既有钢筋混凝土梁体裂缝修补工艺及施工要点

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摘要：本文根据某枢纽工程钢筋混凝土梁体裂缝修补的实践经验，简单介绍和探讨了钢筋混凝土梁裂缝修补工艺及过程中的施工要点。

关键词：梁体；裂缝；修补；工艺；施工要点

中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

某枢纽21号桥建成后于2001 年1月通车运行，中心桩号为HS.K1+374.13m，桥梁全长1053.67m。设计荷载为汽车－超20级、挂车－120。2011年11月，相关桥梁检测试验中心对21号桥开展了定期质量检查工作，根据本次检测的各项检测结果，通过对桥梁各部件技术状况的综合评定，认为本桥总体情况较好，全桥技术状况评分为 75.6 分，确定该桥的技术状况等级为二类。

2梁体主要病害情况

该桥最主要的问题是钢筋混凝土连续箱梁多跨出现裂缝，且裂缝在箱梁翼缘板、腹板及底板均有出现，多跨底板与腹板有修补痕迹，出现露筋、麻面现象；下部结构盖梁受雨水侵蚀，局部露筋；个别泄水孔堵塞，部分支座垫石与楔形块混凝土出现空洞、开裂、破损，混凝土浇筑质量差；由于桥梁构件局部存在缺陷，须对这些缺陷及时处理；对结构裂缝及时进行灌浆封闭。

上部结构裂缝情况：钢筋混凝土连续箱梁底板、腹板及翼缘板均存在裂缝，裂缝宽度在0.05mm~0.47mm，最大竖向裂缝宽度 0.47mm，位于第 3 跨右侧腹板。最大横向裂缝长度 450cm，位于第 4 跨与第 35 跨底板跨中处。经过检测部门的观察，该裂缝属于静止裂缝,非活动裂缝。

3裂缝成因分析

通过对梁体裂缝的观察，大部分裂缝形状无规律，且深度较浅；根据以往的施工经验，基本确定为干缩裂缝、塑性收缩裂缝及沉陷裂缝。

3.1 干缩裂缝

混凝土养护结束后的一周左右，水泥浆中水分的蒸发产生干缩。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

3.2 塑性收缩裂缝

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。由于该桥梁距海较近，一年四季均受到海风的影响，施工过程中养护不到位，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，混凝土表面容易塑性收缩。塑性收缩裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。

3.3 沉陷裂缝

沉陷裂缝是指由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。施工单位为达到业主要求的工期或过度追求施工进度，对结构地基基础处理不到位，在梁体混凝土浇筑后，地基出现不均匀沉降，从而导致了沉陷裂缝的产生。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30~45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。

4裂缝修补材料的选用

裂缝修补材料分为两种，化学灌浆材料及水泥浆材料。本梁体修复工程综合材料各方面性能指标优先采用了化学灌浆材料，其性能指标符合下列要求：

4.1裂缝修补胶浆液的黏度小，渗透性、可灌性好。

4.2 裂缝修补胶浆液固化后收缩性小；固化时间可调节；灌浆工艺简便；固化后不应留有有害化学物质。

4.3裂缝修补用胶应满足公路桥梁加固设计规范（JTG/T J22-2008）中要求的安全性能指标。见表1：

表1

5修补工艺及施工要点

5.1表面封闭法

根据公路养护技术规范要求，钢筋混凝土梁梁体裂缝宽度＜0.15m时，采用表面封闭法。针对该桥裂缝宽度＜0.15m的情况，修补材料选用了改性环氧树脂类胶粘剂进行表面封闭。

5.1.1工艺流程

裂缝排查裂缝处理配封口胶胶封缝封缝验收。

5.1.2施工要点

⑴ 裂缝排查

施工前全面查清裂缝宽度＜0.15mm的情况，对裂缝的数量、长度及宽度进行统计，并在梁上进行标注。以便后期进行分类处理及工程计量。

⑵ 裂缝处理

对于裂缝宽度＜0.15m的情况，首先对裂缝表面进行打磨，打磨宽度控制在3～5cm左右，长度由裂缝长度而定，清除表面浮渣，然后用钢丝刷对打磨后表面进行刷毛处理，清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松软层等污物；然后再用毛刷蘸丙酮沿裂缝两侧3～5cm处擦洗干净并保持干燥。

⑶ 配置封口胶

根据产品配胶比例称取材料组分于容器中或平板上，用油灰刀搅拌至完全均匀。

⑷ 胶封缝

用油灰刀沿裂缝往复涂刷并均匀涂抹一层厚约1～2mm、宽2～3cm的胶泥，施工过程中注意防止小气泡、砂粒等混入而造成密封不严。

⑸ 养护环境

施工环境干燥、通风、粘贴面洁净、干燥、无油污；固化环境温度不低于5℃。

5.2压力灌浆法

根据公路养护技术规范要求，钢筋混凝土梁梁体裂缝宽度≥0.15m时，采用压力灌浆法。针对该桥裂缝宽度≥0.15m的情况，灌缝材料选用了低粘度改性环氧树脂类灌缝胶进行浇灌。

