論橋梁施工中防水及裂縫的技術(shù)質(zhì)量問題分析與對策

賈 燕

(衡水公路工程總公司)

1 橋面柔性防水材料技術(shù)性能要求

橋面防水材料分類，國內(nèi)外對橋面防水材料的分類方法也很多，主要有薄膜類、卷材類(包括材)和涂膜類。瀝青類防水材料使用較早，因此也有將其單獨作為一類的。其中最常見的是將其分為兩大類，即卷材類和涂膜類。其中，卷材類防水材料是指工廠預制生產(chǎn)成型的材料，使用時被粘到橋面板上形成連續(xù)的防水膜。具體又可分為瀝青防水材料、改性瀝青防水材料和合成高分子防水材料。涂膜類是指由一組分或兩組分經(jīng)水分或有機化學溶液處治形成，使用時涂到橋面上，固化后形成具有相當厚度的防水膜，有時在涂層之間鋪有胎體增強材料來提高其抗拉強度。常用的胎體增強材料包括各種有機織物和玻璃纖維等，目前使用最多的是聚酷無紡布。

1.1 防水材料現(xiàn)場施工技術(shù)研究

橋面防水層的施工是在特定的環(huán)境里對防水材料的一次再加工，工程質(zhì)量受場地、氣候、施工條件等各方面的影響。而同時它又是由施工人員、施工機械、防水材料共同參與的一項工作，因此有必要在試驗工程的基礎上對施工技術(shù)加以總結(jié)和改進研究，提出一套完善的施工技術(shù)，可以良好的調(diào)配這幾方面因素，使它們能與施工環(huán)境相互協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮各自的作用。

1.2 瀝青層攤鋪的施工技術(shù)

瀝青層攤鋪階段對防水層施工質(zhì)量影響最大的因素是瀝青層的級配和攤鋪溫度。當瀝青混合料的粒徑較大時，對防水層產(chǎn)生刺破、粘帶的可能性會增大，根據(jù)室內(nèi)模擬碾壓試驗的結(jié)果規(guī)定對于卷材類和加胎體的防水材料，面層不宜采用粗粒式的瀝青混凝土：不加胎體的涂膜類材料，面層最好采用細粒式的瀝青混凝土，特殊情況時也可采用中粒式。在攤鋪過程中必須對攤鋪溫度隨時檢測，一旦發(fā)現(xiàn)溫度不符合要求(沒有達到防水材料的最佳粘結(jié)溫度)要及時中止。檢測的溫度包括瀝青混合料在運料車內(nèi)的溫度、松鋪時溫度、壓實過程中的溫度和整個過程中防水材料表面的溫度。如果混合料在運料車內(nèi)的溫度過低，則根本不能保證攤鋪碾壓溫度，應考慮選擇較近的拌和站，如果條件受限，運輸路程較遠時，一定要加強保溫措施;瀝青層攤鋪和碾壓時的溫度是最關(guān)鍵的，直接決定著防水層與瀝青層的粘結(jié)狀況，所以在施工過程中要嚴格控制，發(fā)現(xiàn)溫度不符合要求時必須及時中止，采取相應措施。

在攤鋪機剛剛經(jīng)過，熱混合料被燙平板振壓成型后，就立即將溫度計插入瀝青層中間，并開始觀察記錄數(shù)據(jù)，插溫度計時要迅速、直接，不要將混合料內(nèi)部的熱量散失，待壓路機復壓開始時再將溫度計拔出;防水層表面和下面溫度的檢測結(jié)果可以為評價防水材料使用條件提供依據(jù)，檢測時選擇若干點，將溫度計插入防水薄膜下面，并在每個檢測點處放置一個溫度計在防水薄膜的上面，從攤鋪機經(jīng)過檢測點，有熱混合料鋪上時開始記錄數(shù)據(jù)。

檢測這些溫度用普通的玻璃溫度計是不行的，建議采用熱電偶溫度計，此種溫度計包括數(shù)據(jù)采集器和不銹鋼的探頭，測量溫度時將探頭插入待側(cè)物體內(nèi)部，數(shù)據(jù)可在數(shù)據(jù)儀上直接讀出，具有讀數(shù)方便、靈敏度高、耐久性好的特點，不銹鋼的熱傳感器可以抵抗施工車輛的碾壓，適合工程中的使用。

除了控制攤鋪溫度以外，在施工時還必須做好施工組織。在攤鋪過程中運料車要一趟趟地將混合料送到攤鋪機處，如果拌和站在橋的另一端，運料車不可避免地就要在已鋪有防水材料的橋面上經(jīng)過。這時，要減少車輛對防水材料的損傷，應在橋端豎立“緩慢行駛”的標志牌，并將橋面上車輛行駛的路途中的障礙清除，遇到伸縮縫在攤鋪瀝青層之前已裝好的情況時，要注意保護伸縮縫，并用鐵板或木板搭在伸縮縫上形成斜坡，使得車輛能勻速通過，避免了車輛在橋面上頻繁地啟動和剎車：另一方面，還應派專人負責清掃從每輛運料車上落下的集料，如有遺漏，散落的集料就會被后面的車輛碾壓，嵌入防水層中，嚴重的還會將防水材料刺破。

2 橋梁施工裂縫的成因及對策研究

橋梁施工過程中，很容易出現(xiàn)裂縫。裂縫的出現(xiàn)不僅僅影響工程質(zhì)量甚至會導致橋梁垮塌。混凝土開裂經(jīng)常困擾著我們橋梁工程技術(shù)人員。其實，如果采取有效的施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。混凝土裂縫的成因復雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因。本文將分析橋梁混凝土施工裂縫的主要原因和防治措施。

2.1 橋梁施工裂縫的成因

橋梁混凝土裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：

(1)荷載引起的裂縫。荷載裂縫產(chǎn)生的原因在于施工過程中，不加限制地堆放施工機具、材料;不了解預制結(jié)構(gòu)受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝;不按設計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式;不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。

(2)溫度變化引起的裂縫?；炷辆哂袩崦浝淇s性質(zhì)，當外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出荷載應力。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。

(3)凍脹引起的裂縫。大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應力;同時混凝土凝膠孔中的過冷水在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30% ～50%。冬季施工預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。

(4)施工材料質(zhì)量引起的裂縫?；炷林饕伤?、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規(guī)定的特細砂，后果更嚴重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結(jié)力，降低混凝土強度。砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低混凝土強度和抗凍性、抗?jié)B性。砂石中有機質(zhì)和輕物質(zhì)過多，將延緩水泥的硬化過程，降低混凝土強度，特別是早期強度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學反應，體積膨脹2.5倍。拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應有影響。

(5)施工工藝質(zhì)量引起的裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。

2.2 裂縫處理

(1)表面修補法。表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

(2)灌漿、嵌縫封堵法。灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

(3)結(jié)構(gòu)加固法。當裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

(4)混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

(5)電化學防護法。電化學防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達到防腐的目的。陰極防護法、氯鹽提取法、堿性復原法是化學防護法中常用而有效的三種方法。

［1］ 中華人們共和國行業(yè)標準.公路瀝青路面設計規(guī)范［M］.人民交通出版社，1997.

［2］ 中華人民共和國行業(yè)標準.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［M］.人民交通出版社，1994.

［3］ 周國鈞等.混凝土工程裂縫調(diào)查及外強加固技術(shù)規(guī)程［M］.地震出版社，1992.