薄壁空心墩裂缝检测及成因

孙晓波

(浙江交科工程检测有限公司，浙江 杭州 311215)

薄壁空心墩裂缝检测及成因

孙晓波

(浙江交科工程检测有限公司，浙江 杭州 311215)

通过对某高速公路桥梁的检测，对薄壁空心墩的竖向裂缝进行详细描述，并结合薄壁墩墩身施工情况，对该病害产生的成因进行了细致的分析。对今后的工程施工具有一定的指导意义，为类似工程裂缝分析提供借鉴。

薄壁空心墩；裂缝检测；成因分析

1 工程概况

某大桥左、右幅上部结构均采用2×30 m+4×40 m+2×30 m预应力混凝土(后张)T梁，先简支后结构连续，其中第二联为墩梁固结。下部结构0#桥台采用柱式台，8#桥台采用肋板台，左、右幅3#、4#、5#桥墩墩身采用C30混凝土矩形薄壁空心墩结构，墩身截面尺寸为6.8 m×2.5 m(横桥向×纵桥向)，顺桥向壁厚0.5 m，横桥向壁厚0.8 m，底部实心段高度为1.5 m。其余桥墩采用柱式墩，墩台采用钻(挖)孔灌注桩基础。

2 施工情况

左、右幅3#墩、4#墩、5#薄壁空心墩墩身混凝土各分八节浇筑，其中右幅3#墩第一节墩身与第二节墩身混凝土浇筑龄期差为12 d，第二节墩身与第三节墩身混凝土浇筑龄期差为72 d。具体右幅3#墩、右幅4#墩、左幅5#墩薄壁空心墩墩身混凝土浇筑情况如表1所示。

表1 黄渡桥薄壁空心墩浇筑情况

续表1

3 病害情况

薄壁空心墩于2016年3月试运营前检测发现右幅3#墩大小桩号侧面、右幅4#墩小桩号侧面、左幅5#墩小桩号侧面各存在1条竖向裂缝，4条裂缝均位于桥墩轴线附近，距承台0～10 m范围，宽度介于0.1～0.53 mm间，其中右幅3#墩大桩号侧面第三施工节段裂缝宽度最大，约0.53 mm。如图1～图4所示。

图1 右幅3#墩大桩号侧面裂缝

图2 右幅3#墩小桩号侧面裂缝

4 裂缝成因分析

(1)薄壁墩底部与大体积的承台固结，底部形成了强大的约束，先期浇筑的承台的早期收缩已基本完成，承台与墩台之间由大量的钢筋联结，约束的刚度极大，造成薄壁墩混凝土在变形时产生较大的应力，越接近承台面的应力就越大，因而竖向裂缝出现一般是从承台面向上延伸，呈下宽上窄的形状。而桥梁底部有长1.5 m实心段和2.5 m过渡段，再往上是空心段，竖向裂缝主要出现在2.5 m的过渡段，这是由于薄壁墩的刚度相对底部实心段出现了明显的降低造成的，宽度也基本符合下宽上窄的规律。

图3 右幅4#墩小桩号侧面裂缝

图4 左幅5#墩小桩号侧面裂缝

(2)薄壁高墩采用分节段浇筑的方式进行施工的，节段施工时间安排不合理，特别是间隔时间长造成节段间混凝土收缩、徐变差异较大，也是产生竖向裂缝的原因之一。特别是右幅3#墩第一节(实心段)的浇筑日期为2014年5月16日，第二节(过渡段)浇筑日期为2014年5月28日，第三节(空心段)浇筑日期为2014年8月13日，右幅3#墩前三节段的浇筑间隔时间严重超出正常施工准备时间，而且浇筑时气温差异大，造成节段混凝土的收缩、徐变差异大，这是右幅3#墩竖向裂缝长度和宽度较其他桥墩更为严重的主要原因之一。

(3)混凝土在硬化过程中要产生大量的水化热，而薄壁墩受到现场条件的限制会对混凝土养生效果产生一定影响，同时薄壁墩箱室内外温度升降速度不一致，也会产生温差应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会出现温度应力裂缝。

(4)施工工艺合理与否也是薄壁高墩产生竖向裂缝的原因之一，混凝土的水灰比、塌落度等控制指标的大小，集料的级配和振捣效果等因素都会对混凝土的收缩量产生影响。

5 结束语

通过对薄壁空心墩竖向裂缝的检测与成因分析，验证了薄壁空心墩出现裂缝主要是由于温度应力、混凝土收缩、徐变和施工工艺控制等原因引起的，特别是薄壁高墩施工节段时间安排不合理，易造成超宽裂缝出现。这也为其他薄壁空心墩结构桥梁类似裂缝分析提供参考与借鉴。

[1] 郭升烈.湘江大桥薄壁空心墩墩身裂缝成因与预防控制[J].城市道桥与防洪，2008，(3)：58-59.

[2] 毛江涛.桥梁空心薄壁墩裂缝成因与预防[J].科技创新与应用，2013，(2)：162-163.

Adissertationondetectionandanalysisofcausesofcracksinthin-walledhollowpier

SUN Xiao-bo

(Zhejiang Jiaoke Engineering Testing Co. Ltd, Hangzhou，Zhejiang 311215，China)

Through the detection of a highway bridge, a detailed description of the vertical cracks in thin-walled hollow pier, and combining with the construction of thin wall piers, the causes of the disease were analyzed. Has certain guiding significance to the construction of future analysis, provide the reference for the similar engineering cracks.

thin-walled hollow pier; crack detection; genetic analysis

2017-03-23

孙晓波(1986-)，男，浙江临海人，助理工程师，主要从事公路工程检测。

U445

：C

：1008-3383(2017)06-0069-02