乐清湾2号桥墩身裂纹防治与处理

王新彦 肖龙

【摘 要】针对乐清湾2号桥海中墩身变截面处产生的裂缝，分析裂缝产生的原因，提出对应的防治措施，对已产生的裂缝进行监测，并进行有效修补。

【Abstract】In view of the crack of the pier body variable section in Yueqing Bay No.2 bridge， this paper analyzes the causes of the cracks， and puts forward the corresponding prevention and control measures， to monitor the existing cracks and repair them effectively.

【关键词】墩身裂缝；裂缝原因；防治措施；监测；裂缝处理

【Keywords】 cracks of the pier body； causes of the cracks； prevention measures； monitor； crack treatment

【中图分类号】TU37 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）02-0178-03

1 引言

乐清湾2号非通航孔引桥墩身大部分为海洋环境，墩身下半部分为直线段，顶部7.5m段位花瓶段，墩身施工结束拆模后外观、尺寸、强度、保护层等均满足要求。但经一段时间后发现个别墩身出现不同程度裂缝，经过分析裂缝产生原因，提出对应的防治措施，对已形成裂缝进行监测、处理，以确保现场施工质量和作业标准化。

2 裂纹产生原因分析

第一，结构物自身构造等影响。裂缝出现在直线段与花瓶段交接处，可能由于墩身钢筋走向发生变化、截面尺寸发生变化造成受力不均产生内力裂缝；保护层较大，且保护层内浆体太多。

第二，混凝土可能产生影响的因素。混凝土配比不合理；原材料质量较差；施工配合比不准确；工作性较差。

第三，混凝土浇筑过程影响。混凝土入模温度过高；新旧混凝土浇筑相隔时间过长；布料不均匀、振捣不到位。

第四，混凝土浇筑后拆模养生影响 。拆模过早混凝土内表温差太大；拆模后未及时准确采取保温保湿养护措施。

第五，钢筋保护层厚度影响。钢筋保护层厚度值过小或变异系数过大。

3 裂纹防治措施

第一，混凝土原材料控制。对原材料进行严格把控；优化混凝土配合比，硅酸盐水泥配置混凝土时，掺入足量的矿物掺和料；准确计算施工配合比，保证混凝土良好工作性。

第二，龄期控制。缩短相邻节段施工时间龄期差，减小混凝土的收缩徐变影响。

第三，混凝土浇筑过程控制。

①调整墩身浇筑分节位置，墩顶花瓶段至少连带1m等截面段同时浇筑；

②严格控制混凝土的入模温度，混凝土的入模温度应控制在5～30℃之间；

③严格控制混凝土浇筑时相邻介质的温度、新浇筑混凝土与相邻介质（已硬化混凝土或模板、钢筋等）的温度不得大于15℃；

④混凝土分层浇筑，每层厚度不超过30cm，应放慢浇筑速度，可有利于水化热的散发和减小混凝土的塑性收缩裂缝；

⑤大雨、暴雨天气严禁进行混凝土浇筑，小雨时段浇筑时，必须进行遮挡处理后，方可进行浇筑。

第四，混凝土振捣及布料控制。对施工人员进行技术交底，按25～30cm分层振捣，专人分区域振捣，避免漏振、过振；严控布料顺序，布料均匀合理。

第五，混凝土拆模及养生控制。

①混凝土浇筑完成后，及时对混凝土进行覆盖，并进行洒水养生。待混凝土内部温度下降至与大气温度相差不超过15℃时方可拆模（大风、温度骤降天气不宜拆模）[2]。

②拆模后，及时在墩身混凝土外表包裹一层塑料薄膜，现场人员密切关注养生情况可有效减少混凝土外表面水分的散发，减少混凝土的收缩。养生时间不小于15天。

4 裂缝监测及处理标准

4.1 裂缝监测

对已经产生的裂缝进行持续观测，同时联合第三方检测单位共同研究，特别对于非通航孔桥墩身裂缝，详细记录其上部节段梁架设每个工序进展过程中对墩身裂缝的影响，分析其发展规律，为后续类似情况提供有力参考。经检测，墩身裂缝主要有竖向裂缝和斜向裂缝，经持续监测，墩身裂缝最长2.6m，裂缝最宽0.23mm，深度均在0.5～20.0mm之内，属表面裂纹部分裂缝表面渗水，伴有白色结晶物析出，造成裂缝表面堵塞。直至节段梁架设完成一段时间，裂缝长度、宽度及深度均未发生变化。

