小議橋梁裂縫的檢測方法及處理措施

摘要：近年來，隨著混凝土橋梁施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，諸多的橋梁工程遍布各地。但是隨著時間的逐步推移，這些橋梁工程在建設(shè)中和運(yùn)營管理期間，都需要進(jìn)行大量常規(guī)的技術(shù)性檢測，以確保工程的設(shè)計要求和施工質(zhì)量及運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；混凝土施工；檢測技術(shù)

1.混凝土橋梁裂縫的種類及成因

1.1溫度、收縮引起的裂縫

混凝土橋梁裂縫多數(shù)是由溫差引起的收縮形成的。如果混凝土體積變化沒有一定的約束力作用，則裂縫問題基本不會產(chǎn)生，而現(xiàn)實(shí)情況是，橋梁混凝土的體積變化總是與內(nèi)外部各種約束力緊密相關(guān)，由此引起的拉應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生的根本原因。另外，自然條件下日照影響、構(gòu)件內(nèi)溫度差也是影響混凝土質(zhì)量的主要原因之一。

1.2地基變形引起的裂縫

由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，如地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)、地基地質(zhì)差異太大、結(jié)構(gòu)荷載差異太大、橋梁基礎(chǔ)置于滑坡體、溶洞等不良地質(zhì)時， 都有可能造成不均勻沉降。

1.3荷載引起的裂縫

混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，主要包括直接應(yīng)力裂縫及次應(yīng)力裂縫兩種。其中直接應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因有設(shè)計計算階段的誤差、施工階段擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序后的結(jié)構(gòu)受力形式及施工階段超出設(shè)計荷載的重型車輛通過等。次應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的原因?yàn)闃蛄航Y(jié)構(gòu)施工過程中在結(jié)構(gòu)自身鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿引起結(jié)構(gòu)受力變化。

1.4材料質(zhì)量不好引起的裂縫

橋梁混凝土的選用必須達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，某些質(zhì)量不過關(guān)的水泥往往極其容易產(chǎn)生裂縫等質(zhì)量問題，如含泥量過大的骨料在混凝土澆筑后往往會形成不規(guī)則的裂縫。還有一種骨料表現(xiàn)為風(fēng)化骨料，在混凝土硬化后就會出現(xiàn)以骨料為中心的裂縫，這類情況都是我們在工程開始前就應(yīng)該避免的。

1.5施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

混凝土構(gòu)件的施工工藝也與裂縫等質(zhì)量問題密切相關(guān)。在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、運(yùn)輸、拼裝以及吊裝等各步驟中，如果施工操作不當(dāng)，都容易使混凝土出現(xiàn)縱向、橫向的裂縫，尤其是其細(xì)薄部位，如混凝土保護(hù)層過厚、混凝土振搗不密實(shí)等。

2.裂縫檢測方法

2.1長度檢測

檢測方法主要是尺量，使用普通的卷尺即可達(dá)到要求。當(dāng)需要檢測裂縫是否有所發(fā)展時，可以在裂縫首尾兩端垂直于裂縫做標(biāo)記，若長度繼續(xù)發(fā)展，則在標(biāo)記處可以清楚的看到。

2.2寬度檢測

檢測方法因所用材料和儀器的不同可以有多種：裂縫測寬儀。這是目前使用較多的一種儀器。它實(shí)際上就是一把帶有放大鏡的刻度尺，可以直觀方便地讀出裂縫寬度，可精確到0.01mm千分表。主要在荷載試驗(yàn)過程中使用，用來檢測是否出現(xiàn)新裂縫，原有裂縫是否開展。安裝時要保證千分表垂直于裂縫布置表腳一定要牢固。檢測裂縫寬度是否增大，還可以采用以下方法：將中部畫有V形槽的細(xì)條玻璃，用膠凝材料垂直于裂縫粘貼保證槽口斷面與裂縫相齊，由于槽口處玻璃斷面較小，而且玻璃是不抗拉的脆性材料，只要裂縫有發(fā)展，玻璃就會斷裂。

2.3深度檢測

裂縫分為淺裂縫和深裂縫。淺裂縫局限于結(jié)構(gòu)表層，開裂深度不大于500mm，深裂縫開裂深度大于500mm。對淺層裂縫可以采用鑿開法。方法是：在裂縫中注入濃度為1％的酚酞酒精溶液，然后小心鑿至變色與未變色的界線處，測量其深度。產(chǎn)生界線的原因是裂縫處的混凝土已發(fā)生碳化。但這種方法對混凝土造成了破壞，建議采用超聲波無損檢測法。

超聲波無損檢測法。超聲法是使用超聲波儀，利用超聲波對裂縫進(jìn)行檢測，通過對聲速、波幅和主頻測量值進(jìn)行分析計算，從而得出裂縫深度。

淺裂縫檢測可以分為平測法和雙面斜測法。當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位只有一個可測平面，可采用平測法。平測時應(yīng)在裂縫的被測部位以不同的測距同時按跨縫和不跨縫布置測點(diǎn)進(jìn)行聲時測量利用線性回歸方法和相應(yīng)計算公式計算出裂縫深度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的裂縫部位具有兩個相互平行的可測平面時，可采用雙面斜測法根據(jù)波幅和頻率的變化，可以檢測裂縫深度，還可以判定裂縫是否在平面方向貫通。

