樂清灣2號橋墩身裂紋防治與處理

王新彥 肖龍

【摘 要】針對樂清灣2號橋海中墩身變截面處產(chǎn)生的裂縫，分析裂縫產(chǎn)生的原因，提出對應(yīng)的防治措施，對已產(chǎn)生的裂縫進行監(jiān)測，并進行有效修補。

【Abstract】In view of the crack of the pier body variable section in Yueqing Bay No.2 bridge， this paper analyzes the causes of the cracks， and puts forward the corresponding prevention and control measures， to monitor the existing cracks and repair them effectively.

【關(guān)鍵詞】墩身裂縫；裂縫原因；防治措施；監(jiān)測；裂縫處理

【Keywords】 cracks of the pier body； causes of the cracks； prevention measures； monitor； crack treatment

【中圖分類號】TU37 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）02-0178-03

1 引言

樂清灣2號非通航孔引橋墩身大部分為海洋環(huán)境，墩身下半部分為直線段，頂部7.5m段位花瓶段，墩身施工結(jié)束拆模后外觀、尺寸、強度、保護層等均滿足要求。但經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)個別墩身出現(xiàn)不同程度裂縫，經(jīng)過分析裂縫產(chǎn)生原因，提出對應(yīng)的防治措施，對已形成裂縫進行監(jiān)測、處理，以確?，F(xiàn)場施工質(zhì)量和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。

2 裂紋產(chǎn)生原因分析

第一，結(jié)構(gòu)物自身構(gòu)造等影響。裂縫出現(xiàn)在直線段與花瓶段交接處，可能由于墩身鋼筋走向發(fā)生變化、截面尺寸發(fā)生變化造成受力不均產(chǎn)生內(nèi)力裂縫；保護層較大，且保護層內(nèi)漿體太多。

第二，混凝土可能產(chǎn)生影響的因素?；炷僚浔炔缓侠?；原材料質(zhì)量較差；施工配合比不準(zhǔn)確；工作性較差。

第三，混凝土澆筑過程影響?；炷寥肽囟冗^高；新舊混凝土澆筑相隔時間過長；布料不均勻、振搗不到位。

第四，混凝土澆筑后拆模養(yǎng)生影響 。拆模過早混凝土內(nèi)表溫差太大；拆模后未及時準(zhǔn)確采取保溫保濕養(yǎng)護措施。

第五，鋼筋保護層厚度影響。鋼筋保護層厚度值過小或變異系數(shù)過大。

3 裂紋防治措施

第一，混凝土原材料控制。對原材料進行嚴(yán)格把控；優(yōu)化混凝土配合比，硅酸鹽水泥配置混凝土?xí)r，摻入足量的礦物摻和料；準(zhǔn)確計算施工配合比，保證混凝土良好工作性。

第二，齡期控制?？s短相鄰節(jié)段施工時間齡期差，減小混凝土的收縮徐變影響。

第三，混凝土澆筑過程控制。

①調(diào)整墩身澆筑分節(jié)位置，墩頂花瓶段至少連帶1m等截面段同時澆筑；

②嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度，混凝土的入模溫度應(yīng)控制在5～30℃之間；

③嚴(yán)格控制混凝土澆筑時相鄰介質(zhì)的溫度、新澆筑混凝土與相鄰介質(zhì)（已硬化混凝土或模板、鋼筋等）的溫度不得大于15℃；

④混凝土分層澆筑，每層厚度不超過30cm，應(yīng)放慢澆筑速度，可有利于水化熱的散發(fā)和減小混凝土的塑性收縮裂縫；

⑤大雨、暴雨天氣嚴(yán)禁進行混凝土澆筑，小雨時段澆筑時，必須進行遮擋處理后，方可進行澆筑。

第四，混凝土振搗及布料控制。對施工人員進行技術(shù)交底，按25～30cm分層振搗，專人分區(qū)域振搗，避免漏振、過振；嚴(yán)控布料順序，布料均勻合理。

第五，混凝土拆模及養(yǎng)生控制。

①混凝土澆筑完成后，及時對混凝土進行覆蓋，并進行灑水養(yǎng)生。待混凝土內(nèi)部溫度下降至與大氣溫度相差不超過15℃時方可拆模（大風(fēng)、溫度驟降天氣不宜拆模）[2]。

②拆模后，及時在墩身混凝土外表包裹一層塑料薄膜，現(xiàn)場人員密切關(guān)注養(yǎng)生情況可有效減少混凝土外表面水分的散發(fā)，減少混凝土的收縮。養(yǎng)生時間不小于15天。

4 裂縫監(jiān)測及處理標(biāo)準(zhǔn)

