農村公路橋梁裂縫修補施工技術要點

王立軍

（甘肅省酒泉公路事業發展中心，甘肅 酒泉）

1 農村公路橋梁現狀

在鄉村振興的大背景下，農村公路越來越受到重視，隨著大規模“美麗鄉村”的建設，使得農村交通條件越來越便利。與此同時，農村公路也存在著諸多問題，總體發展水平較低，路況也相對較差，管養不到位，并且不同地區之間的狀況差異較大。作為最基礎的設施之一，農村公路的安全性也受到廣泛關注，尤其是跨越障礙物的橋梁工程，其安全性顯得尤為重要。研究表明，我國農村公路橋梁具有數量大、標準低、結構型式多樣的特點[1]，因此在農村公路橋梁養護施工時，必須采取有針對性的措施進行設計與施工，同時應加強監管，盡早發現并解決橋梁病害。在諸多橋梁病害的類型中，結構裂縫是最常見的橋梁病害之一，橋梁結構產生裂縫后如果放任不管，則必將導致其受損進一步加重，最終導致橋梁使用壽命縮短，嚴重時甚至導致橋梁坍塌，嚴重威脅人民生命財產安全。

2 農村公路橋梁裂縫產生的原因分析

研究表明，農村公路橋梁可能出現裂縫的部位主要有腹板和底板[2]，裂縫主要有縱向和豎向裂縫。縱向裂縫產生的原因主要有：a.橋梁整體性較差；b.先張法預制空心板太薄，導致預應力筋附近的混凝土承受的局部應力較大；c.混凝土中氯離子含量超標，導致鋼筋銹蝕，沿著鋼筋部位產生底板裂縫；d.配筋不足；e.施工時質量把關不嚴；f.溫度、氣候等變化過大。豎向裂縫產生的主要原因有：a.梁板跨徑過大；b.梁體高度較高；c.施工時質量把關不嚴；d.長期超負荷運行。無論是豎向裂縫，還是縱向裂縫，均會對橋梁產生嚴重的危害。梁板豎向和縱向裂縫示意見圖1 和圖2。

圖1 梁板豎向裂縫示意

圖2 梁板縱向裂縫示意

3 橋梁裂縫處理措施

某農村公路橋梁有15 榀預制T 梁，混凝土標號為C50，采用預制安裝的方式完成上部結構施工。投入使用12 年后，經管養人員檢查發現，預制T 梁均存在不同程度的豎向和縱向裂縫，經專業技術人員分析，認為主要原因是該橋長時間承受超負荷荷載，且橋梁施工時，當地氣溫驟降，氣溫變化時，未按照變化后的溫度適當調整混凝土配合比，造成水化熱過大，從而形成裂縫。針對上述情況，采用了灌漿與碳纖維加固的方法，從而解決了裂縫問題，處理完成后，經專業機構檢測，其安全性完全滿足使用需求。

3.1 碳纖維布加固

3.1.1 施工工藝流程

碳纖維布加固適用于裂縫較多的梁體[3]。其施工工藝主要有7 個步驟，分別為：a.裂縫表面及四周清潔處理。首先應將裂縫處梁體表面的浮渣鑿除，然后再用打磨機打磨表面和棱角，表面應平整，棱角部位打磨至圓角，且不得過度打磨。打磨后應擦拭干凈，保持表面干燥；b.在待加固梁體處涂刷一層底膠，在擬加固部位表面涂刷一層碳纖維底膠，底膠應平整，厚度均勻一致；c.修補。采用修補膠將梁體表面處較大的凹面、坑洞、漏筋等存在問題的部位進一步找平；d.裁剪碳纖維布和涂刷碳膠。將碳纖維布按照擬加固的梁體尺寸裁剪出合適的尺寸，根據設計比例稱取碳膠和水，兩者混合后，迅速將其攪拌均勻，直至碳膠溶液色澤一致，且無氣泡為宜。碳膠溶液配制好及涂刷的底膠表面充分干燥以后，均勻的涂刷一層配制好的碳膠溶液；e.粘貼。把上述裁剪完成的碳纖維布按照擬定的加固位置粘貼于梁體表面，粘貼完成后，沿順橋向使用刮板將碳纖維布刮平，切忌不得留有空鼓；f.再次涂刷。碳纖維布干燥后，再次用碳膠溶液涂刷于碳纖維布表面，使碳纖維布充分浸潤碳膠，且碳纖維布表面無氣泡；g.固化養護。施工完成后見圖3。

圖3 碳纖維布加固效果

3.1.2 施工注意事項

a.環境溫度低于5℃時不宜進行碳纖維布加固施工，否則應采取調整膠粘劑的配合比的措施；b.底膠稱量應準確，并應充分攪拌均勻，無色差。底膠應隨用隨拌，超過規定時間的底膠必須廢棄，不得再次使用。若涂刷底膠未涂刷均勻，可用打磨機或砂紙進行打磨，確保底膠表面平整；c.正式粘貼時，為避免可能產生的氣泡，可將碳纖維布自中間往兩側展布粘貼；d.原材料儲存室應保持干燥，密封，且遠離火種，同時應避免遭到太陽直射；e.二次涂刷時，應在上層干燥硬化后再進行涂刷，若表面局部仍然不平整，可采用環氧樹脂砂漿在找平后再次涂刷的方法進行處理。