4.2 处理标准

根據《混凝土结构设计规范》GB 50010-2015？规定，当裂缝宽度超过0.2mm，必须对裂缝进行处理[1]。

浙江省相关文件规定裂缝宽度超过0.15mm时，须对裂缝进行修补。故本项目对宽度超过0.15mm的所有裂缝进行修补处理。

5 裂缝处理方案

根据墩身裂缝实际情况，按照国家现行相应加固技术规范，结合类似桥梁结构工程缺陷修补经验，对本标段墩身混凝土裂缝处理采用以下修补方案：

墩柱混凝土裂缝（纹）只存在表面竖向和斜向裂缝，无环向、贯通等较大缺陷。

第一，对于竖向裂缝及白色结晶物析出裂缝。对于有白色结晶物析出的，先用钢丝刷清除后待其干燥进行处理；对缝宽不大于0.15mm，表面直接采用封缝胶处理；缝宽大于0.15mm的裂缝，采用注胶法恒压灌注处理。

第二，对于斜向裂缝：缝宽不大于0.15mm，表面直接采用封缝胶处理；缝宽大于0.15mm的裂缝，进行注胶处理，然后粘贴三层300g碳纤维布。裂缝粘贴碳纤维布顺序为纵向—横向—纵向，裂缝两侧各0.25m，裂缝尖端各延伸1m。粘贴结束后表面修饰，颜色应与墩身颜色保持一致。

6 主要施工工艺

6.1 裂缝处理施工工艺

①表面封缝胶处理：适用于缝宽不大于0.15mm竖向裂纹。

施工工序为：

具体做法为：彻底清洁裂缝，对有白色析出物用钢刷清理干净，必要时可采用酒精等进行清洗，然后用电热风机使裂缝充分干燥；将封缝胶按比例调制好，然后均匀用力地涂刮在裂缝上，宽度为裂缝两侧各10mm左右，厚度2mm左右，使其将裂缝完全封闭。

②注胶法恒压灌注处理修补：适用于缝宽大于0.15mm竖向裂纹。

修补使用的裂缝灌浆材料，要求粘度低，具有很强的渗透力和良好的柔韧性，硬化后不收缩，具有良好的耐久性，具有瞬间固化特性（即固化是一个突变过程），硬化后状态稳定。施工工序为：

具体做法为：彻底清洁裂缝，去除松散层及杂物，使裂缝表面完全干燥；根据缝宽确定注胶底座的位置，底座间距一般为25cm左右，在裂缝端部、交汇处和缺陷严重处设置注胶嘴，用不同颜色粉笔分别做好底座及注浆嘴的标记，每条裂缝须至少各留置一个进浆孔和排气孔。然后按所做标记顺缝粘贴注胶底座，两相邻底座间的裂缝用封缝胶按表面封缝处理要点完全封闭，保证底座与墩身表面粘接严密。固化后应进行压气试验，检查密闭效果，确保封闭效果。

然后将灌缝胶按比例拌制均匀，装入专用注浆设备，如注射器或泵压器内。拌制灌封胶时，要注意固化剂加入的量，保证在整个裂缝修补过程中灌封胶固化，导致不能正常施工影响质量。通过注入口上的阀门逐渐加压进行灌注，直至弹性注胶器膨胀至限高处。灌胶前，应用压缩空气将孔缝吹净，达到无水干燥状态。根据裂缝区域大小，可采用单孔灌胶或群孔灌胶。在一条裂缝上的灌胶可由浅到深，由下而上，由一端到另一端。灌胶压力常采用0.2MPa，在保证灌胶顺畅的情况下，采用较低的灌胶压力和较长的灌胶时间，可获得更好的灌胶效果。当最后一个出胶口出胶且出胶速率保持稳定后，再保持压注10min左右即可停止灌胶。然后拆除管路，并注意防止流胶。灌注完成等灌缝胶达到初凝时，拆除注胶底座用同种封缝胶对灌浆孔封闭。

