橋梁鋪裝砼裂縫產(chǎn)生原因分析及防治

【摘 要】本文結(jié)合橋梁施工工程實(shí)例，從設(shè)計(jì)方面、砼施工及養(yǎng)護(hù)方面對(duì)橋面鋪裝砼裂縫的施工成因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，以達(dá)到提高橋梁施工質(zhì)量的目的。

【關(guān)鍵詞】橋面混凝土；鋪裝；裂縫；防治

一、前言

橋面鋪裝砼面層直接承受行車荷載、粱體變形和外在環(huán)境因素的作用，其變形和應(yīng)力特征與主梁密切相關(guān)。橋面鋪裝層一方面可分散荷載并參與主梁的受力，另一方面起到聯(lián)結(jié)各主粱使其共同受力的作用，既是橋面保護(hù)層又是橋梁結(jié)構(gòu)的共同受力層，所以橋面鋪裝層是一個(gè)受力復(fù)雜的動(dòng)力體系，要求具有足夠的強(qiáng)度、整體性和耐久性。

近幾年來，大、中、小橋橋面混凝土鋪裝出現(xiàn)裂縫的問題已備受關(guān)注，該問題已直接影響到橋面的使用性能和耐久性。這里就結(jié)合橋梁施工實(shí)例，對(duì)橋面鋪裝砼產(chǎn)生裂縫的相關(guān)因素進(jìn)行分析。

二、工程概況

橋全長86.04m，橋面寬度為12m，橋梁上部結(jié)構(gòu)為4x20m預(yù)應(yīng)力鋼筋砼簡支梁橋，空心板梁高0.95m；下部結(jié)構(gòu)采用肋板式橋臺(tái)，柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。安裝預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板36塊。現(xiàn)澆C50砼橋面鋪裝層15cm厚。

三、裂縫成因分析及防治措施

橋面鋪裝砼施工完成后，砼表面即產(chǎn)生早期網(wǎng)狀不規(guī)則裂紋，主要成因?yàn)闃蛎驿佈b砼施工時(shí)，氣溫高且刮風(fēng)天氣，施工中未采取適當(dāng)措施，致使在砼凝結(jié)硬化初期，砼表面過快失去水分而出現(xiàn)的干縮裂縫。該裂縫為微細(xì)小裂縫，通常是一種無害裂縫，對(duì)砼結(jié)構(gòu)的承重、防滲及其它功能不會(huì)產(chǎn)生太大的危害。

橋面鋪裝砼施工完成通車后，砼出現(xiàn)橫向多條裂縫，裂縫長度和縫寬較大，具有規(guī)律性（如圖），有隨時(shí)間推移而發(fā)展的趨勢(shì)，三個(gè)月后，裂縫相對(duì)穩(wěn)定。原因分析：

1.橋梁縱、橫向坡度控制

1.1 裂縫成因分析

橋梁縱向坡度為3.85%，橫向坡度為1.5%，采用空心板梁支座調(diào)節(jié)坡度。由于縱向坡度較大，空心板梁架設(shè)后，橋面形成雙向階梯狀，造成鋪裝層厚度不均，特別是空心板梁交接位置，砼厚度偏小，造成砼表面容易開裂。橋面鋪裝砼厚度不均，是引起橋面鋪裝過早裂縫的重要原因。

1.2 防治措施

在橋梁設(shè)計(jì)中，結(jié)合橋梁排水需要，盡可能控制減小橋梁縱、橫向坡度，特別是大、中橋，由于橋梁較長，縱向坡度應(yīng)嚴(yán)格控制；同時(shí)，橋面空心板梁吊裝完后，鉸縫砼施工時(shí)，應(yīng)使相鄰空心板梁銜接好，使橋梁坡度盡可能順暢，減少橋面鋪裝砼厚度不均勻的問題。

2.鋼筋安裝控制

2.1 成因分析

（1）本工程橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)采用雙層Φ10，網(wǎng)距為10cm×10cm，連續(xù)鋼筋網(wǎng)為Φ16×1Φ10，網(wǎng)距為10cm×10cm，現(xiàn)場綁扎定位。在施工過程中，由于定位鋼筋焊接時(shí)預(yù)留高度不夠，致使鋪裝層上層鋼筋保護(hù)層不足，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

（2）連續(xù)鋼筋網(wǎng)片位置網(wǎng)距過密，網(wǎng)距小于5cm×5cm，施工時(shí)易造成砼離析，保護(hù)層厚度不夠時(shí)在砼表面產(chǎn)生反射裂縫。

2.2 防治措施

（1）必須保證鋼筋有足夠的保護(hù)層厚度。

（2）嚴(yán)格控制鋼筋網(wǎng)片間距。

3.砼施工控制

3.1 成因分析

（1）澆筑前的清理工作不到位

梁頂表面的浮渣、塵土、油污及水泥漿清理不利，造成鋪裝層與主梁結(jié)合欠佳。特別是后張法施工的現(xiàn)澆箱梁橋面，不按規(guī)范鑿除孔道壓漿時(shí)出漿管排除的水泥漿，給橋面鋪裝與橋面板的粘接形成一個(gè)夾層，危害較大。

