既有鋼筋混凝土梁體裂縫修補工藝及施工要點

李勇海

摘要：本文根據(jù)某樞紐工程鋼筋混凝土梁體裂縫修補的實踐經(jīng)驗，簡單介紹和探討了鋼筋混凝土梁裂縫修補工藝及過程中的施工要點。

關鍵詞：梁體；裂縫；修補；工藝；施工要點

中圖分類號：TV543文獻標識碼： A 文章編號：

1工程概況

某樞紐21號橋建成后于2001 年1月通車運行，中心樁號為HS.K1+374.13m，橋梁全長1053.67m。設計荷載為汽車－超20級、掛車－120。2011年11月，相關橋梁檢測試驗中心對21號橋開展了定期質量檢查工作，根據(jù)本次檢測的各項檢測結果，通過對橋梁各部件技術狀況的綜合評定，認為本橋總體情況較好，全橋技術狀況評分為 75.6 分，確定該橋的技術狀況等級為二類。

2梁體主要病害情況

該橋最主要的問題是鋼筋混凝土連續(xù)箱梁多跨出現(xiàn)裂縫，且裂縫在箱梁翼緣板、腹板及底板均有出現(xiàn)，多跨底板與腹板有修補痕跡，出現(xiàn)露筋、麻面現(xiàn)象；下部結構蓋梁受雨水侵蝕，局部露筋；個別泄水孔堵塞，部分支座墊石與楔形塊混凝土出現(xiàn)空洞、開裂、破損，混凝土澆筑質量差；由于橋梁構件局部存在缺陷，須對這些缺陷及時處理；對結構裂縫及時進行灌漿封閉。

上部結構裂縫情況：鋼筋混凝土連續(xù)箱梁底板、腹板及翼緣板均存在裂縫，裂縫寬度在0.05mm~0.47mm，最大豎向裂縫寬度 0.47mm，位于第 3 跨右側腹板。最大橫向裂縫長度 450cm，位于第 4 跨與第 35 跨底板跨中處。經(jīng)過檢測部門的觀察，該裂縫屬于靜止裂縫,非活動裂縫。

3裂縫成因分析

通過對梁體裂縫的觀察，大部分裂縫形狀無規(guī)律，且深度較淺；根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，基本確定為干縮裂縫、塑性收縮裂縫及沉陷裂縫。

3.1 干縮裂縫

混凝土養(yǎng)護結束后的一周左右，水泥漿中水分的蒸發(fā)產(chǎn)生干縮。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

3.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。由于該橋梁距海較近，一年四季均受到海風的影響，施工過程中養(yǎng)護不到位，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，混凝土表面容易塑性收縮。塑性收縮裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態(tài)。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等。

3.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫是指由于結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致。施工單位為達到業(yè)主要求的工期或過度追求施工進度，對結構地基基礎處理不到位，在梁體混凝土澆筑后，地基出現(xiàn)不均勻沉降，從而導致了沉陷裂縫的產(chǎn)生。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關，一般沿與地面垂直或呈30~45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。

4裂縫修補材料的選用

裂縫修補材料分為兩種，化學灌漿材料及水泥漿材料。本梁體修復工程綜合材料各方面性能指標優(yōu)先采用了化學灌漿材料，其性能指標符合下列要求：

4.1裂縫修補膠漿液的黏度小，滲透性、可灌性好。

4.2 裂縫修補膠漿液固化后收縮性?。还袒瘯r間可調節(jié)；灌漿工藝簡便；固化后不應留有有害化學物質。

4.3裂縫修補用膠應滿足公路橋梁加固設計規(guī)范（JTG/T J22-2008）中要求的安全性能指標。見表1：

表1

5修補工藝及施工要點

5.1表面封閉法

根據(jù)公路養(yǎng)護技術規(guī)范要求，鋼筋混凝土梁梁體裂縫寬度＜0.15m時，采用表面封閉法。針對該橋裂縫寬度＜0.15m的情況，修補材料選用了改性環(huán)氧樹脂類膠粘劑進行表面封閉。

5.1.1工藝流程

裂縫排查→裂縫處理→配封口膠→膠封縫→封縫驗收。

5.1.2施工要點

⑴ 裂縫排查

施工前全面查清裂縫寬度＜0.15mm的情況，對裂縫的數(shù)量、長度及寬度進行統(tǒng)計，并在梁上進行標注。以便后期進行分類處理及工程計量。

⑵ 裂縫處理

對于裂縫寬度＜0.15m的情況，首先對裂縫表面進行打磨，打磨寬度控制在3～5cm左右，長度由裂縫長度而定，清除表面浮渣，然后用鋼絲刷對打磨后表面進行刷毛處理，清除裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣及松軟層等污物；然后再用毛刷蘸丙酮沿裂縫兩側3～5cm處擦洗干凈并保持干燥。