6.2 对于裂缝深度超出钢筋保护层影响结构安全的施工工艺

在墩身裂缝检测过程中，为采集准确墩身裂缝深度，在墩身裂缝处选择有代表性裂缝进行裂缝深度检测，如有严重水渍渗漏处和裂缝较长较宽，需要进行深度检测。结合钢筋保护层测定结果，如果裂缝深度超过保护层厚度，则需要对影响结构安全的裂缝进行特殊处理。经逐一检测，墩身所有裂缝深度均在0.5～20mm之间，墩身钢筋保护层厚度为75mm，属于表面裂纹。

对裂缝深度超出钢筋保护层的施工工序为：

凿出裂缝周围破损混凝土：用锤子、钢钎等工具把裂缝周边松散、破损的混凝土凿出，直至钢筋周边的混凝土凿除干净，达到混凝土密实部分，对裂缝处钢筋表面有锈蚀的，要做除锈处理，用钢丝刷等工具对锈蚀钢筋进行打磨，用电吹风清理表面粉尘，如遇潮湿用电热风机使其彻底干燥，在除锈完毕的钢筋表面涂刷阻锈剂，必要时在阻锈剂干燥后涂刷钢筋保护剂。混凝土凿除时应造成V形槽，槽表面做拉毛处理或凿成锯齿状，易于补缝材料和混凝土面粘接良好。

钢筋除锈完成，待表面干燥后，用聚合物砂浆修补材料将混凝土凿除时的V形槽修复平整。固化后如不平整用砂纸打磨。待修补处完全干燥后，进行下一步施工。

6.3 裂缝修补后墩身外观修饰

裂缝修补完成后，对修补后的裂缝进行打磨，将周围的胶渣、碎屑等杂物清理干净，对修补后的裂缝使用混凝土色差修复剂进行修饰，颜色的调配要经过反复试验直至修补后的墩身颜色与整体保持一致。

具体做法为：将色差修复剂500g放入容器中，根据墩身颜色的深浅滴入黑色色浆5～10滴，滴入过程中观察颜色变化至与基层颜色大体一致为止，然后滴入黄色色浆，随时观测颜色变化，直至颜色调整至与基层同色。调色过程中注意对色浆的加入量及时记录，按照相同比例进行墩身修饰。

6.4 裂缝修补效果检验

灌胶结束后应检验效果及质量，凡有不密实等不合格情况，应进行补注。灌胶效果一般可采用压水检查，在裂缝较多，灌胶质量较差的部位设置检查孔，水压值一般为灌胶压力的70%～80%，基本不吸水，不渗漏即可认为合格。对大型构件，还可选择适当部位进行钻芯取样检查，并可将芯样加工成试件进行力学性能试验。本项目所有墩身裂缝深度均较小，属于表面裂缝，故在裂缝修补完毕补缝胶完全固化后，对一部分较长较大裂缝进行了压水试验，结果基本不吸水，说明修补效果良好。

6.5 注意事项

①施工环境通风、干燥，粘贴面洁净、无油污。

②固化温度不低于5°C，环境温度20～25°C时固化时间不少于3天，平均温度为10°C时固化时间不少于7天。

③施工时必须具备手套、口罩、护目镜等防护用品。

④若不慎弄到皮肤或衣物上，可用丙酮清洗并用大量清水冲洗。

⑤若不慎食用或溅入眼睛，应立即就医。

⑥雨天或空气潮湿条件下不宜施工。

⑦高空作业应佩戴安全防护用品，并有专人配合施工。

7 取得成效

①通过对墩身裂缝产生原因的分析，根据每条可能产生的原因提出相对应的防治措施，特别是对混凝土质量控制、拆模时间控制以及拆模后保湿养生等方面的加强，对防止墩身裂缝的产生起到了明显效果。

②根据裂缝处理方案，对已产生的裂缝进行了处理，固化后进行了长时间的观测，无水渍析出，裂缝得到了有效修补，保证了墩身结构的质量。

【参考文献】

【1】GB 50010-2015.《混凝土结构设计规范》[S].

【2】JTG/T F50-2011.《公路橋涵施工技术规范》[S].

【3】JTG/T J23-2208.《公路桥梁加固施工技术规范》[S].