橋梁裂縫修補與加固

宋人武賈俊力

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司六威三處，貴陽貴州550004）

橋梁裂縫修補與加固

宋人武1賈俊力2

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司六威三處，貴陽貴州550004）

造成橋梁工程出現(xiàn)裂縫的原因很多，而且產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，常見的原因有收縮裂縫、溫差裂縫，這兩種原因都是與混凝土材料的特性有關(guān)。采用嵌縫封堵法，灌漿，表面修補法，電化學(xué)防護(hù)法以及加固封閉法都是有效的修補處理方法，其中表面修補法主要是針對一些不會影響橋梁結(jié)構(gòu)承載力及穩(wěn)定性的表面縫隙，不僅簡單、有效，與其他方法比較其施工的成本最低。

橋梁裂縫；修補劑；加固技術(shù)

前言

橋梁施工中混凝土裂縫問題是因為混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中參雜了二氧化碳，并在水化產(chǎn)物的作用下產(chǎn)生了碳酸鈣，使混凝土形成了碳化，這種碳化能夠?qū)︿摻罴兓ぴ斐梢欢ǖ膿p傷，進(jìn)而出現(xiàn)了銹蝕[1]，最終形成了混凝土裂縫，裂縫會對鋼筋的保護(hù)作用造成一定的阻礙，從而使裂縫的情況惡化，增加了橋梁的不穩(wěn)定性和不安全性，使過往車輛處于危險之中。因此，對橋梁出現(xiàn)裂縫及時維護(hù)修補是杜絕安全隱患、延長其使用壽命的重要工作。

1 橋梁工程裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 收縮裂縫

橋梁工程的建筑結(jié)構(gòu)很多，常見的有建筑混凝土結(jié)構(gòu)、路橋混凝土結(jié)構(gòu)等,在施工過程中，如果混凝土的收縮受到外界因素的影響，則可能產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，這種力量一旦超過混凝土結(jié)構(gòu)橋梁的承受能力，則會使橋梁的路面出現(xiàn)大量裂縫，從而破壞橋梁結(jié)構(gòu)的整體性?；炷劣不€會使橋梁出現(xiàn)塑性收縮現(xiàn)象，這與混凝土和水泥混合作用有一定關(guān)系，混凝土在特殊的條件下，泌水性會減少，如果不對其表面補充大量水分，則會使混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁表面出現(xiàn)很多不規(guī)則裂縫。

1.2 安定性裂縫

在橋梁的施工中，材料的性能與橋梁工程的質(zhì)量息息相關(guān)。假如水泥的安定性沒達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)，就會使混凝土的表面出現(xiàn)安定性裂縫。安定性裂縫主要分布在結(jié)構(gòu)表面，尤其是排水井的接壤部位及舊混凝土和新施工混凝土的交接處，且分布比較集中，張裂寬度一般為0.05～0.5mm，如果情況比較嚴(yán)重，就會出現(xiàn)橫向裂縫，其貫穿整個施工面，并形成斷裂帶，且寬度可達(dá)1mm，一般分布在表面混凝土中。

1.3 溫度裂縫

水泥在水化過程中會放出一定熱量，這會造成混凝土的表面和其內(nèi)部溫度有很大的差異。通常，在施工時橋梁混凝土結(jié)構(gòu)會使用整體澆筑的方法，且澆筑完成以后，混凝土表面的熱量會散發(fā)的很快，但內(nèi)部熱量不易散開，這時熱量會在混凝土的內(nèi)部聚集起來，形成一定溫差，在混凝土表面出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力，而混凝土內(nèi)部形成相應(yīng)壓應(yīng)力。這段時期內(nèi)，混凝土的抗拉強(qiáng)度不足，當(dāng)表面拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，就會形成一定數(shù)量的裂縫。

另外，地基礎(chǔ)變形，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)差別大，如果橋梁建在滑坡、溶洞或活動斷層等地質(zhì)上時，也會造成不均勻沉降引起的裂縫。

