高原地区夏季预制梁板裂缝产生原因及预防处治措施

高原地区夏季预制梁板裂缝产生原因及预防处治措施

吴兴建

河南省交通规划设计研究院股份有限公司云南分公司

摘要：梁板裂缝是公路桥梁比较常见的病害，特别是高原地区，夏季气候多变，紫外线强烈，特别容易导致梁板预制工程中出现裂缝，为此，本文结合工程实际，探究高原地区夏季梁板预制工程中裂缝出现的原因，并结合实际情况采取有效的控制措施，保障梁板质量，减少经济损失。

关键字：高原地区  预制梁板 裂缝成因  裂缝控制  缺陷处治

1.引言

楚姚高速公路起于楚雄市东瓜镇长坝村，起点接在建的玉溪至楚雄高速公路，止于大姚县城南曾家湾，接拟建的大姚至永仁高速公路，该区域海拔1600m～1900m，属于温热地区。夏季预制梁板裂缝问题凸显，只有找准裂缝产生的原因，才能采取有效措施对裂缝进行预防控制。

2.预制梁板裂缝类型及产生原因

2.1裂缝类型及产生原因

预制梁板裂缝可分为结构性裂缝及非结构性裂缝两大类型，其中结构性裂缝可分为设计性结构裂缝及施工性结构裂缝。

2.1.1构性裂缝

（1）设计结构裂缝：设计结构裂缝是指设计时采用的结构型式在荷载作用下必然会产生的裂缝。

（2）施工结构性裂缝：施工结构性裂缝是指由于施工原因造成的结构性裂缝，如预应力结构的张拉裂缝。

2.1.2非结构性裂缝

非结构性裂缝可分为塑性裂缝、温差裂缝、长期干缩裂缝、龟裂缝及其它侵害性裂缝。

（1）塑性裂缝与收缩裂缝：塑性裂缝，即混凝土在可塑状态下出现的裂缝，分为沉降裂缝和收缩裂缝两种形式。

收缩裂缝产生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土内水份的蒸发速率大于其泌水速率，在固体颗粒表面形成弯月形、产生毛细管张力，混凝土收缩等所产生的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度而导致裂缝。

（2）温差裂缝：温差裂缝，即由于混凝土本体内外部温度的变化及混凝土本体表面温度与环境温度的差异使混凝土自体收缩不均而产生的裂缝。

（3）长期干缩裂缝：长期干缩裂缝，即混凝土长期暴露于不饱和的空气中由于物理、化学失水使混凝土体积缩小，当缩小受到约束时产生的裂缝。

2.2夏季施工中裂缝预防及控制措施

（1）腹板竖向裂缝

腹板竖向裂缝是较为严重的裂缝，主要原因有混凝士配合比不合理，水泥用量偏大导致水化热偏大。由于温差的影响，混凝土内部存在水化热，混凝土外部气温较低，使得混凝土内部收缩慢外部收缩快，导致混凝土出现拉应力，从而出现温度裂缝。

预防控制措施：进入夏季要及时调整配合比，雨天和晴天也应根据实际情况及时调整混凝土配合比。高原地区昼夜温差大，夏季也要重视混凝土浇筑后的保温养护工作。特别是腹板两端混凝土较中部厚，拆模过早会导致梁板内外及两侧温差均较大，更容易出现裂缝。

（2）腹板斜向裂缝

腹板斜向裂缝为主拉应力裂缝，多在跨中两侧，离跨中越远,倾斜角度越大。离跨中越近，倾斜角较小。主要原因为出现裂缝的区域的主拉应力超过了该处的预应力束和普通钢筋的抗剪及混凝士的抗拉强度。

预防控制措施：严格控制拆模及预应力张拉时间，确保钢筋安装准确，加强施工管理，浇筑过程中严禁将料斗等超重物品直接放在钢筋上。

（3）翼板裂缝

翼板裂缝在夏季施工中出现较多，主要是翼板下缘横向裂缝下翼缘向上开展，至翼缘与梁肋相接处。主要原因有混凝土浇筑时人员直接在翼板上走动。夏季阳光直射模板，温度较高，混凝土接触后迅速失水收缩。拆模过早，养护不及时，使该部位失水速度较快。

预防控制措施：设置专用支架，施工人员均在支架上施工，禁止踩踏梁板钢筋。浇筑时间选择在太阳落山后气温下降时，浇筑前做好模板湿润工作，浇筑完成后及时覆盖保温，按时洒水养护。拆模时间不宜过早，否则容易出现纵向裂缝。

