道路橋梁混凝土裂縫控制施工工藝

閆愛仙

華寶通交通工程監(jiān)理有限公司 山西太原 030400

道路橋梁混凝土施工中，受水泥水化熱、振搗不到位、施工方法不合理、養(yǎng)護不到位等因素的影響，易出現(xiàn)不同程度的裂縫，輕則影響混凝土成型結(jié)構(gòu)的表觀質(zhì)量，重則威脅混凝土結(jié)構(gòu)的受力穩(wěn)定性，甚至發(fā)生橋梁垮塌事故。對此，一方面需合理施工，從源頭上規(guī)避裂縫；另一方面，由于某些特殊原因而產(chǎn)生裂縫后，需采取針對性的控制措施，減小不良影響。

1 道路橋梁混凝土裂縫的危害

（1）從表觀形態(tài)的角度來看，裂縫的出現(xiàn)會影響混凝土結(jié)構(gòu)的完整性；從力學性能的角度來看，會削弱混凝土結(jié)構(gòu)的強度；此外，由于裂縫的存在，結(jié)構(gòu)的耐久性大打折扣。裂縫的出現(xiàn)會對橋梁混凝土結(jié)構(gòu)帶來持續(xù)性的影響，加劇車輛通行安全隱患，橋梁可能在設(shè)計使用年限內(nèi)便出現(xiàn)質(zhì)量問題乃至安全事故。若缺乏行之有效的防范措施，裂縫將隨著時間的延長而逐步擴大，造成更為嚴重的影響[1]。

（2）混凝土裂縫的出現(xiàn)會削弱所在結(jié)構(gòu)乃至全橋的抗彎性能及剛?cè)嵝阅埽瑯蛄航Y(jié)構(gòu)的強度明顯不足，不利于橋梁的正常使用，加之外部荷載、降雨日曬交替等多重外部因素的作用，裂縫的影響范圍隨之擴寬。而隨著裂縫深度的增加，會構(gòu)成較多通往混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的裂縫，外界雨水經(jīng)由裂縫流入內(nèi)部，鋼筋逐步出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，進一步降低結(jié)構(gòu)的強度[2-4]。

2 道路橋梁混凝土裂縫的類型及成因

混凝土裂縫的形式多樣，各類裂縫的特點以及成因不盡相同。

早期塑性收縮裂縫：早期養(yǎng)護不到位是此類裂縫的主要成因，由于養(yǎng)護層面的缺失，水分大量蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土表面顯現(xiàn)出裂縫。

干縮裂縫：溫度過高是出現(xiàn)干縮裂縫的關(guān)鍵原因，在外部高溫環(huán)境作用下，加之灑水量不足，混凝土產(chǎn)生裂縫。

溫度裂縫：混凝土施工中，以極端的方法使混凝土快速降溫，在該溫度的異常變化下，出現(xiàn)長且直、寬且深的裂縫，嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的完整性。

自收縮裂縫：與水泥水化熱有關(guān)，隨著進程的推進，體積有減小的變化，若未妥善處理，將產(chǎn)生大量的細小裂縫。

3 裂縫處理工藝

3.1 裂縫修補材料的性能控制

低粘度環(huán)氧樹脂漿液是較為常見的材料，其在裂縫修補中的應(yīng)用效果較好，在選取材料時，著重考慮安全性能指標，具體情況如表1所示。

表1 低粘度環(huán)氧樹脂漿液的安全性能指標

底膠材料的性能也需具有合理性，具體如表2所示。

表2 底膠的安全性能指標

3.2 灌漿料的配制

原材料選用環(huán)氧樹脂和固化劑，用提式攪拌器分別對兩類材料做攪拌處理，使其具有均勻性（長時間放置易沉淀）；而后，按照環(huán)氧樹脂：固化劑=1:3的比例摻入材料，持續(xù)約3min的攪拌，得到均勻的灌漿料。

3.3 施工工藝流程

3.3.1 裂縫清理

裂縫內(nèi)可能存在浮渣、白灰等雜物，用鋼絲或其它工具將其清理干凈，待裂縫內(nèi)部恢復(fù)潔凈后，再刷涂酒精、丙酮等有機溶液，深度清潔，為裂縫灌漿處理創(chuàng)設(shè)良好的條件[5-7]。

3.3.2 埋設(shè)灌漿嘴

沿裂縫方向，按150～200mm的間距依次將灌漿嘴埋設(shè)到位。提前在灌漿嘴的底盤涂抹底膠，厚度控制在1mm左右，而后將灌漿嘴安裝到位，以粘貼的方法加以固定。