2 橋梁裂縫修補處理和加固

嵌縫封堵法，灌漿，表面修補法，電化學(xué)防護(hù)法以及加固封閉法都是常見的修補處理方法，經(jīng)常被用于實際的裂縫修補工作中[2～4]。對結(jié)構(gòu)整體有一定影響或者對有防滲要求的混凝土裂縫進(jìn)行修補，就可以采用嵌縫法和灌漿，因為在灌入的漿液材料硬化后，就可以和混凝土形成一個整體，這對加固橋梁的結(jié)構(gòu)和封堵裂縫來說是非常有效的。表面修補法主要是針對一些不會影響橋梁結(jié)構(gòu)承載力及穩(wěn)定性的表面縫隙，不僅簡單、有效，和其他方法比較其施工的成本也是最低。

2.1 增大構(gòu)件的截面加固

一座橋梁有多個部分組成，而每個組成部分都需要加固，在各個組成部分進(jìn)行加固時采用的加固方法不近相同，不同的加固部位有其特有的加固方法，這樣加固的優(yōu)點就能更好的發(fā)揮出來。在橋梁的結(jié)構(gòu)中存在著大量的鋼筋混凝土部分，在這種部位可以采用增大構(gòu)件的截面加固法。這種方法很好的與混凝土施工的原理相符合，其主要是提高混凝土構(gòu)件的抗彎能力和抗拉能力，從而使橋梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性都能得到增強(qiáng)，這種方法對加固鋼筋混凝土具有很好的效果。運用這種方法進(jìn)行加固的時候要先考慮橋梁加固部位的荷載的大小，增大的橋梁的底面積是由荷載的大小決定的，只有這樣才能得到合適的橋梁的底面積從而增強(qiáng)橋梁的荷載的能力。增大截面法中植筋是一項關(guān)鍵技術(shù)，在混凝土結(jié)構(gòu)加固中，新舊結(jié)構(gòu)的連接是個薄弱環(huán)節(jié)，尤其是界面的抗剪強(qiáng)度。采用植筋技術(shù)以后，界面的抗剪強(qiáng)度由三部分組成:界面混凝土內(nèi)部結(jié)合力、界面摩擦力、植筋的抗剪力。植筋技術(shù)的好壞直接影響到界面的加固效果，植筋工藝是混凝土加大截面中的一項重要工藝，橋梁加固施工時應(yīng)重點控制。

2.2 粘貼鋼板加固

粘貼鋼板加固法是一個復(fù)雜的加固方法，其分為多步工序。要想達(dá)到預(yù)期的目的就必須按照規(guī)范的要求進(jìn)行加固施工。第一步進(jìn)行鋼板進(jìn)行鉆孔，使螺栓能夠很好的被固定住，為后續(xù)的工作打下良好的基礎(chǔ)。一般情況下孔徑在26mm左右，孔深在25mm上下，允許有0.5mm的誤差。第二部就是進(jìn)行螺栓的固定。最后對鋼板的表面進(jìn)行處理，使其光滑，采用砂輪對鋼板的白面進(jìn)行打磨后施膠加固。

2.3 裂縫封閉與灌漿

根據(jù)裂縫寬度的不同采用不同的封閉施工方法：縫寬≥0.15mm須進(jìn)行封閉后壓漿處理；縫寬＜0.15mm進(jìn)行表面封閉處理即可，本方法僅用于靜止的及活動中后期處于穩(wěn)定的裂縫。

