橋梁蓋梁混凝土裂縫控制探討

逯景濤

中國化學工程第十一建設有限公司 河南開封 475002

1 工程概況

斯里蘭卡南部高速公路延長線橋位于斯里蘭卡南部海岸Mattra 市至Hambantota 市的斯里蘭卡南部高速公路延長線，設計為雙向4 車道。高速公路跨越多處河流、沼澤、溝壑，跨越河流、沼澤、溝壑處均設計為橋梁，中國化學工程第十一建設有限公司承建的施工段內有6# 跨河橋、部分1# 主橋、CDE 砸道橋，總長度1.54km。縱向布置6# 跨河橋9×30，1# 主橋24×30+2×20，CDEE 匝道橋3×30+21×20，橋上部結構為：預制T 梁、10cm 厚現澆橋面、6cm 厚瀝青混凝土、防撞墻。下部結構為：灌注樁、墩臺、墩柱、蓋梁。6# 跨河橋和1# 主橋每跨10 片預制T 梁。最大梁蓋梁尺寸31m×2.4m×1.2m，砼89m3，混凝土強度等級為C30。

橋梁蓋梁是橋梁重要的承重構件，其體積較大，容易產生裂縫，因此施工中混凝土裂縫控制顯得尤為重要。蓋梁施工前，應該根據施工經驗和工程環境、材料、施工方法、施工設備、人員技術水平等分析可能產生的裂縫，并采取相應的控制措施，減少或避免影響施工質量的裂縫出現。以斯里蘭卡南部高速公路延長線橋為例，闡述橋梁蓋梁裂縫產生的原因和控制方法，以及裂縫的處理方法。

2 蓋梁混凝土常見裂縫類型及形成因素分析

（1）表面不規則細小裂縫（龜裂縫）：這種裂縫是由混凝土表面干裂形成，是因為混凝土覆蓋保水養護不及時或者不到位造成的。

（2）蓋梁側面較淺的豎向表面短細裂縫：在施工過程中為了加快模板周轉，往往在混凝土養護未到7d 的情況下提前拆除蓋梁側面模板。若蓋梁模板拆除后未能及時灑水覆蓋養護，表面快速失水和降溫會產生較淺的豎向表面短細裂縫。這是由于內外溫差和混凝土收縮引起的，這種裂縫中間比較寬，并伴隨有不規則細小裂縫。

（3）寬度較大的豎向深層裂縫：這種裂縫是由于局部應力集中造成，一般從蓋梁頂端向下延伸，裂縫上寬下窄。這種裂縫是一般是為了搶工期，在蓋梁混凝土未達到設計強度前加載上部結構造成的。蓋梁最大拉應力位于墩柱豎向蓋梁上部，所以為受力裂縫。混凝土的徐變也會起到疊加作用，對裂縫產生不利影響。

（4）貫穿裂縫：由于蓋梁體積較大，混凝土中的水泥在水化過程中產生較大熱量，混凝土的中心溫度與表面溫差超過了25℃規范允許的溫差，從而產生較大的應力，使混凝土出現斷裂裂縫。這種裂縫一般較深，甚至貫通結構截面，影響結構受力性能。

3 不同裂縫的控制措施

3.1 表面不規則細小裂縫控制措施

蓋梁一般較高，為保證混凝土澆筑過程中振搗密實，混凝土應分層澆筑，防止一次澆筑過厚影響振搗質量。在混凝土初凝前應進行復振。混凝土下料點應均勻分布，避免集中在一處下料造成骨料堆積現象。澆筑完成后及時抹面，光面混凝土一般不少于3 遍抹光壓實。混凝土強度達到可以上人時及時進行覆蓋保水養護，覆蓋可以采用塑料布嚴密覆蓋或養護液養護。養護時間不少于14d。

3.2 較淺的豎向表面短細裂縫控制措施

拆除側面模板前應準備好養護覆蓋材料，隨拆隨蓋。需要保溫養護的混凝土要加蓋保溫層，保證混凝土表面濕潤和內外溫差不超過規范要求。

3.3 寬度較大的豎向深層裂縫控制措施

在蓋梁混凝土澆筑時同時留置標養試塊和同條件養護試塊，在蓋梁加載上部結構前，分別試壓同條件養護試塊和標養試塊，判斷混凝土強度是否達到設計強度。在強度達到設計強度前，不得加載上部結構。為了保證混凝土的養護時間和減少混凝土的徐變，盡量控制在28d 后施工橋上部結構。可以通過施工組織和計劃提前施工橋下部結構，保證蓋梁混凝土有充足的養護時間。混凝土的后期徐變和外部荷載的長期作用會導致鋼筋混凝土的疲勞，容易產生裂縫。

3.4 貫穿裂縫控制措施

由于蓋梁體積較大，對混凝土水泥類型選用、外加劑選用和參量、粗細骨料和有害物質含量、水泥用量、水膠比、坍落度、混凝土的出機溫度、入模溫度、保溫覆蓋養護、測溫等環節按照大體積混凝土施工規范進行控制。在不能保證混凝土的內外溫差的情況下，通過加裝內部降溫管等措施降溫。由于設計規范對蓋梁局部受力沒有明確的允許裂縫規定,尚未成為設計標準，并且大多數設計通常選用標準圖，沒有充分考慮防裂構造配筋。施工前應審核施工圖，考慮防裂措施，與設計方溝通，在保證設計配筋和構造配筋的情況下盡量加密外層鋼筋，或設置防裂鋼筋網片。

