橋梁蓋梁混凝土裂縫控制探討

逯景濤

中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 河南開封 475002

1 工程概況

斯里蘭卡南部高速公路延長線橋位于斯里蘭卡南部海岸Mattra 市至Hambantota 市的斯里蘭卡南部高速公路延長線，設(shè)計為雙向4 車道。高速公路跨越多處河流、沼澤、溝壑，跨越河流、沼澤、溝壑處均設(shè)計為橋梁，中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司承建的施工段內(nèi)有6# 跨河橋、部分1# 主橋、CDE 砸道橋，總長度1.54km?？v向布置6# 跨河橋9×30，1# 主橋24×30+2×20，CDEE 匝道橋3×30+21×20，橋上部結(jié)構(gòu)為：預(yù)制T 梁、10cm 厚現(xiàn)澆橋面、6cm 厚瀝青混凝土、防撞墻。下部結(jié)構(gòu)為：灌注樁、墩臺、墩柱、蓋梁。6# 跨河橋和1# 主橋每跨10 片預(yù)制T 梁。最大梁蓋梁尺寸31m×2.4m×1.2m，砼89m3，混凝土強度等級為C30。

橋梁蓋梁是橋梁重要的承重構(gòu)件，其體積較大，容易產(chǎn)生裂縫，因此施工中混凝土裂縫控制顯得尤為重要。蓋梁施工前，應(yīng)該根據(jù)施工經(jīng)驗和工程環(huán)境、材料、施工方法、施工設(shè)備、人員技術(shù)水平等分析可能產(chǎn)生的裂縫，并采取相應(yīng)的控制措施，減少或避免影響施工質(zhì)量的裂縫出現(xiàn)。以斯里蘭卡南部高速公路延長線橋為例，闡述橋梁蓋梁裂縫產(chǎn)生的原因和控制方法，以及裂縫的處理方法。

2 蓋梁混凝土常見裂縫類型及形成因素分析

（1）表面不規(guī)則細小裂縫（龜裂縫）：這種裂縫是由混凝土表面干裂形成，是因為混凝土覆蓋保水養(yǎng)護不及時或者不到位造成的。

（2）蓋梁側(cè)面較淺的豎向表面短細裂縫：在施工過程中為了加快模板周轉(zhuǎn)，往往在混凝土養(yǎng)護未到7d 的情況下提前拆除蓋梁側(cè)面模板。若蓋梁模板拆除后未能及時灑水覆蓋養(yǎng)護，表面快速失水和降溫會產(chǎn)生較淺的豎向表面短細裂縫。這是由于內(nèi)外溫差和混凝土收縮引起的，這種裂縫中間比較寬，并伴隨有不規(guī)則細小裂縫。

（3）寬度較大的豎向深層裂縫：這種裂縫是由于局部應(yīng)力集中造成，一般從蓋梁頂端向下延伸，裂縫上寬下窄。這種裂縫是一般是為了搶工期，在蓋梁混凝土未達到設(shè)計強度前加載上部結(jié)構(gòu)造成的。蓋梁最大拉應(yīng)力位于墩柱豎向蓋梁上部，所以為受力裂縫。混凝土的徐變也會起到疊加作用，對裂縫產(chǎn)生不利影響。

（4）貫穿裂縫：由于蓋梁體積較大，混凝土中的水泥在水化過程中產(chǎn)生較大熱量，混凝土的中心溫度與表面溫差超過了25℃規(guī)范允許的溫差，從而產(chǎn)生較大的應(yīng)力，使混凝土出現(xiàn)斷裂裂縫。這種裂縫一般較深，甚至貫通結(jié)構(gòu)截面，影響結(jié)構(gòu)受力性能。

3 不同裂縫的控制措施

3.1 表面不規(guī)則細小裂縫控制措施

蓋梁一般較高，為保證混凝土澆筑過程中振搗密實，混凝土應(yīng)分層澆筑，防止一次澆筑過厚影響振搗質(zhì)量。在混凝土初凝前應(yīng)進行復(fù)振?；炷料铝宵c應(yīng)均勻分布，避免集中在一處下料造成骨料堆積現(xiàn)象。澆筑完成后及時抹面，光面混凝土一般不少于3 遍抹光壓實?；炷翉姸冗_到可以上人時及時進行覆蓋保水養(yǎng)護，覆蓋可以采用塑料布嚴密覆蓋或養(yǎng)護液養(yǎng)護。養(yǎng)護時間不少于14d。

