公路桥梁施工中混凝土裂缝的防治研究

2013-06-20李专辑

交通运输研究 2013年8期

李专辑

（新疆道路桥梁工程总公司第一工程处，新疆喀什 844000）

0 引言

随着我国社会经济的飞速发展，城市道路的现代化建设也加快了进程。在公路桥梁的建造与使用中，常常会出现裂缝，对工程质量造成严重的影响，甚至成为导致桥梁垮塌的不安全因素。因此，如何对裂缝进行防治显得尤为重要。混凝土是当今建筑结构中应用最为广泛的主体构成材料，其抗压强度高，可以浇筑各种形状，且不易风化、耐火性好、养护费用低。但是混凝土由于抗拉能力较差，容易受到温度、内部结构等各种因素影响而产生开裂，形成结构整体不安全隐患。虽然混凝土裂缝的发生是不可避免的，但是可以采取一些防治措施来减轻其危害程度。

1 工程概况

某工程桥跨布置为30m＋35m＋35m＋30m＝130m，桥面宽31.5m，横截面为单箱六室截面，底缘为鱼腹式，由13m直线段和R1＝2975cm、 R2＝70cm的圆曲线组成，桥面横坡为±1.5%，桥面纵坡为3.1%，位于R＝1100m凸型竖曲线内。墩身采用双柱式门形墩，台身采用板式。桥梁全部现浇C50混凝土，箱梁横截面顶板厚25cm，底板厚25cm，箱室宽度为5.0m，腹板宽0.4～0.6m，桥面中心线处梁高230cm，箱梁端横梁宽1.2m，中横梁宽2.4m。

2 桥梁质量检测结果及处理目标

质量检测站出具的底桥交工荷载试验报告指出：梁底面出现受力裂缝，局部有麻面及因振不密实导致的空洞、露筋现象，需进行处理。东、西两侧桥台内侧面均有分布均匀的竖向裂缝，从桥台顶面延伸至底面，裂缝主要分布于两个支座之间，裂缝宽度在0.08～0.20mm之间，部分宽度较大的裂缝处有渗水痕迹并有白色沉淀，需对裂缝进行灌浆修复处理；同时由于桥台表面的弧形设计，桥头排水流向中部，使得桥台有较为严重的渗水现象，且使得低洼处的支座生锈，将会影响其使用功能，需要对其排水进行处理。梁体内部后期修补的模板需要拆除。

3 裂缝产生的原因分析

混凝土裂缝有很多种，所形成的原因各不相同。早期塑性收缩裂缝是混凝土在终凝前后由于早期养护不当，水分大量蒸发而产生的表面裂缝。干缩裂缝的产生是因为混凝土被高温暴晒又缺少洒水养护，较为干燥，一般在1～7d内出现裂缝。温度裂缝一般是大体积混凝土快速降温而在侧面出现的长而直、宽而深的裂缝。自收缩裂缝是在水泥发生化学反应后，体积有一定量的减小，处理不好（如未留置适当的施工缝、后浇带等）产生的如龟背样的细小弯曲的裂缝。

4 裂缝处理的施工工艺

4.1 裂缝修补材料性能指标

裂缝修补材料采用低粘度环氧树脂浆液，其安全性能指标要符合表1的要求。

表1 低粘度环氧树脂浆液的安全性能指标

底胶的安全性能指标如表2所示。

表2 底胶的安全性能指标

3110型环氧树脂固化剂的安全性能指标如表3所示。

表3 3110型环氧树脂固化剂的安全性能指标

4.2 灌浆料的配制

用提式搅拌器（转速为200～250rpm）先将环氧树脂、固化剂料分别搅拌均匀（长期放置有沉淀现象）后，再按照环氧树脂∶固化剂料＝1∶3的比例充分混合均匀，搅拌时间约3min。

