòu)碳化深度均≤2.5 mm
表觀檢測：橋梁墩臺混凝土存在露筋現(xiàn)象、箍筋或綁扎鋼絲外露，鋼筋的銹蝕形成了混凝土順筋方向開裂（環(huán)向開裂）、承臺邊角混凝土銹漲開裂，混凝土多處剝落，鋼筋銹蝕嚴重。
二、常見病害的原因分析
綜合分析，我國東南沿海混凝土橋梁墩臺，運營5～8年后，往往少有受力性病害而普遍表現(xiàn)為受腐蝕耐久性很差。其病原因分析如下：
2.1、環(huán)境原因
惡劣的海洋環(huán)境是加劇墩臺混凝土結(jié)構(gòu)劣化的外因。
沿海鋼筋混凝土墩臺在使用過程中，受到海水、海風(fēng)和海霧中有害介質(zhì)的侵蝕，會產(chǎn)生劣化，宏觀上會出現(xiàn)開裂、溶蝕、剝落、膨脹、松軟及強度倒縮下降等，嚴重者會使結(jié)構(gòu)破壞倒塌，而鋼筋銹蝕，是加速混凝土這種破壞的主要因素。
引起墩臺混凝土內(nèi)鋼筋腐蝕最為主要的原因是混凝土的碳化和氯化物的滲透量。當CO2和CL-腐蝕介質(zhì)侵入時，混凝土的堿性降低或混凝土保護層因銹漲開裂等都將造成鋼筋表面敦化狀態(tài)的破壞，鋼筋表面就會出現(xiàn)較大的電位差，形成陰極和陽極，在一定條件下（如氧氣和水存在）鋼筋開始銹蝕。
(1)、碳化影響
當二氧化碳滲入墩臺混凝土與混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成碳酸鈣整個反應(yīng)稱為碳化作用。
CO2+H2O+Ca(OH)2 →CaCO3+2H2O 碳化作用
當大量的碳酸鈣形成時，混凝土內(nèi)部堿性環(huán)境受到破壞，達到一定程度時，如PH在9 以下時，鈍態(tài)鐵的保護層就失去作用，混凝土內(nèi)的鋼筋因為沒有受到堿性環(huán)境的保護而產(chǎn)生銹蝕。
(2)、氯化影響
混凝土固化后，在大氣環(huán)境中的氯化物污染是難以避免。氯離子是一種穿透力極強的腐蝕介質(zhì)，當接觸到鋼鐵表面，便迅速破壞鋼鐵表面的鈍化層，即使在強堿性環(huán)境中，氯離子Cl-引起的點銹腐蝕依然會發(fā)生，同時由于不論是氣態(tài)還是液態(tài)的水往往會滲透到混凝土里面，而這種水并非純水，而是含有一些雜質(zhì)的電解液，電化學(xué)作用導(dǎo)致銹蝕加快進行。當氯離子滲透到達鋼筋表面，氯離子濃度較高的局部保護膜破壞，成為活化．在氧和水充足的條件下，活化的鋼筋表面形成一個小陽極，未活化的鋼筋表面成為陰極，結(jié)果陽極金屬鐵溶解，形成腐蝕坑，一般稱這種腐蝕為點腐蝕．這個過程主要有下列反應(yīng)：
Fe2++2C-+2CL- ——Fe(OH)2+2HCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O——4Fe(OH)3 (鐵銹)
Fe(OH)3 若繼續(xù)失水就形成水化氧化物FeOH(即為紅銹)， 一部分氧化不完全的變成Fe3O4(即為黑銹)，在鋼筋表面形成銹層。由于鐵銹層呈多孔狀，即使銹層較厚，其阻擋進一步腐蝕的效果也不大，因而腐蝕將不斷向內(nèi)部發(fā)展。
鋼筋腐蝕產(chǎn)物，鐵銹的體積約為原先鐵體積的2.5-7 倍，所產(chǎn)生的膨脹壓力會造成混凝土的開裂、剝落，裂縫的產(chǎn)生又會招致更多腐蝕介質(zhì)的進入，引發(fā)更嚴重的腐蝕。
2.2、設(shè)計、施工原因
設(shè)計、施工原因造成的墩臺混凝土不能滿足惡劣海洋環(huán)境的使用要求是墩臺產(chǎn)生耐久性破壞的內(nèi)因。