3.1.3 質量檢驗

質量檢驗主要包括兩方面: 一是粘結強度檢驗，二是空鼓檢驗。粘結強度質量檢驗見表1。

表1 粘結強度質量檢驗

空鼓質量檢驗，可以采用錘擊法檢測。檢測時，一般將碳纖維布分為若干區域，逐個測定各區域的空鼓面積。最終有效面積應不低于加固面積的95%，且單區域空鼓面積不小于0.01 m2。若單區域空鼓面積在0.01 m2內時，可采用注射法進行修復，若單區域空鼓面積超過0.01 m2，則應鏟除粘貼好的碳纖布重新施工。

3.2 裂縫封閉處理

對于裂縫寬度≤0.10 mm 且未形成貫穿的裂縫，可對裂縫進行開槽處理[4]，然后再在槽內填充環氧樹脂砂漿進行處理。處理方法：在裂縫位置使用專用開槽工具，將裂縫鑿成“V”字形槽口，槽口寬度以1.5～2 cm，深度2 cm 為宜，開槽示意見圖4。

圖4 環氧樹脂砂漿封閉示意

當裂縫濕度超過6%時，應采用碘鎢燈或吹熱風的方法對裂縫位置迅速烘干，再使用鋼絲刷或其他工具將附近的雜物清理干凈，保持表面潔凈。開槽完成后，再次采用相同的方法將槽口位置的雜物清理干凈，表面露出新鮮的混凝土。裂縫封閉前，應在槽口涂刷一層1～2 mm 厚的環氧樹脂膠，涂刷時應保持涂刷均勻一致，且不存在折皺、波浪及氣泡等現象。涂刷完成后，進行涂刷環氧樹脂砂漿，涂刷應密實，均勻，飽滿，無氣泡。采用這種工藝對裂縫進行封閉處理時，環氧樹脂砂漿可按表2 所示的配合比配制。

表2 環氧樹脂砂漿配合比

3.3 壓力灌漿法

對于裂縫寬度＞0.1 mm 或已貫穿的裂縫，可采用壓力灌漿法進行處理，工程實踐證明，該方法對于這種形式的裂縫處理效果好，施工速度快，造價低，是處理這種裂縫的最好方法之一[5]。該方法施工工藝主要包括裂縫表面處理、安裝灌漿嘴、裂縫封閉、壓氣試驗、壓力灌漿等，施工工藝流程見圖5。

圖5 壓力灌漿法施工工藝流程

3.3.1 灌漿施工

漿液的配置應采用合理的技術參數，可參考裂縫封閉時環氧樹脂砂漿的配合比拌制，拌制數量應與漿液凝結時間和灌漿速度綜合確定。灌漿施工工藝大致如下：a.正式作業前，首先應檢查施工所需機械設備是否能滿足施工速度和工藝的要求，保證所有的灌漿嘴閥門能正常開啟，確保能正常進行氣壓試驗和灌漿作業；b.若裂縫長度較小，可只設置2 個灌漿嘴，灌漿時，從一側灌入，另一側灌漿嘴溢出稠度相同的漿液為止；c.灌漿時，必須保持壓力穩定，灌漿壓力可保持在0.2 MPa；d.當灌漿作業過程中，漿液吸收率低于0.1 L/min 時，可繼續灌注5 min，然后關閉灌漿嘴閥門，停止灌漿；e.灌漿結束后，拆除并清洗灌漿管路，拆除灌漿嘴，然后再使用環氧樹脂砂漿對灌漿嘴處的槽口進行封閉，待其干燥、初凝且不漏漿后即可結束灌漿。

3.3.2 施工技術要點

a.開槽方式和裂縫封閉處理方式大致相同，并且也要保證裂縫表面清潔和干燥，區別在于僅僅在安裝灌漿嘴的部位開槽；b.安裝灌漿嘴時，灌漿嘴的位置選擇應合理，間距保持一致，且不大于20 cm；c.除灌漿嘴外，裂縫其余位置應封閉處理，防止灌漿時環氧樹脂砂漿過早從裂縫位置溢出，從而使灌漿不飽滿。封閉裂縫的具體做法為：在裂縫位置涂刷一層厚1～2 mm的環氧樹脂砂漿，砂漿表面不得出現氣泡、折皺、凹凸等現象，待其干燥固化后再進行施工；d.裂縫封閉后，必須經氣壓試驗合格后才能進行灌漿作業，如有漏氣，可再次涂刷環氧樹脂砂漿，直至氣壓試驗合格為止；氣壓試驗時，可在裂縫表面涂刷一層肥皂水，然后再通過灌漿嘴注入壓縮空氣，裂縫表面不出現肥皂泡為合格。

4 結論

針對農村公路橋梁結構裂縫病害，文中提出了3種處理方法。其一是碳纖維布加固；其二是裂縫封閉處理；其三是壓力灌漿法。每種處理方法適用條件各不相同，其效果也不盡相同，在實際工作中，應結合實際，合理選用裂縫處理方法。當梁體裂縫較多時，可采用碳纖維布加固；當裂縫寬度≤0.1 mm 時，采用裂縫封閉處理；當裂縫寬度＞0.1 mm 時，可選擇壓力灌漿法。