浅谈高寒干旱地区钢筋混凝土轻型桥台台身裂缝的补强处理

浅谈高寒干旱地区钢筋混凝土轻型桥台台身裂缝的补强处理

杨晶磊

[摘要]本文通过对内蒙古省际通道兴安盟境内K282+460--K349+253路段内有关钢筋混凝土轻型桥台台身裂缝进行调查分析，阐释了其裂缝产生的具体原因，提出了高寒干旱地区钢筋混凝土轻型桥台台身裂缝补强处理措施，并对其施工工艺和处理效果进行了简单分析。

[关键词]结构裂缝；修补措施

内蒙古属典型的中温带季风气候，具有降水量少而不匀、寒暑变化剧烈的显著特点。内蒙古高寒干旱的气候特点，不仅对公路桥涵等混凝土结构施工造成很大影响，使混凝土结构产生裂缝，而且对混凝土构件裂缝的诊治修补方法提出了新挑战。

混凝土出现裂缝，不但降低了结构物的耐久性、抗震性和防水性，而且也给结构整体性和美观性造成不良影响。另外，混凝土裂缝如不及时进行修补，可能会导致钢筋锈蚀，进一步加剧裂缝的发展，最终促使结构物遭到破坏。大部分混凝土裂缝是变形引起的，如能及时修补，将不影响结构物的原有功能，甚至不降低使用寿命。本文通过对内蒙古省际通道兴安盟境内K282+460--K349+253路段内有关钢筋混凝土轻型桥台台身裂缝进行调查分析，并对裂缝产生的原

因、补强处理措施以及施工工艺、处理效果进行了简单分析。

1轻型桥台台身裂缝调查

在内蒙古省际通道兴安盟境内K282+460--K349+253路段内，由于路线所经地区大部分为干旱地区，轻型桥台台身施工完毕后，施工人员发现部分轻型桥台台身均发生不同程度的裂缝，并且其开裂的位置、方向、大小和深度都比较相像。

大部分开裂的桥台裂缝的位置都在桥台台身中下部，部分桥台出现了竖向通缝，竖向缝高度1～3米不等，缝宽一般小于0.8mm，一般有2～3道竖缝。横向裂缝位置在距离承台高1～4米的范围即在桥台台身的中下部，横缝的长度约6～12米不等。宽度也在0.1～1.0mm不等。

用超声法和裂缝测宽仪对桥台台身裂缝深度和宽度进行检测，其裂缝深度和宽度检测结果见表1，数据表明，台身裂缝均为浅裂缝（浅裂缝系指局限于结构表层，开裂深度小于0.5H（H为结构构件厚度）的裂缝）。

2轻型桥台台身裂缝产生具体原因分析

混凝土构件裂缝是工程建设中最常见的病害，也是工程安全隐患最直接的诱因之一。在混凝土构件生产施工过程中，构件随温度变化而产生的温度变形并在其自身结构约束的情况下，将随温度变化产生温度应力，当这种温度应力超过混凝土的抗裂强度时，混凝土构件将不可避免产生裂缝。

近年来，内蒙古公路建设突飞猛进。混凝土构件大规模应用于公路建设中，除设计理念、施工管理等原因造成混凝土构件出现裂缝外，该地区高寒干旱的气候条件也是混凝土构件裂缝产生的重要原因。内蒙古省际通道兴安盟境内K282+460--K349+253路段处于高寒干旱的典型地区，昼夜温差大、气候干燥，是混凝土构件温度裂缝产生的直接原因。

（1）年温差变化幅度显著。一年中四季温度不断变化，虽然其变化时间相对缓慢，但通过对混凝土构件的反复变形而导致桥梁在纵向位移过程中对桥面伸缩缝、支座或桥墩等构件造成不利的温差内力影响，从而在结构位移受到限制时引起温度裂缝。

（2）日照长及昼夜温差大。由于内蒙古地区日照时间相对较长，混凝土构件受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布；由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。

（3）骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭等在内蒙古地区随处可见，夜间温度变化幅度大，因而混凝土结构外表面温度容易出现突然下降的现象，导致内部温度变化相对较慢而产生温度梯度并产生温度裂缝。

因此，针对该地区高寒干旱的自然施工环境，在目前大规模的工程建设形势下，混凝土构件裂缝的产生往往不可避免，采取经济而有效的措施进行修补是非常重要的。

3轻型桥台台身裂缝处理措施

桥台台身产生的裂缝内部应力得到完全释放后，结构安全性仍会受到很大的影响，所以有必要采取一定的措施对裂缝进行处理，且一般为非结构性裂缝，因此，对轻型桥台台身裂缝当缝宽d＞0.15mm时采用化学灌浆进行处理，以满足裂缝补强和防止钢筋锈蚀的要求。由于该路段轻型桥台台身裂缝宽度均大于0.3mm以上，所以可采用化学灌浆补强工艺进行处理。