通過對大量沿海混凝土橋梁的檢測及分析原設(shè)計，可以認為：這些橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計能滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》的要求，按內(nèi)陸橋梁要求是滿足的。但是這些橋梁僅運營5～8年，就出現(xiàn)了比較多的露筋、混凝土順鋼筋環(huán)向開裂、鋼筋銹漲、混凝土疏松等病害。若不采取防護措施，橋梁將會出現(xiàn)更多的鋼筋銹蝕，混凝土剝落等破壞，直接影響結(jié)構(gòu)受力，并嚴重威脅結(jié)構(gòu)安全，縮短結(jié)構(gòu)壽命。為什么會出現(xiàn)這種情況？我們認為：這些橋梁在設(shè)計之初和運營管理過程中均未考慮混凝土結(jié)構(gòu)的防腐耐久性問題，混凝土耐久性很差，是產(chǎn)生這種病害的主要原因。
(1)、鋼筋凈保護層厚度偏小
檢測的大部分沿海高速公路橋梁墩臺滿足《公路橋涵設(shè)計規(guī)范》的要求，但設(shè)計之初未考慮適應(yīng)海洋環(huán)境的耐久性需要，加之施工誤差，鋼筋凈保護層厚度普遍偏小。
實例二橋梁檢測中發(fā)現(xiàn)，從混凝土已剝落處看到，主橋薄壁墩墩身鋼筋凈保護層僅29.5?，主引橋過渡墩鋼筋凈保護層僅27.5?。由于保護層偏薄，使得混凝土毛細孔偏于連續(xù)，CL-等在不長的時期內(nèi)就可以滲透到鋼筋表面，碳化層也容易達到鋼筋表面，使鈍化膜破壞，鋼筋發(fā)生銹蝕。
(2)、排水設(shè)計不合理
我國橋梁設(shè)計中，往往存在重視上部結(jié)構(gòu)排水，忽視下部結(jié)構(gòu)排水。橋臺、橋墩承臺往往為長方體平面，面層容易積水。檢測中橋臺邊角缺損，承臺頂面不規(guī)則開裂比比皆是。
貼近海平面的下部工程為了減少浪花沖擊飛濺，并防止海水留存，應(yīng)盡量減少棱角、突變和大水平面，如承臺建議采用球形頂或大坡度錐形頂面；又如美國AAHSTO明確規(guī)定：橋臺臺帽、橋墩蓋梁頂面等容易積水部位在支座以外范圍，均應(yīng)設(shè)置大于15%的坡面以盡快排水。
(3)、下部結(jié)構(gòu)混凝土等級偏低
大部分沿?；炷翗蛄合虏慷罩?、承臺均采用25號混凝土。實際檢測表明，這些橋梁下部結(jié)構(gòu)大量出現(xiàn)露筋、箍筋或綁扎鋼絲外露鋼筋銹蝕形成順鋼筋方向開裂（環(huán)向開裂）、混凝土開裂（豎向開裂，最大裂縫寬度0.5?）、承臺邊角混凝土缺損等缺陷，而且承臺邊緣混凝土氯離子含量已經(jīng)超過臨界限量。
因此應(yīng)考慮根據(jù)不同環(huán)境及功用適當提高混凝土的強度等級。交通部《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）、英國BS6235-82《離岸固定式混凝土結(jié)構(gòu)實施規(guī)范》均規(guī)定下部浪濺區(qū)的混凝土最低強度等級應(yīng)不小于C40。
三、針對措施
由于暴露於日曬、雨淋、大氣污染等的長期作用下，墩臺鋼筋混凝土的腐蝕如果不引起重視和采取措施，可能會帶來嚴重后果。我國東南沿海高速公路多修建于九十年代初、中期，至今多運營6～10年。這種齡期的橋梁，無論從政治角度還是經(jīng)濟角度，對其進行耐久性加固都是非常必要的，對橋梁的長期安全運營大有裨益。
總結(jié)多個項目的耐久性加固經(jīng)驗教訓(xùn)，我們總結(jié)了以下行之有效的墩臺加固措施：
首先利用人工或機械的方法將原結(jié)構(gòu)表面破損部位及周邊的松散混凝土清除，并予以清潔，利用高壓水槍對結(jié)構(gòu)表面進行徹底清潔，鑿毛后對原結(jié)構(gòu)外露銹蝕鋼筋進行除銹，鋼筋表面的鐵銹應(yīng)清除干凈，并打磨出金屬光澤。
待結(jié)構(gòu)表面完全干燥后，在墩柱浪濺區(qū)以上及蓋梁混凝土表面涂刷鋼筋阻銹劑（抗?jié)B劑），利用其與鋼筋之間良好的親和力使之在鋼筋表面形成保護膜，避免鋼筋銹蝕。