3.2 較淺的豎向表面短細裂縫控制措施

拆除側(cè)面模板前應(yīng)準備好養(yǎng)護覆蓋材料，隨拆隨蓋。需要保溫養(yǎng)護的混凝土要加蓋保溫層，保證混凝土表面濕潤和內(nèi)外溫差不超過規(guī)范要求。

3.3 寬度較大的豎向深層裂縫控制措施

在蓋梁混凝土澆筑時同時留置標養(yǎng)試塊和同條件養(yǎng)護試塊，在蓋梁加載上部結(jié)構(gòu)前，分別試壓同條件養(yǎng)護試塊和標養(yǎng)試塊，判斷混凝土強度是否達到設(shè)計強度。在強度達到設(shè)計強度前，不得加載上部結(jié)構(gòu)。為了保證混凝土的養(yǎng)護時間和減少混凝土的徐變，盡量控制在28d 后施工橋上部結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^施工組織和計劃提前施工橋下部結(jié)構(gòu)，保證蓋梁混凝土有充足的養(yǎng)護時間。混凝土的后期徐變和外部荷載的長期作用會導(dǎo)致鋼筋混凝土的疲勞，容易產(chǎn)生裂縫。

3.4 貫穿裂縫控制措施

由于蓋梁體積較大，對混凝土水泥類型選用、外加劑選用和參量、粗細骨料和有害物質(zhì)含量、水泥用量、水膠比、坍落度、混凝土的出機溫度、入模溫度、保溫覆蓋養(yǎng)護、測溫等環(huán)節(jié)按照大體積混凝土施工規(guī)范進行控制。在不能保證混凝土的內(nèi)外溫差的情況下，通過加裝內(nèi)部降溫管等措施降溫。由于設(shè)計規(guī)范對蓋梁局部受力沒有明確的允許裂縫規(guī)定,尚未成為設(shè)計標準，并且大多數(shù)設(shè)計通常選用標準圖，沒有充分考慮防裂構(gòu)造配筋。施工前應(yīng)審核施工圖，考慮防裂措施，與設(shè)計方溝通，在保證設(shè)計配筋和構(gòu)造配筋的情況下盡量加密外層鋼筋，或設(shè)置防裂鋼筋網(wǎng)片。

4 不同裂縫的處理方法

若橋梁上部結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工，需要將伸縮縫中雜物清理干凈，確保梁板能正常伸縮，不對蓋梁產(chǎn)生水平力，再對不同的裂縫采取相應(yīng)的方法處理。

4.1 表面不規(guī)則細小裂縫

蓋梁表面的不規(guī)則細小裂縫不影響混凝土結(jié)構(gòu)承載能力，但一定程度減小了混凝土的保護層厚度，會對結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生一定影響。采用涂抹修補膠封閉裂縫的方法可以達到修補目的，對于寬度較大的裂縫（一般大于0.12 mm）采用修補膠壓漿法封閉。

4.1.1 裂縫修補膠涂刷施工

首先確定需要修補的裂縫個數(shù)和位置，用鋼絲刷和風(fēng)機清除表面灰塵和松動的雜物，再用干凈的布或刷子蘸酒精等有機溶劑，把縫兩側(cè)2～3cm 范圍內(nèi)擦拭干凈；干燥后，再在縫兩側(cè)涂環(huán)氧樹脂基液；之后抹一層厚度約1mm 的環(huán)氧樹脂膠泥，環(huán)氧樹脂膠泥要保證涂抹密實，保證封閉質(zhì)量。

4.1.2 裂縫灌漿施工

(1) 清理縫隙：用鋼絲刷清除縫隙表面的松散雜物，用壓縮空氣吹除浮物，用酒精或丙酮擦洗表面。

(2) 明確標記灌膠座的位置和間距：一般設(shè)置在裂縫兩端、裂縫交叉處及較長裂縫中部，間距為20～40cm。

(3) 埋設(shè)灌漿嘴，同時封閉縫隙，防止相互貫通而跑膠。

(4) 密封效果檢查：封縫材料固化后，檢查密封效果，對漏氣和封閉不嚴的部位進行補封處理。

(5) 配漿和壓漿：壓漿時注意觀察注入量，壓漿完成之后，每2h 觀察一次，24h 后即可拆除壓漿裝置，并做記錄。用鉆心取樣方法，判斷是否把縫隙全部填滿。

(6) 應(yīng)養(yǎng)護24h，溫度較低時，適當延長養(yǎng)護時間。

4.2 受力裂縫

受力產(chǎn)生的裂縫是由于結(jié)構(gòu)提前受力引起的，會影響蓋梁的安全性和耐久性?？刹捎谜迟N鋼板法處理裂縫，對結(jié)構(gòu)進行補強。其流程為：粘貼區(qū)域混凝土表面處理→鉆孔埋錨固螺栓→安裝鋼板→封邊→壓注結(jié)構(gòu)膠。

