橋梁施工混凝土裂縫分析及其防治技術

摘 要：針對某橋梁工程實際情況，在分析介紹其裂縫類型、產生原因和主要危害的基礎上，提出裂縫防治技術，并通過試驗得出本工程防治技術合理可行，效果良好，值得參考借鑒的結論。

關鍵詞：橋梁裂縫；裂縫防治

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0208-02

橋梁施工中，會由于混凝土收縮等原因產生裂縫，導致橋梁結構的外觀和性能無法滿足設計要求，甚至在橋梁使用過程中產生安全威脅，因此必須分析裂縫產生原因，并制定有效的防治措施。

1 工程概況與裂縫分析

某橋梁經一段時間的運營經檢查發現部分結構產生裂縫，后經研究證實裂縫屬于非荷載裂縫，即由混凝土收縮作用產生的裂縫。混凝土凝固時，因多余水分蒸發作用，導致混凝土總體積不斷減小。與此同時，水泥和水的水化作用會使水泥不斷硬化，并形成緊密的骨架結構，導致混凝土總體積有所減小。在混凝土成型以后，其表面的水快速蒸發，并遵循從表面到內部的發展趨勢，使內外部產生一定溫差，導致內外部收縮量有所不同。當表面發生的收縮變形被內部約束后，將會在混凝土內部產生一定拉應力，最終導致混凝土開裂[1]。

以下分析橋梁常見的幾種裂縫：

（1）混凝土構件表面產生收縮龜裂，產生原因為養護不到位，表面嚴重失水導致干縮等。該裂縫的深度不會很大，一般不會超過保護層厚。

（2）墩臺產生豎向收縮裂縫，以巖石為基礎的墩臺，墩身有收縮，但巖石基礎沒有，基礎對墩身的收縮有約束，導致在橫向上產生一定拉應力，引起豎向裂縫。這種裂縫一般表現為下寬上細，如果臺身的厚度較大，則因表層收縮相對較大，而內部收縮較小，所以表層裂縫的寬度會很大，而內部裂縫相對細小，均不貫通。以混凝土承臺為基礎的墩臺，因混凝土的齡期有所差異，所以會由于收縮差而產生裂縫。同時，因墻體厚度相對較薄，所以裂縫將貫通。

（3）對于預制T梁，因鋼模的拆除時間不合理，所以腹板上產生了豎向裂縫。

（4）腹板因混凝土碳化而收縮，產生裂縫，裂縫的形狀為兩端細，中間粗。其中，下端較細的原因為下緣配筋量相對較大，而上端細的原因是裂縫上伸至受壓區逐漸消失，中間粗的原因主要有兩個：①腹板上的水平鋼筋相對較少；②因碳化收縮不斷進行使裂縫的寬度有所增加。

（5）預制構件拼裝濕接頭收縮裂縫及其危害。如果拱片間橫向隔板及系梁等的濕接頭因為收縮而產生裂縫，則會嚴重影響整橋橫向整體性，導致拱片頂部橋面產生順橋向的列貫通裂縫；荷載于橫向集中分布，對承載能力造成嚴重影響；產生一定程度的橫向搖擺。此外，空心板梁的鉸縫混凝土由于收縮作用產生裂縫以后，如果橋面的實際配筋率相對較低，則會使橋面上產生順橋向的貫通裂縫，對整橋穩定造成影響[2]。

（6）空心板梁一般采用砂漿作為封頭板，如果砂漿收縮產生裂縫，則會造成滲水，導致空腔中產生大量的積水。

（7）在拱橋吊桿封錨過程中采用的混凝土如果由于收縮產生裂縫而滲水，則水會從錨頭上的孔隙不斷進入，進而對內部鋼束造成銹蝕。

2 橋梁裂縫防治

2.1 裂縫修補

2.1.1 預處理

用高壓氣對孔眼進行吹洗，避免孔眼被灰渣等雜物堵塞，然后在裂縫上按照由上至下的順序在兩側一定范圍內進行處理，使構件表面保持平整，并將突出的部分全部鑿除，最后用丙酮溶液進行擦洗，除去裂縫周圍所有污跡，在清洗的過程中應注意不能造成裂縫被堵，影響后續處理。

2.1.2 設置灌膠嘴

在裂縫走向上進行灌膠嘴的騎縫設置，如果僅需使用一個灌膠嘴進行灌膠，則其它可作為排氣嘴來使用，無需拆除。在預先確定的位置固定灌膠嘴，于外表面和四周使用厚度為5mm左右的結構膠實施密封與粘結。

2.1.3 封 縫

封縫的目的是使裂縫能否變成封閉空腔。一般以裂縫尺寸及灌膠基本要求為依據進行。對于細小的裂縫，通常使用環氧膠泥或者是環氧樹脂與脫脂玻璃絲進行封閉處理。若裂縫伴有滲漏的情況，則可使用水泥和水玻璃進行封閉。完成封縫后檢查效果，合格后進入下一道工序。封縫效果對后續灌膠質量有直接影響，必須認真進行。