2.3.1 裂縫封閉

封閉膠采用JN-F封口膠系列A、B兩組分膩子狀改性環(huán)氧樹脂類膠黏劑，裂縫封閉施工順序如下：

裂縫封閉施工要點。JN—F配膠比例范圍大，在配膠重量比為A∶B＝100∶25-50（即A∶B＝2-4∶1）的寬范圍內(nèi)，均可固化，極大地方便施工。但為保證工程質(zhì)量，仍應(yīng)進(jìn)行稱量，一般情況下推薦配膠比例為A∶B＝100∶30，在25℃可操作時間約為50～60min。隨著B劑用量的增加，可操作時間相應(yīng)縮短。每次配膠量不宜過大，以在可操作時間內(nèi)用完為準(zhǔn)。將需涂刮JN-F封口膠的表面清潔干燥，不得有油污、砂粒及浮漿等污垢、雜質(zhì)。按推薦配膠比例稱取JN-F封口膠于潔凈干燥容器中，用油灰刀攪拌至色澤完全均勻一致。用于灌注裂縫施工時，用油灰刀沿裂縫往復(fù)涂刮并均勻涂抹一層厚約1～2mm、寬2～3cm的JN-F膠泥，注意防止小氣泡、砂粒等混入而造成密封不嚴(yán)。粘貼注膠嘴時，注意防止堵塞注膠孔。灌注粘貼鋼板施工時，用抹刀將鋼板周邊縫隙、螺栓及注漿嘴周圍間隙用JN-F反復(fù)涂刮后密封，不允許出現(xiàn)密封不嚴(yán)現(xiàn)象。JN-F封口膠密封施工1d（25℃）后即可進(jìn)行下一工序施工。

2.3.2 裂縫灌漿

裂縫灌漿工藝流程如下∶

灌漿施工要點。首先進(jìn)行裂縫調(diào)查，全面查清裂縫的性質(zhì)以及裂縫的長度、寬度、深度、走向、貫穿及漏水情況，以便確定處理方案。裂縫寬度可用讀數(shù)顯微鏡測量。

裂縫處理。用鋼絲刷等工具清除混凝土裂縫表面的灰塵、浮渣及松散層等污物，刷去浮灰，用酒精或丙酮將沿縫兩側(cè)2～3cm范圍擦拭干凈。為了有效封縫需要沿裂縫鑿成“V”形槽，裂縫寬度0.15～0.5mm時，槽寬2～4mm深4～6mm；縫寬>0.5mm時，槽寬>10mm深>15mm。對體積較大的混凝土構(gòu)件或較深的裂縫，可沿裂縫采取鉆孔灌漿，以使?jié){液進(jìn)入裂縫有更廣的通路。

設(shè)置灌漿嘴。在裂縫的交錯處、裂縫較寬處及裂縫端部必須設(shè)置灌漿嘴，灌漿嘴的間距根據(jù)裂縫大小、走向及結(jié)構(gòu)形式而定，一般縫寬0.3～0.5mm時灌漿嘴間距為30～50cm，在一條裂縫上必須設(shè)置有進(jìn)漿、排氣或出漿口。灌漿嘴可先用JN-F封口膠粘貼在預(yù)定位置，也可在封縫時一同粘貼，應(yīng)特別注意防止堵塞灌漿嘴。

封縫。封縫質(zhì)量的好壞直接影響灌漿效果與質(zhì)量，應(yīng)特別予以重視。裂縫的封閉使用JN-F封口膠，按推薦配膠比例稱取并調(diào)配JN—F封口膠，用油灰刀沿裂縫往復(fù)涂刮后均勻涂抹一層厚約1～2mm、寬2～3cm的膠泥，注意防止小氣泡及密封不嚴(yán)。封縫檢驗。一般情況下，JN-F封縫后1～2d即可進(jìn)行試漏檢驗，以檢查裂縫的密封效果及貫通情況。若用壓縮空氣進(jìn)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；若用壓力水進(jìn)行試漏檢驗，以確保注膠效果。

配制灌漿膠液。配制JN-L膠液前應(yīng)將A、B兩組分充分搖勻，根據(jù)估計的灌膠量按推薦配膠比準(zhǔn)確稱量兩組分并混合均勻。從膠液混合開始，注膠操作應(yīng)在膠液適用期內(nèi)完成（25℃時約為90min）。