（4）网状裂缝

网状裂缝裂纹细小，出现部位不规律，主要原因是表面混凝土收缩引起。

预防控制措施：不宜过早拆模，使混凝土表面失水不会过快。

3.裂缝处治措施

（1）裂缝宽度小于0.15mm 的裂缝，修补方法：表面封闭法。

首先采用人工配合小型机械沿裂缝走向凿深0.5～1cm 的“V”型槽，打磨凿毛混凝土表面，清除水泥浮浆、砂粒及其它杂物，然后采用丙酮（或工业酒精）清洗擦净灰尘，潮湿缝段用风机吹干，最后采用混凝土裂缝封闭胶进行封闭，施工时尽量一次完成，避免反复涂抹。

（2）裂缝宽度大于0.15mm的裂缝，修补方法：封闭压力注胶法。

①对裂缝位置、长度、数量及宽度进行现场核实，并对裂缝宽度进行标记，根据缝数量进行配胶。

②清缝及裂缝表面处理

先用砂轮或钢丝刷沿裂纹两侧5～7cm 范围打磨混凝土表面，清除水泥浮尘、砂粒及疏松的混凝土块，如有油污要用丙酮擦净，裂缝潮湿的需要用喷灯吹干。

③安装灌浆嘴及裂缝表面封闭

安装灌胶嘴时，灌胶嘴底盘必须清除灰尘，并用丙酮擦洗干净，然后将专用胶泥均匀的抹在底盘周围，灌胶嘴底盘孔眼对准裂缝中心粘贴在裂缝上。灌胶嘴的间距根据裂缝长度及裂缝宽度不同设置，以300～500 毫米为宜，一般宽缝可稀，窄缝宜密，凡裂缝交叉点都应设置注胶嘴。灌胶嘴安装完毕后，其它裂缝段按正常封闭裂缝完成。

④压气实验

封闭带硬化后，需进行压气试验，以检查封闭带是否封严。对漏气部位可再次封闭，确保封闭严密。气检对于竖向缝可从下向上，水平向缝由低端往高端进行。

⑤灌注结构胶操作

a、本项目灌注裂缝采用高压灌胶机进行灌注，灌胶机与灌胶嘴用聚氯乙烯高压透明管相连接，连接要严密，不漏气。

b、在灌胶过程中应注意控制压力，裂缝宽度较大的，如果进胶通畅时，压力宜控制在0.2MPa，如果裂缝进胶不畅，可把泵压控制在0.4MPa。

c、灌注的次序：对于水平裂缝，宜由低端逐渐压向高端；对于竖向裂缝由下向上逐渐压注；从一端开始压胶后，另一端的灌胶嘴在排出裂缝内的气体后喷出胶液与压入的浆液速度相同时，可停止压胶，在保持压力下封堵灌胶嘴，注胶嘴封堵后在0.4MPa的压力下持压不小于10min。

⑥其它工作

对于已灌完的裂缝，待胶液固化后将灌胶嘴一一拆除，并将安装灌胶嘴处用专用封闭胶泥抹平，确保封闭严实，最后对裂缝封闭胶表面打磨光滑圆顺喷涂一层环氧涂层，并使其颜色与原混凝土结构表面尽量保持一致。

⑦注浆效果检验

通过对已注胶处理的裂缝，待养护周期达到后，采用水钻对已处理的裂缝取芯样，通过对芯样敲击的或实验室的试压试验验证，芯样的破损不会从已注胶的裂缝中再次断裂。

结论

高原地区夏季昼夜温差大、阳光强烈、气候多变，梁板施工中更容易出现裂缝问题，只有找到裂缝产生的原因，才能采取相对应的措施。一种类型的裂缝，往往是多种因素作用的结果，预防控制时需要多管齐下，多种措施并举，只有采取了有效的预防控制措施，才能有效控制裂缝的出现，减少返工返修工作。出现裂缝后应及时确定裂缝类型及对梁板的影响程度，确定梁板是否能修复，对于采取合适的修复手段可恢复正常使用功能的，应进行修复，减少经济损失。

参考文献：

[1] 杨勇梅 《高速公路桥梁梁板裂缝的原因及施工技术探讨》 华东科技：学术版 2014年。

[2] 邹波 《化学灌浆加固法在桥梁梁板裂缝维修加固中的应用》 中国水运 2012年。

作者简介：吴兴建（1984—）男，汉族，云南巍山人，本科，研究方向：公路工程

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