3.3.3 封閉

在裂縫兩側(cè)涂環(huán)氧樹脂基液，而后涂抹厚度約1mm的環(huán)氧樹脂膠泥，參與人員精細化作業(yè)，不可產(chǎn)生小孔或氣泡。

3.3.4 密封檢查

裂縫經(jīng)過封閉處理后，安排壓氣試漏，采用此方法檢驗密閉情況。為保證試漏結(jié)果的準確性，宜在封縫膠泥有足夠強度后開始該項工作。

3.3.5 配制漿液

根據(jù)配方拌制漿液，控制好漿液的數(shù)量，避免產(chǎn)出量過多或過少，具體根據(jù)漿液性能和進漿速度而定。

3.3.6 灌漿

灌漿施工主要采用單孔灌漿或分區(qū)群孔灌漿兩種方法。對于僅存在一條裂縫的情況，從一端開始逐步向另一端推進。灌漿壓力按0.2MPa予以控制，不可忽然加壓。待灌漿壓力達到設(shè)計要求后，穩(wěn)壓灌注，使?jié){液有效填充在裂縫內(nèi)。吸漿率在0.1L/min以內(nèi)時，結(jié)束灌漿[8]。

4 道路橋梁混凝土裂縫的預(yù)防措施

4.1 對道路橋梁的整體進行規(guī)劃和布局

道路橋梁工程施工前，便要由專業(yè)的技術(shù)人員深入現(xiàn)場做全面的勘察，對實際地質(zhì)、水文、氣候等基礎(chǔ)條件形成準確的認識，從實際情況出發(fā)，統(tǒng)籌規(guī)劃。考察階段，需要考慮到道路的整體布局，在宏觀上有著準確的把控，而對于鋼筋布置等細部，也需予以充分的重視，即達到總體與細部相協(xié)調(diào)的效果。此外，荷載對于混凝土結(jié)構(gòu)的作用也需成為重點考慮對象，而荷載類型較多，需做全方位的分析，例如材料的荷載、施工機械及員工的荷載等，除了前期建設(shè)階段的荷載外，后續(xù)使用階段的行車荷載也不容忽視，在此前提下準確計算，合理建設(shè)，使混凝土結(jié)構(gòu)有效承受荷載。

4.2 加強材料質(zhì)量控制

以施工要求為準，選擇優(yōu)質(zhì)的原材料，例如水泥、集料、鋼筋等的各項性能指標均要滿足要求。在施工前，嚴格依據(jù)技術(shù)規(guī)范抽檢，據(jù)此判斷材料所在批次的質(zhì)量，任何不達標的材料均不予以使用。對于混凝土，提前組織配合比試驗，根據(jù)混凝土的性能對材料的用量做合理的調(diào)整，直至得到可行的配合比為止。混凝土拌和時，嚴格依據(jù)既定的配合比選取材料，未經(jīng)許可不得隨意更改。

4.3 加強溫度控制

道路橋梁施工中，條件允許時優(yōu)先考慮干硬性混凝土，在不影響混凝土強度等基礎(chǔ)性能的前提下，適當降低水泥的含量。在混凝土拌和階段，對碎石進行灑水，采用此方法降低混凝土的溫度，以防溫度失控。夏季施工環(huán)境更為特殊，此時環(huán)境溫度較高，需注重散熱，有效杜絕混凝土溫度過高的情況。

4.4 加強施工控制

從強度要求、和易性要求等多個方面出發(fā)，確定混凝土的合適配合比，保證水泥、集料等各類材料的用量以及水灰比等參數(shù)的合理性。在選擇砂材料時，著重考慮粒徑和含泥量兩個方面，任何一項不達標者均不予以使用。此外，適當減小空隙率，采取此方法的目的在于降低混凝土的收縮量，由此充分保證混凝土的抗裂強度，規(guī)避裂縫病害。

4.5 加強養(yǎng)護

混凝土澆筑后，進入養(yǎng)護環(huán)節(jié)，但易由于養(yǎng)護方法不合理、養(yǎng)護不到位等原因而出現(xiàn)裂縫。溫度是引起混凝土裂縫的關(guān)鍵原因，因此在養(yǎng)護階段需高度重視對溫度的控制。夏季施工時，采取覆蓋塑料薄膜或蒸汽養(yǎng)護的方法，有效控制混凝土表面和內(nèi)部的溫度，盡可能達到相均衡的狀態(tài)，以免因溫度的差異而引發(fā)裂縫。冬季施工時，考慮到混凝土澆筑溫度超過環(huán)境溫度的情況，需根據(jù)實際溫度關(guān)系做靈活的調(diào)控，將混凝土的溫度穩(wěn)定在合理的區(qū)間內(nèi)，從而使混凝土有效成型。

5 結(jié)語

綜上所述，裂縫是道路橋梁混凝土施工中常見的質(zhì)量問題，其會影響結(jié)構(gòu)的表觀質(zhì)量、完整性乃至受力性能，因此需要合理應(yīng)用施工工藝，從源頭上規(guī)避裂縫問題。此外，針對已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，需要采取控制措施，有效解決病害，切實保證混凝土施工質(zhì)量。