然后在橋墩臺外綁扎D8冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)。
最后澆筑抗?jié)B混凝土，抗?jié)B性應(yīng)達到S7，一般控制厚度8～12?。
四、加固工藝要點
4.1、阻銹劑的選擇
（1）一般在役運營橋梁墩臺宜采用滲透型防銹浸漬劑。
?。?）選擇阻銹劑滲透能力應(yīng)大于30mm且大于墩臺混凝土保護層厚度。
（3）選擇阻銹劑pH值推薦為10-12。
?。?）選擇阻銹劑鹽水浸漬試驗結(jié)果應(yīng)為無銹蝕，且電位為0~ -250mv。干濕冷熱循環(huán)試驗結(jié)果應(yīng)為60次無銹蝕。電化學(xué)試驗結(jié)果應(yīng)為電流小于150μA且破樣檢查無銹蝕。
（5）選擇阻銹劑產(chǎn)品必須經(jīng)過相關(guān)國家鑒定與加固規(guī)范管理部門的認證.
?。?）應(yīng)有符合國家室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范的檢測報告。
4.2、抗?jié)B混凝土的質(zhì)量控制措施
抗?jié)B設(shè)計的混凝土除原材料除要求滿足混凝土強度、自流平及免振搗要求外，尚受環(huán)境影響，要求具有抗?jié)B性。
(1)、 水泥
宜采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥；礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥，并分別符合國家標準GB 175和GB 344的有關(guān)規(guī)定；強度等級不低于32.5。
硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥熟料中鋁酸三鈣含量宜控制在6％～12％范圍內(nèi)。
推薦采用礦渣硅酸鹽水泥，特別是礦渣含量大的硅酸鹽水泥。
不得使用立窯水泥及燒粘土質(zhì)的火山質(zhì)硅酸鹽水泥。
采用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥時，宜同時參加減水劑或高效減水劑。
(2)、 骨料
骨料應(yīng)選用質(zhì)地堅固耐久，具有良好級配天然河沙，碎石和卵石。
細骨料不宜采用海沙。
不得采用可能發(fā)生堿骨料反應(yīng)的活性骨料。
粗骨料最大顆粒徑應(yīng)滿足：不大于保護層厚度的2/3。
(3)、 拌和用水
宜采用城市供水系統(tǒng)的飲用水，不得采用海水。對于本橋混凝土拌和水氯離子含量均不宜大于200mg/L。
上述混凝土原材料的檢查、試驗及質(zhì)量控制標準按下述標準執(zhí)行：
《水運工程混凝土施工規(guī)范》（JTJ 268）
《水運工程混凝土試驗規(guī)程》（JTJ 270）
《水運工程混凝土質(zhì)量控制標準》（JTJ 269）
(4)、摻合料及外加劑
①摻合料
當采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥拌制混凝土?xí)r宜適當摻加優(yōu)質(zhì)摻合料。摻合料宜采用?；郀t礦渣、粉煤灰、硅灰等。摻合料品質(zhì)應(yīng)符合國家標準規(guī)定：
《用于水泥的?；郀t礦渣》（GB 203）
《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB 1596）,及行業(yè)標準《港口工程粉煤灰混凝土技術(shù)規(guī)程》（JTJ/T 273），同時硅灰應(yīng)滿足JTJ 275--2000附錄A要求。
粉煤灰的品質(zhì)，應(yīng)滿足Ⅱ級以上煤灰的要求；對普通混凝土，粉煤灰取代水泥質(zhì)量最大限量：