（1）粘貼區(qū)域混凝土表面處理：在需要粘貼鋼板區(qū)域畫出鋼板位置線，鑿毛露出骨料，用鋼絲刷刷除表面浮漿和清除松散石子；再用高壓空氣吹除浮灰，用清水沖洗表面；完全干燥后，用丙酮擦拭表面。

（2）埋設(shè)錨固螺栓：應(yīng)認真對照蓋梁施工圖，避免孔鉆到鋼筋上；用高壓空氣吹除孔內(nèi)浮塵，用丙酮清理鉆孔；孔內(nèi)注膠量應(yīng)超過孔深的2/ 3，用丙酮清洗螺栓后放入錨固螺栓。

（3）鋼板下料：待粘貼的鋼板下料切割完成后，對照已經(jīng)植入的螺栓位置進行鉆孔；再對鋼板的粘貼面進行粗糙處理，紋路應(yīng)與鋼板的受力方向垂直。

（4）鋼板的安裝和封邊：鋼板固定在螺栓上后，在鋼板轉(zhuǎn)角處和較長的邊緣插入排氣管，間距應(yīng)在30～40cm；并用封閉蓋碗把螺桿罩上，然后用封邊膠封閉鋼板邊緣；固定鋼板時應(yīng)保證鋼板與砼表面的間有一定的縫隙，確保壓膠厚度。

（5）壓膠：封閉完成并固化后，用壓漿泵注入膠液。注膠過程中注意觀察所有排氣管是否有膠液流出，并用橡皮錘敲打鋼板，檢查確認注膠飽滿密實。

4.3 貫穿裂縫

貫穿裂縫是較為嚴重的裂縫，直接影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。應(yīng)會同設(shè)計、監(jiān)理等相關(guān)方研究確定處理方案，嚴重的應(yīng)拆除重做。

5 斯里蘭卡南部高速公路延長段橋蓋梁混凝土施工裂縫控制

本工程在蓋梁施工前，多次組織分析會，按照裂縫形成的原因優(yōu)化施工方案，按照大體積混凝土施工規(guī)范對各個環(huán)節(jié)事前進行控制。從混凝土原材料、配合比、攪拌、運輸、澆筑養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)進行細化，標準、措施、檢查落實到人，并做好過程記錄資料。施工完成后在1# 主橋P64 蓋梁上表面發(fā)現(xiàn)一處不規(guī)則細小裂縫，面積35cm×40cm，最大寬度0.13mm，最大深度1.6mm。

通過檢查施工記錄，在蓋梁的施工過程中，均是按照施工方案和控制檢查程序進行，各項檢試項目均合格。蓋梁分四層澆筑混凝土，澆筑完成后12h 內(nèi)用0.4mm 厚塑料布覆蓋，養(yǎng)護時間15d。經(jīng)過引發(fā)裂縫的原因分析，發(fā)現(xiàn)第3 天由于大風(fēng)吹開了塑料布間的縫隙，可能由于天氣炎熱，導(dǎo)致局部表面快速失水引起的，此結(jié)論得到監(jiān)理的認同。經(jīng)與監(jiān)理方討論，一致認為該裂縫不會影響結(jié)構(gòu)受力性能和安全性。但此處的鋼筋保護層有所減小，為防止對結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生影響，確定在裂縫兩側(cè)涂一層環(huán)氧樹脂基液，之后抹一層厚1mm 左右的環(huán)氧樹脂膠泥封閉。

6 結(jié)語

在施工過程中應(yīng)特別注重施工原始記錄和施工影像資料的收集和保存工作，為正確找出裂縫產(chǎn)生的原因提供關(guān)鍵性依據(jù)。在施工過程中，看似很小的細節(jié)操作和控制措施，對最后整個施工質(zhì)量的影響是巨大的。所以在施工過程中，必須加強管理，嚴格按照規(guī)范和方案施工，做好預(yù)判和預(yù)控，嚴格控制和檢查各個施工環(huán)節(jié)，減少質(zhì)量問題和質(zhì)量事故的發(fā)生。