2.1.4 封縫檢查

為提高封閉后裂縫的密閉性，需要對封縫效果施以嚴格檢查。方法為：在封縫材料固化后，在裂縫的表面涂抹皂液，并向縫隙中通入空氣，如果表面沒有冒泡，則說明封縫的效果良好，否則要及時進行修補[3]。

2.1.5 灌 膠

在灌膠之前和管路相接，開啟閥門，用壓縮空氣進行吹掃，檢查灌膠時需要用到的機具設備，并通過調試使其達到理想狀態。然后以裂縫所在區域及尺寸為依據，按單孔或者是群孔進行灌膠。灌膠從裂縫的其中一端到另外一端進行，壓力控制在0.2～0.4MPa范圍內，緩慢提升壓力，切勿突然升壓。灌膠達到規格后應持續一段時間的壓力，確保灌膠質量。

水平裂縫的灌膠次序為：從低到高；豎向裂縫的灌漿次序為：從下到上。從裂縫的其中一端進行灌膠后，裂縫的另外一端應在排氣完成后，排出濃度和灌膠的一端相同的漿液后，停止加壓，保持一段時間后對灌膠嘴進行封堵。若貫通縫的其中一面在灌膠以后另外一面開始冒漿，則應在另外一面重新進行一次灌膠。灌膠完成的標準為裂縫空腔不再吸漿，稀漿率不超過0.1L/min，持續灌注一段時間后完成灌膠。在完成灌膠以后，將管道拆除，并用水對其沖洗。

2.1.6 封口處理

裂縫中的灌封膠初凝不再外流后，將灌膠嘴及其輔助設施拆下，然后用固化速度較快的膠液對灌膠嘴進行封口。

2.1.7 質量檢驗

待灌膠施工完成以后，對灌膠質量予以嚴格檢查。檢查方法為向裂縫中通入空氣或水，也可通過鉆芯取樣來驗證漿體的性能及整體外觀。如果發現缺陷，則應立即進行補救。

2.2 滲水處理

由于裂縫已經造成滲水，所以在裂縫處理的同時還要進行滲水處理，處理方法如下。

2.2.1 漿液配制

按照每方0.6kg的比例進行濃縮劑配制，增效劑和濃縮劑比例完全相同，用量按每方1.2kg控制。對潔凈的水和粉料進行調和，在混合過程中使用人工攪拌均勻。當采用刷涂措施時，用五份干料和兩份水進行配制；當采用噴涂措施時，用五份干料和三份水進行配制。向容器中添加水和干料，連續攪拌至少3min，確保干料的混合達到均勻。漿液配制不能一次性配的過多，并盡量在20min以內使用完，當漿液變稠時，要頻繁進行攪動，但不能加水和加料。

2.2.2 漿液涂刷

在涂刷過程中，應使用半硬狀態的尼龍刷，也可使用噴槍，但不能使用滾筒及抹子。在涂刷過程中，用力應均勻，確保所有凹凸部位都可以均勻涂上。涂層必須保持均勻，所有部位都應有漿液，既不能過薄也不能過厚。先涂刷濃縮劑再涂刷增效劑，待濃縮劑完全凝固后進行增效劑的涂刷，若濃縮劑的表面太干，需先進行噴水再涂刷。環境溫度較高時，應在早上和晚上進行，避免漿液快速干燥對滲透造成影響[4]。

2.2.3 養 護

養護至關重要，必須引起相關人員的重視，以免對施工質量造成影響。養護時應用干凈的水，終凝后3～4h開始撒水養護。每天的撒水次數通常為3次，應連續撒水2～3d。如果天氣溫度較高，則應增加噴水的次數，避免圖層較早干燥。養護時應做好非常規天氣應對。如果空氣流通情況較差，則應用鼓風機進行養護。此外，還有必要安排專人進行看管，避免涂層被磕碰。

3 結束語

綜上所述，橋梁混凝土結構裂縫往往是多方原因共同造成的結果，對結構性能、橋梁整體行和穩定性都有較大影響，需在明確裂縫成因的基礎上，采取有效措施及時處理。本橋梁工程通過對以上措施的合理應用，裂縫得以有效修護，所用技術措施合理可行，可為類似工程提供參考借鑒。

參考文獻

[1]張 源.市政橋梁施工混凝土裂縫分析及其防治技術措施[J].城市建設理論研究（電子版），2017（18）：135.

[2]賴 云，游清霞.淺談公路橋梁施工中混凝土裂縫問題的分析及其防治對策[J].科技創新與應用，2015（36）：247.

[3]閆彤麟.公路橋梁施工混凝土裂縫分析及其防治措施[J].交通世界（建養·機械），2012（07）：248～249.

[4]鐘正達.公路橋梁橋面鋪裝層裂縫成因的分析及其防治措施[J].西部探礦工程，2016（S1）：382～383.

收稿日期：2018-9-20

作者簡介：羅貴龍（1990-），男，助理工程師，本科，主要從事高速公路項目管理工作。