公路橋梁施工中混凝土裂縫的防治研究

李專輯

（新疆道路橋梁工程總公司第一工程處，新疆 喀什 844000）

0 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市道路的現(xiàn)代化建設(shè)也加快了進(jìn)程。在公路橋梁的建造與使用中，常常會(huì)出現(xiàn)裂縫，對(duì)工程質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，甚至成為導(dǎo)致橋梁垮塌的不安全因素。因此，如何對(duì)裂縫進(jìn)行防治顯得尤為重要?；炷潦钱?dāng)今建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的主體構(gòu)成材料，其抗壓強(qiáng)度高，可以澆筑各種形狀，且不易風(fēng)化、耐火性好、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低。但是混凝土由于抗拉能力較差，容易受到溫度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等各種因素影響而產(chǎn)生開裂，形成結(jié)構(gòu)整體不安全隱患。雖然混凝土裂縫的發(fā)生是不可避免的，但是可以采取一些防治措施來減輕其危害程度。

1 工程概況

某工程橋跨布置為30m＋35m＋35m＋30m＝130m，橋面寬31.5m，橫截面為單箱六室截面，底緣為魚腹式， 由13m直線段和R1＝2975cm、 R2＝70cm的圓曲線組成，橋面橫坡為±1.5%，橋面縱坡為3.1%，位于R＝1100m凸型豎曲線內(nèi)。墩身采用雙柱式門形墩，臺(tái)身采用板式。橋梁全部現(xiàn)澆C50混凝土，箱梁橫截面頂板厚25cm，底板厚25cm，箱室寬度為5.0m，腹板寬0.4～0.6m，橋面中心線處梁高230cm，箱梁端橫梁寬1.2m，中橫梁寬2.4m。

2 橋梁質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果及處理目標(biāo)

質(zhì)量檢測(cè)站出具的底橋交工荷載試驗(yàn)報(bào)告指出：梁底面出現(xiàn)受力裂縫，局部有麻面及因振不密實(shí)導(dǎo)致的空洞、露筋現(xiàn)象，需進(jìn)行處理。東、西兩側(cè)橋臺(tái)內(nèi)側(cè)面均有分布均勻的豎向裂縫，從橋臺(tái)頂面延伸至底面，裂縫主要分布于兩個(gè)支座之間，裂縫寬度在0.08～0.20mm之間，部分寬度較大的裂縫處有滲水痕跡并有白色沉淀，需對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿修復(fù)處理；同時(shí)由于橋臺(tái)表面的弧形設(shè)計(jì)，橋頭排水流向中部，使得橋臺(tái)有較為嚴(yán)重的滲水現(xiàn)象，且使得低洼處的支座生銹，將會(huì)影響其使用功能，需要對(duì)其排水進(jìn)行處理。梁體內(nèi)部后期修補(bǔ)的模板需要拆除。

3 裂縫產(chǎn)生的原因分析

混凝土裂縫有很多種，所形成的原因各不相同。早期塑性收縮裂縫是混凝土在終凝前后由于早期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，水分大量蒸發(fā)而產(chǎn)生的表面裂縫。干縮裂縫的產(chǎn)生是因?yàn)榛炷帘桓邷乇裼秩鄙贋⑺B(yǎng)護(hù)，較為干燥，一般在1～7d內(nèi)出現(xiàn)裂縫。溫度裂縫一般是大體積混凝土快速降溫而在側(cè)面出現(xiàn)的長(zhǎng)而直、寬而深的裂縫。自收縮裂縫是在水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，體積有一定量的減小，處理不好（如未留置適當(dāng)?shù)氖┕たp、后澆帶等）產(chǎn)生的如龜背樣的細(xì)小彎曲的裂縫。

4 裂縫處理的施工工藝

4.1 裂縫修補(bǔ)材料性能指標(biāo)

裂縫修補(bǔ)材料采用低粘度環(huán)氧樹脂漿液，其安全性能指標(biāo)要符合表1的要求。

表1 低粘度環(huán)氧樹脂漿液的安全性能指標(biāo)

底膠的安全性能指標(biāo)如表2所示。

表2 底膠的安全性能指標(biāo)

3110型環(huán)氧樹脂固化劑的安全性能指標(biāo)如表3所示。

表3 3110型環(huán)氧樹脂固化劑的安全性能指標(biāo)

4.2 灌漿料的配制

用提式攪拌器（轉(zhuǎn)速為200～250rpm）先將環(huán)氧樹脂、固化劑料分別攪拌均勻（長(zhǎng)期放置有沉淀現(xiàn)象）后，再按照環(huán)氧樹脂∶固化劑料＝1∶3的比例充分混合均勻，攪拌時(shí)間約3min。

4.3 施工工藝流程

本工程中混凝土裂縫處治工藝流程為：裂縫處理→埋設(shè)灌漿嘴→封閉→密封檢查→配制漿液→灌漿→封口結(jié)束→檢查。

4.3.1 裂縫處理

用鋼絲等工具清除裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物，再用毛刷蘸甲苯、酒精或丙酮等有機(jī)溶液，把沿裂縫兩側(cè)20～30mm處擦洗干凈并保持干燥。