灌漿。注膠操作應(yīng)使用專用的注膠器具。注膠前，應(yīng)用壓縮空氣將孔縫吹凈，達(dá)到無水干燥狀態(tài)。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。在一條裂縫上的灌漿可由淺到深，由下而上，由一端到另一端。灌漿壓力常采用0.2MPa，在保證灌漿順暢的情況下，采用較低的灌漿壓力和較長的灌漿時間，可獲得更好的灌漿效果。當(dāng)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10min左右即可停止灌漿。拆除管路，并注意防止流膠。

膠液固化。JN—L應(yīng)在5℃以上的環(huán)境中固化，固化時間視環(huán)境溫度而定。一般情況（25℃）下固化2～3d即可。灌漿效果檢驗。灌漿結(jié)束后應(yīng)檢驗灌漿效果及質(zhì)量，凡有不密實等不合格情況，應(yīng)及時進(jìn)行補注。灌漿效果一般可采用壓水檢查，在裂縫較多，灌漿質(zhì)量較差的部位設(shè)置檢查孔，水壓值一般為灌漿壓力的70%～80%，基本不吸水、不滲漏即可認(rèn)為合格。對大型構(gòu)件，還可選擇適當(dāng)部位進(jìn)行鉆芯取樣檢查，并可將芯樣加工成試件進(jìn)行力學(xué)性能試驗[5]。

3 結(jié)語

在橋梁施工過程中，常常會由于各種因素的影響而導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫，從而降低橋梁的整體強(qiáng)度，并容易對橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成一定的影響。在面對橋梁出現(xiàn)裂縫的問題時，需要切實分析其成因，有針對性地運用相關(guān)技術(shù)加以解決。在施工過程中也應(yīng)注意相關(guān)要點，采用優(yōu)質(zhì)建材，嚴(yán)格遵循施工規(guī)范，注重施工現(xiàn)場管理，結(jié)合材料特點、現(xiàn)場環(huán)境等條件，具體問題具體分析，落實相應(yīng)方案，有效控制橋體裂縫生成，保證橋梁質(zhì)量，延長其使用壽命。

∶

［1］李民亮.橋梁裂縫成因及修補加固技術(shù)的應(yīng)用探討［J］.建材與裝飾(中旬刊),2008,5:286～287.

［2］魏福勇.橋梁裂縫的原因與維修加固技術(shù)［J］.黑龍江科技信息, 2013,21:19.

［3］王俊德.改建路橋涵拼接及維修加固施工工藝交通科技［J］，交通科技,2009（2）：92～95.

［4］彭克，鐘建龍.現(xiàn)澆混凝土異形板梁裂縫維修處治方法［J］，交通科技,2007（6）：29～31

［5］彭暉,張建仁,陳俊敏,等.表層嵌貼CFRP板條-混凝土界面黏結(jié)性能的試驗研究［J］，公路交通科技，2014，31（6）：70～79.

The Crack Repair and Reinforcement of Bridge

SONG Ren-wu1and JIA Jun-li2
（Guizhou Expressway Group Co.Led.,The Third Division of Linwei Project Management,Guiyang 55004,China）

There are many causes which make the cracks in bridge construction,and the causes are always complex.Such as shrinkage crack and temperature difference crack,these two are related to the characteristics of concrete materials.The caulking blocking method,grouting,surface repair electrochemical protection and reinforcement sealing method are all effective repairing methods.And among these methods,the surface repair mainly focuses on the surface cracks which have no effects on the bearing capacity and stability of bridge structure,and it is simple and effective,and it has the lowest cost compared with other processing methods.

Bridge crack;repair agent;reinforcement technology

U445.7

B

1001-0017（2016）04-0309-03

2016-05-05

宋人武（1980-）男，貴州施秉人,碩士研究生,從事路橋建設(shè)施工與維護(hù)。