4.1 裂縫監(jiān)測

對已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫進行持續(xù)觀測，同時聯(lián)合第三方檢測單位共同研究，特別對于非通航孔橋墩身裂縫，詳細(xì)記錄其上部節(jié)段梁架設(shè)每個工序進展過程中對墩身裂縫的影響，分析其發(fā)展規(guī)律，為后續(xù)類似情況提供有力參考。經(jīng)檢測，墩身裂縫主要有豎向裂縫和斜向裂縫，經(jīng)持續(xù)監(jiān)測，墩身裂縫最長2.6m，裂縫最寬0.23mm，深度均在0.5～20.0mm之內(nèi)，屬表面裂紋部分裂縫表面滲水，伴有白色結(jié)晶物析出，造成裂縫表面堵塞。直至節(jié)段梁架設(shè)完成一段時間，裂縫長度、寬度及深度均未發(fā)生變化。

4.2 處理標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2015？規(guī)定，當(dāng)裂縫寬度超過0.2mm，必須對裂縫進行處理[1]。

浙江省相關(guān)文件規(guī)定裂縫寬度超過0.15mm時，須對裂縫進行修補。故本項目對寬度超過0.15mm的所有裂縫進行修補處理。

5 裂縫處理方案

根據(jù)墩身裂縫實際情況，按照國家現(xiàn)行相應(yīng)加固技術(shù)規(guī)范，結(jié)合類似橋梁結(jié)構(gòu)工程缺陷修補經(jīng)驗，對本標(biāo)段墩身混凝土裂縫處理采用以下修補方案：

墩柱混凝土裂縫（紋）只存在表面豎向和斜向裂縫，無環(huán)向、貫通等較大缺陷。

第一，對于豎向裂縫及白色結(jié)晶物析出裂縫。對于有白色結(jié)晶物析出的，先用鋼絲刷清除后待其干燥進行處理；對縫寬不大于0.15mm，表面直接采用封縫膠處理；縫寬大于0.15mm的裂縫，采用注膠法恒壓灌注處理。

第二，對于斜向裂縫：縫寬不大于0.15mm，表面直接采用封縫膠處理；縫寬大于0.15mm的裂縫，進行注膠處理，然后粘貼三層300g碳纖維布。裂縫粘貼碳纖維布順序為縱向—橫向—縱向，裂縫兩側(cè)各0.25m，裂縫尖端各延伸1m。粘貼結(jié)束后表面修飾，顏色應(yīng)與墩身顏色保持一致。

6 主要施工工藝

6.1 裂縫處理施工工藝

①表面封縫膠處理：適用于縫寬不大于0.15mm豎向裂紋。

施工工序為：

具體做法為：徹底清潔裂縫，對有白色析出物用鋼刷清理干凈，必要時可采用酒精等進行清洗，然后用電熱風(fēng)機使裂縫充分干燥；將封縫膠按比例調(diào)制好，然后均勻用力地涂刮在裂縫上，寬度為裂縫兩側(cè)各10mm左右，厚度2mm左右，使其將裂縫完全封閉。

②注膠法恒壓灌注處理修補：適用于縫寬大于0.15mm豎向裂紋。

修補使用的裂縫灌漿材料，要求粘度低，具有很強的滲透力和良好的柔韌性，硬化后不收縮，具有良好的耐久性，具有瞬間固化特性（即固化是一個突變過程），硬化后狀態(tài)穩(wěn)定。施工工序為：

具體做法為：徹底清潔裂縫，去除松散層及雜物，使裂縫表面完全干燥；根據(jù)縫寬確定注膠底座的位置，底座間距一般為25cm左右，在裂縫端部、交匯處和缺陷嚴(yán)重處設(shè)置注膠嘴，用不同顏色粉筆分別做好底座及注漿嘴的標(biāo)記，每條裂縫須至少各留置一個進漿孔和排氣孔。然后按所做標(biāo)記順縫粘貼注膠底座，兩相鄰底座間的裂縫用封縫膠按表面封縫處理要點完全封閉，保證底座與墩身表面粘接嚴(yán)密。固化后應(yīng)進行壓氣試驗，檢查密閉效果，確保封閉效果。

然后將灌縫膠按比例拌制均勻，裝入專用注漿設(shè)備，如注射器或泵壓器內(nèi)。拌制灌封膠時，要注意固化劑加入的量，保證在整個裂縫修補過程中灌封膠固化，導(dǎo)致不能正常施工影響質(zhì)量。通過注入口上的閥門逐漸加壓進行灌注，直至彈性注膠器膨脹至限高處。灌膠前，應(yīng)用壓縮空氣將孔縫吹凈，達到無水干燥狀態(tài)。根據(jù)裂縫區(qū)域大小，可采用單孔灌膠或群孔灌膠。在一條裂縫上的灌膠可由淺到深，由下而上，由一端到另一端。灌膠壓力常采用0.2MPa，在保證灌膠順暢的情況下，采用較低的灌膠壓力和較長的灌膠時間，可獲得更好的灌膠效果。當(dāng)最后一個出膠口出膠且出膠速率保持穩(wěn)定后，再保持壓注10min左右即可停止灌膠。然后拆除管路，并注意防止流膠。灌注完成等灌縫膠達到初凝時，拆除注膠底座用同種封縫膠對灌漿孔封閉。