4 不同裂縫的處理方法

若橋梁上部結構已經施工，需要將伸縮縫中雜物清理干凈，確保梁板能正常伸縮，不對蓋梁產生水平力，再對不同的裂縫采取相應的方法處理。

4.1 表面不規則細小裂縫

蓋梁表面的不規則細小裂縫不影響混凝土結構承載能力，但一定程度減小了混凝土的保護層厚度，會對結構的耐久性產生一定影響。采用涂抹修補膠封閉裂縫的方法可以達到修補目的，對于寬度較大的裂縫（一般大于0.12 mm）采用修補膠壓漿法封閉。

4.1.1 裂縫修補膠涂刷施工

首先確定需要修補的裂縫個數和位置，用鋼絲刷和風機清除表面灰塵和松動的雜物，再用干凈的布或刷子蘸酒精等有機溶劑，把縫兩側2～3cm 范圍內擦拭干凈；干燥后，再在縫兩側涂環氧樹脂基液；之后抹一層厚度約1mm 的環氧樹脂膠泥，環氧樹脂膠泥要保證涂抹密實，保證封閉質量。

4.1.2 裂縫灌漿施工

(1) 清理縫隙：用鋼絲刷清除縫隙表面的松散雜物，用壓縮空氣吹除浮物，用酒精或丙酮擦洗表面。

(2) 明確標記灌膠座的位置和間距：一般設置在裂縫兩端、裂縫交叉處及較長裂縫中部，間距為20～40cm。

(3) 埋設灌漿嘴，同時封閉縫隙，防止相互貫通而跑膠。

(4) 密封效果檢查：封縫材料固化后，檢查密封效果，對漏氣和封閉不嚴的部位進行補封處理。

(5) 配漿和壓漿：壓漿時注意觀察注入量，壓漿完成之后，每2h 觀察一次，24h 后即可拆除壓漿裝置，并做記錄。用鉆心取樣方法，判斷是否把縫隙全部填滿。

(6) 應養護24h，溫度較低時，適當延長養護時間。

4.2 受力裂縫

受力產生的裂縫是由于結構提前受力引起的，會影響蓋梁的安全性和耐久性。可采用粘貼鋼板法處理裂縫，對結構進行補強。其流程為：粘貼區域混凝土表面處理→鉆孔埋錨固螺栓→安裝鋼板→封邊→壓注結構膠。

（1）粘貼區域混凝土表面處理：在需要粘貼鋼板區域畫出鋼板位置線，鑿毛露出骨料，用鋼絲刷刷除表面浮漿和清除松散石子；再用高壓空氣吹除浮灰，用清水沖洗表面；完全干燥后，用丙酮擦拭表面。

（2）埋設錨固螺栓：應認真對照蓋梁施工圖，避免孔鉆到鋼筋上；用高壓空氣吹除孔內浮塵，用丙酮清理鉆孔；孔內注膠量應超過孔深的2/ 3，用丙酮清洗螺栓后放入錨固螺栓。

（3）鋼板下料：待粘貼的鋼板下料切割完成后，對照已經植入的螺栓位置進行鉆孔；再對鋼板的粘貼面進行粗糙處理，紋路應與鋼板的受力方向垂直。

（4）鋼板的安裝和封邊：鋼板固定在螺栓上后，在鋼板轉角處和較長的邊緣插入排氣管，間距應在30～40cm；并用封閉蓋碗把螺桿罩上，然后用封邊膠封閉鋼板邊緣；固定鋼板時應保證鋼板與砼表面的間有一定的縫隙，確保壓膠厚度。

（5）壓膠：封閉完成并固化后，用壓漿泵注入膠液。注膠過程中注意觀察所有排氣管是否有膠液流出，并用橡皮錘敲打鋼板，檢查確認注膠飽滿密實。

4.3 貫穿裂縫

貫穿裂縫是較為嚴重的裂縫，直接影響結構的安全性和耐久性。應會同設計、監理等相關方研究確定處理方案，嚴重的應拆除重做。

5 斯里蘭卡南部高速公路延長段橋蓋梁混凝土施工裂縫控制

本工程在蓋梁施工前，多次組織分析會，按照裂縫形成的原因優化施工方案，按照大體積混凝土施工規范對各個環節事前進行控制。從混凝土原材料、配合比、攪拌、運輸、澆筑養護等各個環節進行細化，標準、措施、檢查落實到人，并做好過程記錄資料。施工完成后在1# 主橋P64 蓋梁上表面發現一處不規則細小裂縫，面積35cm×40cm，最大寬度0.13mm，最大深度1.6mm。

通過檢查施工記錄，在蓋梁的施工過程中，均是按照施工方案和控制檢查程序進行，各項檢試項目均合格。蓋梁分四層澆筑混凝土，澆筑完成后12h 內用0.4mm 厚塑料布覆蓋，養護時間15d。經過引發裂縫的原因分析，發現第3 天由于大風吹開了塑料布間的縫隙，可能由于天氣炎熱，導致局部表面快速失水引起的，此結論得到監理的認同。經與監理方討論，一致認為該裂縫不會影響結構受力性能和安全性。但此處的鋼筋保護層有所減小，為防止對結構的耐久性產生影響，確定在裂縫兩側涂一層環氧樹脂基液，之后抹一層厚1mm 左右的環氧樹脂膠泥封閉。

6 結語

在施工過程中應特別注重施工原始記錄和施工影像資料的收集和保存工作，為正確找出裂縫產生的原因提供關鍵性依據。在施工過程中，看似很小的細節操作和控制措施，對最后整個施工質量的影響是巨大的。所以在施工過程中，必須加強管理，嚴格按照規范和方案施工，做好預判和預控，嚴格控制和檢查各個施工環節，減少質量問題和質量事故的發生。