深裂縫檢測可以采用鉆孔測裂縫深度的方法。在所測裂縫兩側(cè)鉆孔，孔軸線要保持平行。超聲波儀的換能器以相同高程等間距由上至下同步移動，逐點(diǎn)讀取聲時、波幅和換能器深度，繪制深度一波幅坐標(biāo)圖，波幅達(dá)到最大并基本穩(wěn)定的位置對應(yīng)的深度即為裂縫深度。檢測時，宜在裂縫同一側(cè)鉆一個比較孔，供聲學(xué)參數(shù)的對比判別用。

3.混凝土橋梁裂縫的修補(bǔ)技術(shù)

混凝土裂縫是最常見的工程病害，但大部分裂縫都可以通過修補(bǔ)使混凝土結(jié)構(gòu)物恢復(fù)原有功能。壓力注漿法、開槽填補(bǔ)法和涂膜封閉法雖然都是常用的修補(bǔ)混凝土裂縫的方法，但是修補(bǔ)新材料如混凝土修補(bǔ)膠、注縫膠、混凝土快速修補(bǔ)劑等，使裂縫修補(bǔ)的效果更好，工藝更簡單，費(fèi)用更省。這些新材料、新機(jī)具和修補(bǔ)方法經(jīng)過近十來年的現(xiàn)場考驗(yàn)，證明耐久性令人滿意，目前這幾種方法已經(jīng)在許多維修改建加固項(xiàng)目中得到推廣應(yīng)用。

當(dāng)前粘貼加固法主要有以下三種：第一種是注入法粘貼鋼板。即在混凝土表面加上墊塊，使其余鋼板之間隔開一定的縫隙，然后用環(huán)氧樹脂系膠結(jié)劑進(jìn)行密封，并排除空氣。在施工過程中，要不斷敲打，防止出現(xiàn)氣泡，確保灌實(shí)，此法雖然費(fèi)時費(fèi)力，但是反饋效果一直很好，后期維護(hù)也較容易。第二種是將粘貼鋼板和混凝土表面各自涂抹上適量的環(huán)氧樹脂，然后用前期已經(jīng)固定在混凝土上的錨桿將兩者壓實(shí)，此法有效阻止了氣泡的產(chǎn)生，粘貼效果好，但是只限于較平滑的混凝土表面。第三種措施是使用碳纖維布，碳纖維布的抗拉性強(qiáng)，把它粘貼在混凝土表面后，兩者優(yōu)勢互補(bǔ)，從而有效處理了混凝土裂縫問題，且施工作業(yè)簡便易行。

4.預(yù)防混凝土橋梁裂縫的措施

4.1控制好混凝土原材料的質(zhì)量和混凝土配合比的選擇水泥

1）水泥應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。選用水泥時，應(yīng)以能使所配制的混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求、收縮性小、和易性好和節(jié)約水泥為原則。同時應(yīng)注意其特性對混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性和使用條件是否有不利影響。

2）合理選擇混凝土配合比。在配制混凝土配合比時應(yīng)考慮施工季節(jié)、結(jié)構(gòu)形狀、模板形式、混凝土強(qiáng)度等級等因素對橋梁結(jié)構(gòu)抗裂性能的影響。在施工中，施工單位往往只注重混凝土強(qiáng)度而忽視其變形特性和工作性，而混凝土變形特性和工作性恰好是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因所在。

4.2加強(qiáng)夏季高溫和冬季低溫時混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工的保護(hù)措施

夏季和冬季橋梁最容易出現(xiàn)裂縫問題，因此要積極巡查，發(fā)現(xiàn)小的裂縫及時處理，不留隱患；另外在夏季和冬季施工過程中也要研究制定妥善方案，確保工程的順利施工。

低溫情況下，在大平面施工時，有的時候晚上澆注的混凝土，到了早上一看表面就沿鋼筋裂縫。順著鋼筋可看到與鋼筋網(wǎng)片相呼應(yīng)的裂縫，縫間砼面下陷。一般情況下，用熱水越熱，外界溫度越低就越明顯，但是澆注的時候又不能覆蓋。此問題可以在澆注完后先刮平，等略有強(qiáng)度時用抹子壓實(shí)后就迅速通蒸汽，一般溫度不超過零下20度時一天后就可以不用蒸汽而直接表面覆蓋保養(yǎng)，不會出問題。

4.3施工過程中的控制措施

混凝土施工中采取相應(yīng)的措施，如降低混凝土的澆筑溫度，無筋或少筋混凝土中埋放塊石、混凝土早期升溫階段采取散熱降溫措施、混凝土降溫階段采取保溫措施、合理設(shè)置施工縫、采取二次抹面、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)等措施；進(jìn)行混凝土溫度應(yīng)力計算，對薄弱部位采取加強(qiáng)措施。

5.結(jié)語

綜上所述，隨著公路橋梁施工工程量的不斷加大，混凝土橋梁施工技術(shù)在橋梁項(xiàng)目的建設(shè)中得到了更為廣泛的應(yīng)用。作為橋梁工程的關(guān)鍵性施工環(huán)節(jié)，其工程項(xiàng)目的質(zhì)量高低將直接影響到整體工程社會效益與經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮。為保證工程的施工質(zhì)量，混凝土橋梁檢測技術(shù)成為了其有力的保障點(diǎn)之一。

參考文獻(xiàn)：

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