4.3.2 埋設(shè)灌漿嘴

沿著裂縫的開裂方向每隔150～200mm埋設(shè)灌漿嘴。埋設(shè)時(shí)，先在灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的底膠，將灌漿嘴的進(jìn)漿孔騎縫粘貼在預(yù)定的位置上。

4.3.3 封閉

先在裂縫兩側(cè)（寬20～30mm）涂一層環(huán)氧樹脂基液，然后抹一層厚1mm左右、寬20～30mm的環(huán)氧樹脂膠泥。抹膠泥時(shí)應(yīng)防止產(chǎn)生小孔和氣泡，要刮平整，保證封閉可靠。

4.3.4 密封檢查

裂縫封閉后應(yīng)進(jìn)行壓氣試漏，檢查密閉效果。試漏應(yīng)待封縫膠泥具有一定強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行。

4.3.5 配制漿液

漿液配制應(yīng)按照不同漿材的配方及配制方法進(jìn)行。一次配備的漿液數(shù)量，需根據(jù)漿液的凝固時(shí)間及進(jìn)漿速度來確定。

4.3.6 灌漿

應(yīng)在灌漿前對(duì)灌漿機(jī)具和器具進(jìn)行檢查，運(yùn)行正常時(shí)方可使用。根據(jù)裂縫區(qū)域大小，可采用單孔灌漿或分區(qū)群孔灌漿。在一條裂縫上灌漿可由一端灌至另一端。灌漿時(shí)應(yīng)在下一個(gè)排氣嘴出漿時(shí)立即停止，照此順序進(jìn)行。化學(xué)灌漿的灌漿壓力常采用0.2MPa，壓力應(yīng)逐漸升高，防止驟然加壓。達(dá)到規(guī)定壓力后應(yīng)保持壓力穩(wěn)定，以滿足灌漿要求。灌漿停止的標(biāo)志為吸漿率小于0.1L／min。當(dāng)吸漿率為0.1L／min時(shí)再壓注幾分鐘即可停止灌漿。灌漿結(jié)束后，應(yīng)用丙酮沖洗管道和設(shè)備。

5 施工注意事項(xiàng)

在進(jìn)行混凝土裂縫施工處理時(shí)，各項(xiàng)粘貼劑應(yīng)在規(guī)定的環(huán)境溫度中密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免日光直射。粘貼劑應(yīng)在室內(nèi)配制，配制環(huán)境及施工現(xiàn)場(chǎng)均應(yīng)保持良好的通風(fēng)。施工人員應(yīng)戴防護(hù)面罩、手套，同時(shí)施工和使用環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃。各種粘貼劑材料不得污染生活水源，棄物不得倒入河流，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定處理。粘貼面層必須干燥。故施工時(shí)不能有明水，若有則必須用吹風(fēng)機(jī)吹面層，在膠水未固化之前不得遇水。

6 混凝土裂縫的預(yù)防措施

6.1 材料控制

施工工藝是保證混凝土構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵，而材料就是施工達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提，因此必須嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范來對(duì)原材料，如鋼筋、水泥和碎石等進(jìn)行抽樣檢查。同時(shí)應(yīng)對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，并及時(shí)調(diào)整砂、碎石的含水量，以保證混凝土的施工質(zhì)量。

6.2 溫度控制

可適當(dāng)?shù)卦黾犹砑觿┎⒏牧脊橇系呐渲?。橋梁施工?yīng)盡量采用干硬性混凝土，從而有效降低混凝土的水泥成分。在對(duì)混凝土進(jìn)行拌和時(shí)，要適當(dāng)?shù)貙⑺疄⒂谒槭?，使混凝土澆筑時(shí)的溫度降低，特別是在夏季施工時(shí)，必須減少混凝土的澆筑厚度，利用澆筑層的面積充分散熱。此外，混凝土自身性能的優(yōu)劣非常重要。選擇高性能的混凝土可以增強(qiáng)抗裂效果，應(yīng)避免在橋梁施工中使用表面干縮度大的混凝土。

6.3 施工控制

根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、質(zhì)量及對(duì)混凝土和易性的要求來確定混凝土施工配合比，并對(duì)水灰比和水泥用量進(jìn)行嚴(yán)格控制。選擇級(jí)配較好的石子，對(duì)砂的粒徑與含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，通過減少空隙率來降低混凝土收縮量，從而增大混凝土抗裂強(qiáng)度。此外，混凝土的養(yǎng)護(hù)是整個(gè)施工中最重要的環(huán)節(jié)之一，如果對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)不重視，不僅會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，還容易使混凝土在硬化過程中失水，不能及時(shí)得到補(bǔ)償而產(chǎn)生裂縫。因此，必須經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù)，尤其是在高溫下施工時(shí)，一來可以防止產(chǎn)生溫度裂縫，二來可以降低由混凝土收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力，從而達(dá)到有效控制裂縫的目的。

7 結(jié)語

在公路橋梁施工中，混凝土裂縫問題較為常見。由于其對(duì)橋梁壽命及安全性具有重大影響，因此必須在施工過程中對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行全面分析，控制施工溫度，采取必要的措施來防止裂縫產(chǎn)生，從而確保公路橋梁質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

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