⑶ 配置封口膠

根據(jù)產(chǎn)品配膠比例稱取材料組分于容器中或平板上，用油灰刀攪拌至完全均勻。

⑷ 膠封縫

用油灰刀沿裂縫往復涂刷并均勻涂抹一層厚約1～2mm、寬2～3cm的膠泥，施工過程中注意防止小氣泡、砂粒等混入而造成密封不嚴。

⑸ 養(yǎng)護環(huán)境

施工環(huán)境干燥、通風、粘貼面潔凈、干燥、無油污；固化環(huán)境溫度不低于5℃。

5.2壓力灌漿法

根據(jù)公路養(yǎng)護技術規(guī)范要求，鋼筋混凝土梁梁體裂縫寬度≥0.15m時，采用壓力灌漿法。針對該橋裂縫寬度≥0.15m的情況，灌縫材料選用了低粘度改性環(huán)氧樹脂類灌縫膠進行澆灌。

5.2.1工藝流程

裂縫排查→裂縫處理→粘貼灌漿嘴→膠封縫→封縫檢查→配置膠液→壓力注膠（低壓慢注）→固化→驗收。

5.2.2施工要點

⑴ 裂縫調查

施工前全面查清裂縫寬度≥0.15mm的情況,對裂縫的數(shù)量、長度及寬度進行統(tǒng)計，并在梁體上進行標注，據(jù)此進行化學灌漿材料配量及埋嘴數(shù)量。

⑵ 裂縫處理

對于裂縫寬度≥0.15mm的情況，為使混凝土縫隙完全充滿漿液，并保持壓力，同時又保證漿液不大量外滲，可沿縫用人工或電錘鑿成“V”形槽，寬度約5～10mm，深3～5mm左右，用高壓空氣吹洗干凈，使其不讓灰渣阻塞，然后用丙酮擦洗，清除裂縫周圍的油污，清洗時應注意不要將裂縫堵塞。

⑶ 粘貼灌漿嘴

在有裂縫的交錯處、裂縫較寬處及裂縫端部必須鉆孔設置灌漿嘴，孔徑5mm，深度1～2cm；與孔眼對準粘貼在裂縫上。灌漿嘴的間距根據(jù)縫長及裂縫的寬窄以35～40cm為宜，一般寬縫可稀，窄縫宜密，每一道裂縫至少各有一個進漿孔和排氣孔。灌漿孔眼必須對中保證導流暢通，灌漿嘴應粘貼牢靠，四周抹成魚脊狀進行封閉。埋設壓漿嘴施工見圖1所示。

圖1：21號橋梁底埋設壓漿嘴施工

⑷ 封縫

裂縫的封閉使用封口膠，即表面封閉法中所使用的材料，按產(chǎn)品說明的配膠比例稱取并調配封口膠，用油灰刀沿裂縫往復涂刮后均勻涂抹一層厚約1-2mm、寬2-3mm的膠泥，注意防止小氣泡及密封不嚴。

⑸ 封縫檢驗

封縫膠封縫后1～2天即可進行試漏檢驗，以檢驗裂縫的密封效果及貫通情況。采用壓縮空氣進行試漏試驗，可沿裂縫涂刷一層肥皂水，從灌漿嘴吹入壓縮空氣（壓力與灌漿壓力相同），漏氣處可再行封閉。

⑹ 配制灌漿膠液

配制膠液前應將選用材料的組分充分搖勻，根據(jù)估計的灌膠量按推薦配膠比準確稱量兩組并充分均勻。

⑺ 壓力注膠

注膠前，采用氣泵將孔縫吹干凈，達到無水干燥狀態(tài)，然后采用低壓（灌漿壓力采用材料說明中要求的壓力即可）慢注的方法，由下到上，由一端到另一端進行灌漿。當最后一個出漿口出膠且出膠速率保持穩(wěn)定后，再保持壓注10分鐘左右即可停止灌漿。拆除管路，并注意防止流膠。注膠施工如圖2所示。

圖2：21號橋梁底注膠施工

⑺ 膠液固化

在5℃以上環(huán)境中固化，一般情況（25℃）下固化2～3天即可。

6質量檢驗與驗收

6.1表面封縫材料固化后應均勻、平整、不出現(xiàn)裂縫，無脫落。

6.2當注入裂縫的修補膠達到7d固化期時，采用取芯法對注漿效果進行檢驗。芯樣檢驗采用劈裂抗拉強度測定方法。當檢驗結果符合下列條件之一時為符合設計要求：

⑴ 沿裂縫方向施加的劈力，其破壞應發(fā)生在混凝土部分（即內聚破壞）；

⑵ 破壞雖有部分發(fā)生在界面上，但其破壞面積不大于破壞面總面積的15%。

7結語

橋梁結構物在長期運營過程中,梁體不可避免地會產(chǎn)生裂縫等缺陷,這將影響到結構的正常使用,嚴重的甚至引起交通事故及縮短結構的使用年限。上文介紹到的兩種梁體裂縫修補工藝，是工程中常用的裂縫處理工藝，實踐證明其效果經(jīng)濟、簡便。重視橋梁裂縫，及時處理橋梁裂縫。有利于橋梁使用壽命的延長。隨著橋梁維修技術的發(fā)展，修補材料的不斷更新，裂縫處理的工藝將會更加完善。

參考文獻：

公路養(yǎng)護技術規(guī)范. JTGH10-2009.

公路橋梁加固設計規(guī)范. JTG/T J22 -2008.

公路橋梁加固施工技術規(guī)范. JTG/T J23 -2008.

王鐵夢.工程結構裂縫控制[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社.1997.

桂業(yè)昆.橋梁施工專項技術手冊[M].人民交通出版社.2005.