（2）砼質(zhì)量存在欠缺

主要是在施工中采用泵送砼，為保證砼的流動(dòng)性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，導(dǎo)致砼凝結(jié)硬化時(shí)收縮量增加，使得砼體積上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

3.2 防治措施

（1）澆筑前應(yīng)仔細(xì)清理梁頂表面的浮渣、塵土、油污及水泥漿。

（2）合理設(shè)計(jì)砼的配合比，改善骨料級(jí)配、降低水灰比、摻合粉煤灰等混合材料，摻加緩凝劑；在工作條件能滿足的條件下，盡可能采用較小水灰比及較低塌落度的砼。

（3）適時(shí)地收水抹面。收水抹面的目的一是增加砼表面的密實(shí)度，二是使砼表面產(chǎn)生的細(xì)微裂縫愈合，減少收縮裂縫的產(chǎn)生。

（4）砼中宜摻用防裂紋化學(xué)添加劑或金屬纖維等材料。

4.養(yǎng)護(hù)控制

4.1 成因分析

橋面鋪裝一般厚度小，面積大，設(shè)計(jì)強(qiáng)度高，水泥用量大，極易出現(xiàn)收縮裂縫。

（1）砼終凝前，在干熱或刮風(fēng)天氣易于出現(xiàn)塑性收縮裂縫，裂縫多為中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫。裂縫產(chǎn)生原因是由于砼在塑性狀態(tài)時(shí)需要較多的水分，而天氣炎熱，陽光直照，刮風(fēng)，使砼表面水分蒸發(fā)過快，砼表面產(chǎn)生急劇的體積收縮，此時(shí)砼還沒有強(qiáng)度，表面將出現(xiàn)龜裂。

（2）砼在養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間后出現(xiàn)干燥收縮裂縫，為表面性的較淺較細(xì)裂縫，多沿短方向分布。裂縫產(chǎn)生原因是由于砼養(yǎng)護(hù)不周，受風(fēng)吹日曬，表面水分散失過快，而砼內(nèi)部濕度變化小，表面干縮變形受到砼內(nèi)部的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力后生成裂縫。

4.2 防治措施

養(yǎng)護(hù)期間注意保持鋪裝層的濕度，一般可覆蓋土工布并及時(shí)噴灑淡水保持表面濕潤。

5.其它方面

橋梁鋪裝砼強(qiáng)度完全達(dá)到前，應(yīng)嚴(yán)格控制橋梁交通開放，防止因砼強(qiáng)度不足而遭受外力造成內(nèi)部損傷。

四、砼橋面病害處治維修措施

對(duì)于砼橋面病害處治的修補(bǔ)，目前采用的通常有三種方法，即灌漿法，植筋法和返修法。 修補(bǔ)前為有利于新舊混凝土之間粘結(jié)牢固，可采用下述兩個(gè)措施：一是在鑿毛后的混凝土面上涂抹一層薄的膠結(jié)劑， 例如1：0.4鋁粉水泥漿、1：1鋁粉水泥砂漿、環(huán)氧膠液等；二是加設(shè)新舊混凝土之間的聯(lián)系鋼筋。可在舊混凝土層上設(shè)置鋼筋錨，也可把補(bǔ)強(qiáng)層鋼筋網(wǎng)與底層鋼筋焊接。

4.1 灌漿法。將高分子彈性有機(jī)材料用壓力灌入混凝土裂縫中的一種自治方法。灌縫材料一般具有粘結(jié)強(qiáng)度高、抗拉、抗壓、抗沖擊強(qiáng)度高、滲透性強(qiáng)、塑性強(qiáng)、不易老化的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)裂縫的寬度和深度不同，一般有壓注灌漿法、擴(kuò)縫灌漿法和直接灌漿法。

4.2 植筋法。目前對(duì)裂縫修補(bǔ)的常用方法，通常有斜孔植筋和綁帶植筋法。

4.2.1 斜孔植筋法。這種裂縫方法具有對(duì)橋面破壞小、耐久、能恢復(fù)橋面整體性、施工簡單、快速等優(yōu)點(diǎn)。

4.2.2 綁帶植筋法。對(duì)貫穿全板厚的開裂狀的單條裂縫，宜采取綁帶植筋法。修補(bǔ)混合料選用高早強(qiáng)、高韌性、微膨脹、快速修補(bǔ)材料。

4.3返修法。對(duì)于橋面縱向裂縫損壞比較嚴(yán)重，呈現(xiàn)破碎或網(wǎng)狀開裂時(shí)，應(yīng)鑿除重新進(jìn)行返修，重新鋪筑水泥混凝土橋面時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。

五、結(jié)語

橋面鋪裝是橋梁的重要組成部分，橋面鋪裝質(zhì)量的好壞是保證公路運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵之一，必須引起重視。在理論上需加強(qiáng)對(duì)橋面鋪裝受力機(jī)理和材料的研究，以明確橋面鋪裝各結(jié)構(gòu)層計(jì)算模型，力學(xué)特性及相關(guān)參數(shù)，為橋面鋪裝的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)并在鋪裝施工中切保證質(zhì)量，采取可靠措施，嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》和設(shè)計(jì)文件要求，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，加強(qiáng)管理，認(rèn)真施工，橋面混凝土的裂縫是完全可以防止的。