a用硅酸鹽水泥拌制混凝土不宜大于25％；
b用普通硅酸鹽水泥拌制混凝土不宜大于20％；
c用礦渣硅酸鹽水泥拌制混凝土不宜大于10％；
d如經(jīng)試驗論證最大摻拌量可不受限制。
硅灰的摻量不宜大于水泥質(zhì)量的10％。
?、谕饧觿?br />
外加劑對混凝土的性能應(yīng)無不利影響，其氯離子含量不大于水泥質(zhì)量的0.02％；其摻量應(yīng)通過試驗確定。
外加劑的品質(zhì)及應(yīng)用應(yīng)分別符合國家標準規(guī)定：
《混凝土外加劑》（國標GB 8076），及《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（交通部行業(yè)標準JTJ 269）規(guī)定。
混凝土拌和物中氯離子最高限值（按水泥質(zhì)量百分率計）應(yīng)不高于0.10％。
暴露部位混凝土拌和物水灰比最大允許值0.45、最低強度等級為C40及最低水泥用量為375kg/ 。
a摻加摻合料時、水泥用量可相應(yīng)減少，但應(yīng)符合摻合料及最高氯離子限值的規(guī)定。
b摻加外加劑時，南方地區(qū)水泥用量可適當減少，但不得降低混凝土密實性，可采用混凝土抗?jié)B性或滲水高度檢驗。
c按JTJ 275規(guī)范附錄B規(guī)定方法測定的抗氯離子滲透性不應(yīng)大于2000C。
(5)、混凝土施工
混凝土施工應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《水運工程混凝土施工規(guī)范》、《水運工程混凝土質(zhì)量控制標準》和《港口工程粉煤灰混凝土技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。
混凝土的施工縫不宜設(shè)在浪濺區(qū)、水位變動區(qū)及混凝土發(fā)生較大拉應(yīng)力的部位。
混凝土保護層厚度尺寸允許偏差，應(yīng)為 mm。
混凝土澆筑過程不應(yīng)出現(xiàn)不均勻、不密實的各種缺陷和裂縫；沉降及塑性干縮產(chǎn)生的表面裂紋應(yīng)及時予以處理。
混凝土潮濕養(yǎng)護的時間，對于硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥應(yīng)不少于10d，礦渣硅酸鹽水泥、火山質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥應(yīng)不少于15d;對于大體積混凝土的兩者分別不得少于15d及21d；當混凝土外摻?；郀t礦渣及粉煤灰時濕養(yǎng)應(yīng)不少于15d。
橋墩外?；炷敛坏靡院ＫB(yǎng)護，養(yǎng)護用水和拌用水相同。混凝土澆筑完成后應(yīng)以保濕物覆蓋，終凝后開始澆水養(yǎng)護。
五、結(jié)論與建議
近?；炷翗蛄憾张_的防腐耐久性是一個復(fù)雜的體系。我國近海混凝土橋梁墩臺腐蝕嚴重，耐久性差的問題已經(jīng)漸漸表現(xiàn)出來，高度重視墩臺鋼筋混凝土的腐蝕危害及對耐久性的影響，具有十分必要和社會的意義。
一座近海大橋的使用評估，除應(yīng)考慮建安費、使用過程中維修保養(yǎng)費用及大橋最終使用壽命，長遠還應(yīng)考慮維修時對生態(tài)環(huán)境的影響和因封閉交通所造成的經(jīng)濟損失、社會影響等，即應(yīng)從單純的建設(shè)初期的費用比較轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂脡勖芷谫M用比較。我國在役沿?；炷翗蛄旱亩张_在設(shè)計之初多未能考慮防腐耐久性問題，那么，在運營6～10年后，采取必要的措施進行防腐耐久性加固，必將大大增強墩臺的耐久性，有利橋梁安全運營。