5.2.1工艺流程

裂缝排查裂缝处理粘贴灌浆嘴胶封缝封缝检查配置胶液压力注胶（低压慢注）固化验收。

5.2.2施工要点

⑴ 裂缝调查

施工前全面查清裂缝宽度≥0.15mm的情况,对裂缝的数量、长度及宽度进行统计，并在梁体上进行标注，据此进行化学灌浆材料配量及埋嘴数量。

⑵ 裂缝处理

对于裂缝宽度≥0.15mm的情况，为使混凝土缝隙完全充满浆液，并保持压力，同时又保证浆液不大量外渗，可沿缝用人工或电锤凿成“V”形槽，宽度约5～10mm，深3～5mm左右，用高压空气吹洗干净，使其不让灰渣阻塞，然后用丙酮擦洗，清除裂缝周围的油污，清洗时应注意不要将裂缝堵塞。

⑶ 粘贴灌浆嘴

在有裂缝的交错处、裂缝较宽处及裂缝端部必须钻孔设置灌浆嘴，孔径5mm，深度1～2cm；与孔眼对准粘贴在裂缝上。灌浆嘴的间距根据缝长及裂缝的宽窄以35～40cm为宜，一般宽缝可稀，窄缝宜密，每一道裂缝至少各有一个进浆孔和排气孔。灌浆孔眼必须对中保证导流畅通，灌浆嘴应粘贴牢靠，四周抹成鱼脊状进行封闭。埋设压浆嘴施工见图1所示。

图1：21号桥梁底埋设压浆嘴施工

⑷ 封缝

裂缝的封闭使用封口胶，即表面封闭法中所使用的材料，按产品说明的配胶比例称取并调配封口胶，用油灰刀沿裂缝往复涂刮后均匀涂抹一层厚约1-2mm、宽2-3mm的胶泥，注意防止小气泡及密封不严。

⑸ 封缝检验

封缝胶封缝后1～2天即可进行试漏检验，以检验裂缝的密封效果及贯通情况。采用压缩空气进行试漏试验，可沿裂缝涂刷一层肥皂水，从灌浆嘴吹入压缩空气（压力与灌浆压力相同），漏气处可再行封闭。

⑹ 配制灌浆胶液

配制胶液前应将选用材料的组分充分摇匀，根据估计的灌胶量按推荐配胶比准确称量两组并充分均匀。

⑺ 压力注胶

注胶前，采用气泵将孔缝吹干净，达到无水干燥状态，然后采用低压（灌浆压力采用材料说明中要求的压力即可）慢注的方法，由下到上，由一端到另一端进行灌浆。当最后一个出浆口出胶且出胶速率保持稳定后，再保持压注10分钟左右即可停止灌浆。拆除管路，并注意防止流胶。注胶施工如图2所示。

图2：21号桥梁底注胶施工

⑺ 胶液固化

在5℃以上环境中固化，一般情况（25℃）下固化2～3天即可。

6质量检验与验收

6.1表面封缝材料固化后应均匀、平整、不出现裂缝，无脱落。

6.2当注入裂缝的修补胶达到7d固化期时，采用取芯法对注浆效果进行检验。芯样检验采用劈裂抗拉强度测定方法。当检验结果符合下列条件之一时为符合设计要求：

⑴ 沿裂缝方向施加的劈力，其破坏应发生在混凝土部分（即内聚破坏）；

⑵ 破坏虽有部分发生在界面上，但其破坏面积不大于破坏面总面积的15%。

7结语

桥梁结构物在长期运营过程中,梁体不可避免地会产生裂缝等缺陷,这将影响到结构的正常使用,严重的甚至引起交通事故及缩短结构的使用年限。上文介绍到的两种梁体裂缝修补工艺，是工程中常用的裂缝处理工艺，实践证明其效果经济、简便。重视桥梁裂缝，及时处理桥梁裂缝。有利于桥梁使用寿命的延长。随着桥梁维修技术的发展，修补材料的不断更新，裂缝处理的工艺将会更加完善。

参考文献：

公路养护技术规范. JTGH10-2009.

公路桥梁加固设计规范. JTG/T J22 -2008.

公路桥梁加固施工技术规范. JTG/T J23 -2008.

王铁梦.工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业出版社.1997.

桂业昆.桥梁施工专项技术手册[M].人民交通出版社.2005.