4化学灌浆补强施工工艺

(1)裂缝表面清理：用手铲、铁锤、钢刷和毛刷清理干净裂缝表面两侧各30～40mm范围内灰尘、浮浆、松散层及油污等，整平表面，凿除突出部分，用丙酮、甲苯等有机溶液擦洗裂缝表面，不要将裂缝堵塞。

(2)埋设灌浆嘴（盒、管）：根据裂缝宽度大小、深度、长度埋设灌浆嘴或管，间距一般宜为20～50cm，宽缝稀、微细缝密，在裂缝交叉处、较宽处、端部及裂缝贯穿处应布置，贯通构件截面的裂缝，两侧均应布设灌浆嘴，其位置应上下相互错开。埋设灌浆嘴时，采用无损贴嘴法骑缝粘贴在预定位置，在灌浆嘴（盒、管）底盘上刮1～2mm厚的环氧胶泥，并静置15～20分钟后，把灌浆嘴粘贴在标记的位置，同时把灌浆嘴底盘周围用环氧水泥封闭。一条裂缝上必须有进浆嘴、排气嘴、出浆嘴。

(3)裂缝表面封闭：先沿缝两侧用钢丝刷带水清洗，待干燥后用环氧基液沿缝走向骑缝均匀涂刷，然后用高分子胶泥封闭，要刮平整，宽度为40～50mm，厚约2mm，以防止由于混凝土为多孔性材料，在灌浆压力下裂缝两侧出现浆液外漏现象。

(4)检查封缝效果：裂缝封闭待封缝胶泥有一定强度后，进行压气试漏，检查密闭效果和裂缝贯通情况。试漏前沿裂缝涂一层肥皂水，从灌浆嘴通入压缩空气，漏气处应予修补密封至不漏为止。

(5)配制浆液：按照不同浆材的配方及配制方法配制浆液，一般可采用双组分按一定比例配制浆液，采用泵前混合，浆液一次配制数量应以其凝固时间及进浆速度确定。浆液配制后应尽快用完，否则粘度增大难以施灌。

(6)灌浆：待封缝胶泥固化并有一定强度后，检查各管路接头，保证无漏气漏浆现象，将浆液用手动灌浆泵从灌浆嘴（盒、管）灌入混凝土裂缝中。①灌浆时应采取由里到外、从下至上或裂缝一端至另一端，逐级封闭，直到下一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀，以保证浆液充满裂缝；②灌浆时以少量多次的原则，灌浆压力初始用0.2MPa，应由小到大逐渐增加，不宜骤然加压，压力控制在0.2～0.4MPa，达到规定压力后，保持压力稳定，以满足灌浆要求；③灌浆停止的标志为吸浆率小于0.1L/min或压力在施灌过程中骤然升高，再继续恒压几分钟方可停止灌浆，关掉进浆嘴上的转芯阀门；④灌浆结束后，立即拆除管道，清洗干净，用丙酮冲洗管道和设备。灌浆是施工的关键工序之一，应确保灌浆质量。

(7)封口结束：待浆液完全固化硬结后，拆下灌浆嘴，用胶泥或水泥浆液将灌浆嘴处封口抹平；

(8)效果检查：灌浆结束后，检查补强质量和效果，发现缺陷及时补救。灌浆结束后，应恢复结构表面原貌。

5补强处理效果分析：

通过对内蒙古省际通道兴安盟境内K282+460--K349+253路段有关钢筋混凝土轻型桥台台身裂缝补强处理措施及其施工工艺进行探讨，可以为高寒干旱地区的其它类似工程提供借鉴意义。

在内蒙古自治区省际通道工程建设中，针对桥涵混凝土结构出现的裂缝问题，应用本文的补强处理工艺，基本解决了高寒干旱地区桥涵混凝土裂缝所带来的病害，消除了安全隐患，效果较好。

通过对内蒙古省际通道兴安盟境内K282+460--K349+253路段有关钢筋混凝土轻型桥台台身裂缝补强处理措施进行现场试验，直接经济效益十分明显：用于桥梁的补强加固费用仅为新建桥梁的15%~20%左右。如果仅是裂缝的处理，每米的处理费用仅二百多元，效益也很突出。

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