公路橋梁混凝土結構裂縫修補與防控的實例探討

王樹兵

(山西交通技師學院 公路系，山西 太谷030800)

1 案例公路橋梁工程基本概況

某鋼筋混凝土公路橋梁，結構類型是重力式橋墩、橋臺和鋼筋混凝土簡支實心整體現澆板梁，該橋梁落成于1999 年，目前橋梁出現總長度3149cm 的裂縫，其中超限裂縫總長度為2319cm，裂縫位置處于橋梁的底板、橋臺、邊板、橋面，并伴隨出現滲水現象，經調查分析，將裂縫產生的原因總結為以下幾個方面：

（1）地基基礎變形。公路橋梁工程的地基出現不均勻沉降，使得構件出現約束變形，產生的內部拉應力，遠遠大于混凝土內部抗拉強度，打亂橋梁底板和橋臺內部的承受應力，從而導致底板和橋臺沉降裂縫的出現。 案例工程地基基礎的變形，直接牽連到橋梁其他部位結構的穩定性，而工程現場的分析結果顯示，以上這些裂縫產生主要是因為在橋梁在設計施工的時候，對工程現場地質的勘察工作不到位，遺漏很多地質方面不確定的因素，譬如軟基因素、地下水因素、降水因素、外來荷載因素等，使得勘察鉆孔之間的距離太大，而橋梁位于丘陵地帶，地基的巖面起伏太大，河溝當中存在軟土地基，使得地基土壓縮性能差異性明顯，這是引發不均勻沉降的“罪魁禍首”。

（2）鋼筋銹蝕。 在對存在鋼筋銹蝕部位的混凝土進行嚴格檢查之后，發現在混凝土施工的時候，鋼筋附近沒有形成足夠厚的混凝土保護層，在橋梁投入使用之后，外界的氯化物不斷滲透進鋼筋混凝土保護層的間隙當中，不斷銷蝕鋼筋表現的氧化膜，導致鋼筋發生銹蝕反應，從而出現混凝土開裂和剝落的現象。據推測，如果沒有采取措施進一步防止鋼筋的銹蝕，可能會大范圍產生混凝土膨脹應力，適時將導致橋梁斷裂事故的發生。

（3）混凝土凍脹。 案例公路橋梁工程所在區域的冬季氣溫低于零攝氏度，邊板位置的混凝土吸水飽和，游離水結成冰，混凝土的體積膨脹了原來體積的9%左右，大大增加了混凝土內部的膨脹力，使得混凝土強度降低。經檢驗，發現橋梁所使用混凝土的骨料存在諸多空隙，這些空隙具有很強的吸水性，而且雜質含量超標，再加上施工振搗不密實和養護不周等，使得混凝土發生早期凍壞，形成現有的凍脹裂縫。

2 案例工程混凝土結構裂縫的修補措施

鑒于案例公路橋梁工程混凝土結構存在的裂縫病害，以及綜合這些裂縫產生的原因，筆者將針對性提出裂縫修補的措施，具體內容如下：

2.1 地基基礎變形裂縫修補

為避免工程的不均勻沉降，案例公路橋梁工程在現有巖盤位置重力式樁柱基礎的基礎上，適當加寬基礎的寬度，并對基底的軟土地基進行換填夯實，使得沉降區域均勻，在換填夯實的過程中，要檢驗不同位置的軟土地基性質，從而更具針對性地采取施工措施，避免換填后地基出現不均勻的現象。 同時要考慮基底受到凍脹土的影響，擴大剛性基礎，并將其與現有基礎的結構結合成整體。新建的橋梁地基基礎，需要加強與原有基礎的橫向連接程度， 并在允許范圍內提高承載能力，以防止正在發生的不均勻沉降影響新舊基礎的接縫受力。 除此之外，公路橋梁上端位置在地基基礎變形因素的影響下，其整體性發生變化，要求進一步增強橋面所鋪裝混凝土的剛度水平，必要時進行上部結構的重新設計，但需要綜合考慮基礎不均勻沉降的因素。

2.2 鋼筋銹蝕裂縫修補

在修補鋼筋銹蝕裂縫位置的時候，需要認真檢查裂縫位置的銹蝕情況，分析銹蝕鋼筋是否滲透到混凝土的內部，以及各個部位的銹蝕程度等。在修補裂縫的過程中，需要根據原公路橋梁施工的標準要求，計算鋼筋混凝土保護層需要加厚厚度， 以抑制銹蝕裂縫的進一步擴大。其中在進行混凝土保護層施工的時候，要對混凝土的水灰比、密實度等進行嚴格控制，尤其是水灰比，需要根據現場試驗的數據進行調節，除此之外，還需要投加適量的外加劑和阻銹劑，將已經發生銹蝕鋼筋表面的鐵銹去除， 然后將無法恢復原狀的鋼筋和混凝土清除干凈，再行連接斷裂鋼筋和重新澆筑混凝土。 在修補完裂縫位置之后，要加強該部位的養護工作，尤其是該部位的堿度、滲水等，如遇惡劣氣候，要覆蓋好修補位置，避免滲水繼續侵蝕沒有完全凝結的混凝土，從而造成第二次鋼筋銹蝕。

2.3 凍脹裂縫修補

凍脹裂縫主要與橋梁所在區域氣候因素相關， 對凍脹裂縫的修補，需要結合基本的抗凍等級指標，采用合適的施工方法。實例工程的裂縫修補，如果施工時間為冬天，則可利用暖棚施工等方法，減少溫度因素的影響，并在混凝土股當中適當加入不含氯鹽的防凍劑，確保混凝土在低溫和負溫的環境中也能夠有效凝結硬化。 在裂縫修補期間，還要確保橋梁的排水系統正常運行，以免出現積水和滲水，從而影響裂縫的修補效果。總之，凍脹裂縫的修補要重點考慮氣溫的因素，在施工過程中采用儀器檢測氣候的變化情況，以便對工程施工的細節步驟進行調整，保證實現更好的修補效果。

3 結束語

通過上文的研究， 我們可以看出公路橋梁混凝土結構的裂縫病害，對橋梁結構安全具有巨大的威脅性影響，裂縫誘因主要有地基基礎的變形、鋼筋銹蝕和凍脹因素，文章結合裂縫產生的原因，提出相應的裂縫修補措施，案例工程要求適當加寬基礎的寬度，并對基底的軟土地基進行換填夯實，并在補鋼筋銹蝕裂縫位置的時候，需要認真檢查裂縫位置的銹蝕情況，以便針對性修補，至于對凍脹裂縫的修補，需要結合基本的抗凍等級指標，采用合適的施工方法，除此之外，我們還要從施工的角度，探討混凝土裂縫的防控措施，其中包括混凝土攤鋪厚度控制、層間澆筑間隔時間控制、混凝土二次振搗、混凝土保溫養護等措施，需要在以后的施工當中，予以進一步總結和完善。

［1］蘇曉鶯.橋梁混凝土結構裂縫的原因及應對措施[J].山西建筑，2012（13）：203-205.

［2］侯雪青.橋梁混凝土結構裂縫成因淺析與控制[J].中國科技博覽，2012（12）：86.

［3］張文化.橋梁混凝土結構裂縫修補技術研究[J].中國新技術新產品，2011（7）：30.