[发明专利]利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试方法

说明书

本发明公开了一种利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试方法，包括：用于装载试验土层和泥浆的模型箱，模型箱中布设有多个离子浓度测点，离子浓度测点处布设离子浓度计的电极，箱底设有排水孔，排水孔下连接有排水管，排水管末端与量筒相连，排水管上设有阀门；阳极放置于桩顶泥浆中，阴极插入试验土层并置于桩侧，并连接直流电源正负极，进行非稳态离子快速迁移试验，测试泥皮的离子阻隔效应。本发明能够控制灌注桩泥浆护壁施工条件下桩侧不同厚度泥皮条件下的形成，进而开展不同施工条件下泥皮离子阻隔效应测试，测试结果将为桩基抗侵蚀的离子阻隔定量化分析提供数据支持。

技术领域

本发明涉及桥梁灌注桩抗海水离子侵蚀技术领域，特别涉及一种利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试方法。

背景技术

随着公路交通建设的蓬勃发展，海域段桥梁桩基工程日益增多。海水及淤泥质土中含有Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等多种离子，对服役过程的桩基腐蚀作用严重，尤其是阴离子侵蚀的影响较明显。因此亟需探索近海桩基抗海水离子侵蚀技术，目前相关研究主要集中于混凝土侵蚀机理、侵蚀性离子扩散机制、钢筋锈蚀机理、混凝土强度和刚度损伤等几个方面，但仍处于理论研究阶段，并没有形成经济性较强的离子阻隔技术。

在桩基施工过程中，为减少地层的缩颈事故和提高孔壁的稳定性，在桩基成孔时常采用泥浆护壁，泥浆中少量细颗粒渗入地层，填充地层孔隙，滤出清水导致最终颗粒在桩侧聚集形成泥皮。相对于桩侧土，泥皮含水率高、孔隙比大、强度较低，将影响桩基侧摩阻力发挥。值得注意的是，虽然桩侧形成的泥皮对桩基承载力发挥有影响，但由于泥皮在桩基与富含离子的淤泥质土间形成包裹层，因而桩侧泥皮对桩基的海水离子侵蚀形成阻隔作用，从而提高桩基的长期服役性能。同时，在海域段桩基成孔施工过程中制备泥浆时，往往需要通过外加添加剂提高泥浆性能，因而通过掺入合适的添加剂，达到阻隔灌注施工过程中海水向混凝土渗透的阻隔作用。然而，当前有关护壁泥浆形成的泥皮对海水离子的阻隔效应还不够明确，尤其缺乏一种定量测试的方法。这是本申请需要着重改善的地方。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试方法，对照研究不同条件下进行施工泥浆护壁钻孔灌注桩的离子阻隔效应，并分析影响海水离子阻隔效应的因素。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种利用改性海相泥浆形成泥皮阻隔海水离子侵蚀桥梁桩基的测试方法，包括：用于装载试验土层和泥浆的模型箱，模型箱中安装有离子测量电极，离子测量电极连接测量离子浓度的离子浓度计，模型箱的箱底设有排水孔，排水孔下连接有排水管，排水管末端与量筒相连，排水管上设有阀门；测试步骤如下：

S1：配制试验用土，填筑试验土层；

取现场海域段滩涂区土层测得其初始含水率和离子浓度，根据所需离子浓度采用相应海水，将土体浸泡于其中至饱和；关闭排水管的阀门，以每层10±2cm的厚度分层填筑于模型箱中，形成试验土层；

所述海域段滩涂区土层包括淤泥质土、黏质粉土、粉质黏土；

试验土层填筑完成后，盖上密封盖，密封盖上设有与混凝土灌注桩桩径相同的定位孔，定位孔内有一圈安装槽用于安装O型密封圈，提高密封性；

所述模型箱为有机玻璃模型箱，通过有机玻璃进行观测；

S2：配制改性护壁泥浆，采用PHP海相环保泥浆配制；

S3：挖孔形成护壁；

定位桩孔，然后选用与桩孔直径相同的取土器取土挖孔，同时灌入护壁泥浆至指定高度；

S4：在离子浓度测点处安装离子浓度计的工作电极和参比电极；