4.3 施工工艺流程

本工程中混凝土裂缝处治工艺流程为：裂缝处理→埋设灌浆嘴→封闭→密封检查→配制浆液→灌浆→封口结束→检查。

4.3.1 裂缝处理

用钢丝等工具清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物，再用毛刷蘸甲苯、酒精或丙酮等有机溶液，把沿裂缝两侧20～30mm处擦洗干净并保持干燥。

4.3.2 埋设灌浆嘴

沿着裂缝的开裂方向每隔150～200mm埋设灌浆嘴。埋设时，先在灌浆嘴的底盘上抹一层厚约1mm的底胶，将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定的位置上。

4.3.3 封闭

先在裂缝两侧（宽20～30mm）涂一层环氧树脂基液，然后抹一层厚1mm左右、宽20～30mm的环氧树脂胶泥。抹胶泥时应防止产生小孔和气泡，要刮平整，保证封闭可靠。

4.3.4 密封检查

裂缝封闭后应进行压气试漏，检查密闭效果。试漏应待封缝胶泥具有一定强度时进行。

4.3.5 配制浆液

浆液配制应按照不同浆材的配方及配制方法进行。一次配备的浆液数量，需根据浆液的凝固时间及进浆速度来确定。

4.3.6 灌浆

应在灌浆前对灌浆机具和器具进行检查，运行正常时方可使用。根据裂缝区域大小，可采用单孔灌浆或分区群孔灌浆。在一条裂缝上灌浆可由一端灌至另一端。灌浆时应在下一个排气嘴出浆时立即停止，照此顺序进行。化学灌浆的灌浆压力常采用0.2MPa，压力应逐渐升高，防止骤然加压。达到规定压力后应保持压力稳定，以满足灌浆要求。灌浆停止的标志为吸浆率小于0.1L／min。当吸浆率为0.1L／min时再压注几分钟即可停止灌浆。灌浆结束后，应用丙酮冲洗管道和设备。

5 施工注意事项

在进行混凝土裂缝施工处理时，各项粘贴剂应在规定的环境温度中密封储存，远离火源，避免日光直射。粘贴剂应在室内配制，配制环境及施工现场均应保持良好的通风。施工人员应戴防护面罩、手套，同时施工和使用环境温度不应高于60℃。各种粘贴剂材料不得污染生活水源，弃物不得倒入河流，应按有关规定处理。粘贴面层必须干燥。故施工时不能有明水，若有则必须用吹风机吹面层，在胶水未固化之前不得遇水。

6 混凝土裂缝的预防措施

6.1 材料控制

施工工艺是保证混凝土构件质量的关键，而材料就是施工达到质量标准的前提，因此必须严格按照施工技术规范来对原材料，如钢筋、水泥和碎石等进行抽样检查。同时应对混凝土的配合比进行对比试验，并及时调整砂、碎石的含水量，以保证混凝土的施工质量。

6.2 温度控制

可适当地增加添加剂并改良骨料的配置。桥梁施工应尽量采用干硬性混凝土，从而有效降低混凝土的水泥成分。在对混凝土进行拌和时，要适当地将水洒于碎石上，使混凝土浇筑时的温度降低，特别是在夏季施工时，必须减少混凝土的浇筑厚度，利用浇筑层的面积充分散热。此外，混凝土自身性能的优劣非常重要。选择高性能的混凝土可以增强抗裂效果，应避免在桥梁施工中使用表面干缩度大的混凝土。

6.3 施工控制

根据混凝土的强度等级、质量及对混凝土和易性的要求来确定混凝土施工配合比，并对水灰比和水泥用量进行严格控制。选择级配较好的石子，对砂的粒径与含量进行严格控制，通过减少空隙率来降低混凝土收缩量，从而增大混凝土抗裂强度。此外，混凝土的养护是整个施工中最重要的环节之一，如果对混凝土的养护不重视，不仅会降低混凝土的强度，还容易使混凝土在硬化过程中失水，不能及时得到补偿而产生裂缝。因此，必须经常浇水养护，尤其是在高温下施工时，一来可以防止产生温度裂缝，二来可以降低由混凝土收缩而产生的约束应力，从而达到有效控制裂缝的目的。