6.2 對于裂縫深度超出鋼筋保護層影響結(jié)構(gòu)安全的施工工藝

在墩身裂縫檢測過程中，為采集準(zhǔn)確墩身裂縫深度，在墩身裂縫處選擇有代表性裂縫進行裂縫深度檢測，如有嚴(yán)重水漬滲漏處和裂縫較長較寬，需要進行深度檢測。結(jié)合鋼筋保護層測定結(jié)果，如果裂縫深度超過保護層厚度，則需要對影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫進行特殊處理。經(jīng)逐一檢測，墩身所有裂縫深度均在0.5～20mm之間，墩身鋼筋保護層厚度為75mm，屬于表面裂紋。

對裂縫深度超出鋼筋保護層的施工工序為：

鑿出裂縫周圍破損混凝土：用錘子、鋼釬等工具把裂縫周邊松散、破損的混凝土鑿出，直至鋼筋周邊的混凝土鑿除干凈，達到混凝土密實部分，對裂縫處鋼筋表面有銹蝕的，要做除銹處理，用鋼絲刷等工具對銹蝕鋼筋進行打磨，用電吹風(fēng)清理表面粉塵，如遇潮濕用電熱風(fēng)機使其徹底干燥，在除銹完畢的鋼筋表面涂刷阻銹劑，必要時在阻銹劑干燥后涂刷鋼筋保護劑。混凝土鑿除時應(yīng)造成V形槽，槽表面做拉毛處理或鑿成鋸齒狀，易于補縫材料和混凝土面粘接良好。

鋼筋除銹完成，待表面干燥后，用聚合物砂漿修補材料將混凝土鑿除時的V形槽修復(fù)平整。固化后如不平整用砂紙打磨。待修補處完全干燥后，進行下一步施工。

6.3 裂縫修補后墩身外觀修飾

裂縫修補完成后，對修補后的裂縫進行打磨，將周圍的膠渣、碎屑等雜物清理干凈，對修補后的裂縫使用混凝土色差修復(fù)劑進行修飾，顏色的調(diào)配要經(jīng)過反復(fù)試驗直至修補后的墩身顏色與整體保持一致。

具體做法為：將色差修復(fù)劑500g放入容器中，根據(jù)墩身顏色的深淺滴入黑色色漿5～10滴，滴入過程中觀察顏色變化至與基層顏色大體一致為止，然后滴入黃色色漿，隨時觀測顏色變化，直至顏色調(diào)整至與基層同色。調(diào)色過程中注意對色漿的加入量及時記錄，按照相同比例進行墩身修飾。

6.4 裂縫修補效果檢驗

灌膠結(jié)束后應(yīng)檢驗效果及質(zhì)量，凡有不密實等不合格情況，應(yīng)進行補注。灌膠效果一般可采用壓水檢查，在裂縫較多，灌膠質(zhì)量較差的部位設(shè)置檢查孔，水壓值一般為灌膠壓力的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)部位進行鉆芯取樣檢查，并可將芯樣加工成試件進行力學(xué)性能試驗。本項目所有墩身裂縫深度均較小，屬于表面裂縫，故在裂縫修補完畢補縫膠完全固化后，對一部分較長較大裂縫進行了壓水試驗，結(jié)果基本不吸水，說明修補效果良好。

6.5 注意事項

①施工環(huán)境通風(fēng)、干燥，粘貼面潔凈、無油污。

②固化溫度不低于5°C，環(huán)境溫度20～25°C時固化時間不少于3天，平均溫度為10°C時固化時間不少于7天。

③施工時必須具備手套、口罩、護目鏡等防護用品。

④若不慎弄到皮膚或衣物上，可用丙酮清洗并用大量清水沖洗。

⑤若不慎食用或濺入眼睛，應(yīng)立即就醫(yī)。

⑥雨天或空氣潮濕條件下不宜施工。

⑦高空作業(yè)應(yīng)佩戴安全防護用品，并有專人配合施工。

7 取得成效

①通過對墩身裂縫產(chǎn)生原因的分析，根據(jù)每條可能產(chǎn)生的原因提出相對應(yīng)的防治措施，特別是對混凝土質(zhì)量控制、拆模時間控制以及拆模后保濕養(yǎng)生等方面的加強，對防止墩身裂縫的產(chǎn)生起到了明顯效果。

②根據(jù)裂縫處理方案，對已產(chǎn)生的裂縫進行了處理，固化后進行了長時間的觀測，無水漬析出，裂縫得到了有效修補，保證了墩身結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

【參考文獻】

【1】GB 50010-2015.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[S].

【2】JTG/T F50-2011.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》[S].

【3】JTG/T J23-2208.《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》[S].