某大橋橋臺混凝土冷縫成因分析及處理

董志廣 劉坤 葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司

某大橋橋臺混凝土冷縫成因分析及處理

董志廣 劉坤 葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司

橋梁建設(shè)過程中產(chǎn)生各類病害的情況越來越多，尤其是混凝土裂縫病害?；炷亮芽p種類判定、成因分析、缺陷處理是一個復(fù)雜的過程，本文通過介紹對某橋臺裂縫缺陷的判定、成因分析、缺陷處理等一系列的工作，總結(jié)一定的經(jīng)驗(yàn)，希望對廣大讀者有一定的幫助。

橋臺；混凝土；冷縫

1 工程概述

某大橋橋型設(shè)計為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)，跨徑組成為（90+150+90）m。橋梁設(shè)計總長為340.0m。主橋橋面中心高程為273.225m，設(shè)計橋?qū)?3.5m。1號和2號橋墩采用雙肢薄壁矩形實(shí)體墩，橋墩橫橋向尺寸為8.0m，縱橋向尺寸為2.0m（單肢寬度），雙肢板凈距5.0m，中間設(shè)置一道系梁，系梁高2.0m。墩下承臺為圓形混凝土承臺，直徑14.6m，厚4.0m。基礎(chǔ)采用φ2.2m 鉆孔灌注樁，每墩設(shè)7根樁，樁間距5.5m，按嵌巖樁設(shè)計。0號和3號橋臺均為重力式U型橋臺，臺帽上設(shè)置減震支座。橋臺分別高2.5m 和5.5m。橋臺承臺平面尺寸為14.5m×7.4m，厚2.0m，基礎(chǔ)采用5根直徑為1.5m的鉆孔灌注樁，按嵌巖樁設(shè)計。

2 缺陷描述

大橋0號橋臺混凝土澆筑完畢拆模后發(fā)現(xiàn)有大量裂縫，經(jīng)現(xiàn)場檢查后發(fā)現(xiàn)在橋臺表面共分布12條裂縫，按照裂縫寬度大小大致可分為兩類：一類為浮漿夾層，縫寬50mm～100mm；一類為為微細(xì)裂隙，裂縫寬度小于2mm。其中浮漿夾層為5條，細(xì)微裂縫為7條，共計12條。

為方便裂縫描述、裂縫成因分析、裂縫處理，將該橋臺均勻分為12個區(qū)域。其分區(qū)示意圖和裂縫分布展開圖如圖1、圖2。

圖1 橋臺分區(qū)示意圖

圖2 承臺裂縫分布展開圖

3 檢測分析

為檢查裂縫深度以及檢查裂縫分布情況，判斷裂縫是否為貫穿縫，是否對橋臺發(fā)揮其正常功能造成影響，并最終查找原因確定處理方案，提供必要的依據(jù)。經(jīng)研究決定按橋臺分區(qū)，分別沿豎向取芯，一方面檢查混凝土取芯率和混凝土強(qiáng)度。一方面采用孔內(nèi)攝像和聲波測試方法檢查混凝土密實(shí)情況。同時為了保證不對橋臺的使用功能造成二次破壞，嚴(yán)格控制取芯數(shù)量。

經(jīng)過鉆芯發(fā)現(xiàn)，除部分鋼筋密集部位由于鉆機(jī)擾動過大造成芯樣破損嚴(yán)重外，混凝土取芯率是滿足要求的。將芯樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計要求。其強(qiáng)度分布如圖3所示。

圖3 混凝土強(qiáng)度分布示意圖

隨后利用鉆芯部位進(jìn)行孔內(nèi)攝像和聲波測試，檢測結(jié)果同樣表明橋臺混凝土密實(shí)無大面積空洞。裂縫均為橫向水平裂縫，且無貫穿縫。

綜合全部檢測成果分析，經(jīng)設(shè)計驗(yàn)算后證明混凝土質(zhì)量不影響發(fā)揮橋臺使用功能。橋臺裂縫為外觀質(zhì)量缺陷，可經(jīng)過修補(bǔ)加固等處理后正常使用。

4 原因分析

通過查看施工日志，監(jiān)理日志，走訪調(diào)查結(jié)合試驗(yàn)檢測成果，綜合判定該裂縫均為澆筑冷縫。

形成原因如下：①：澆筑過程中管理混亂，未嚴(yán)格按照施工方案分層分塊澆筑。②：現(xiàn)場組織不力，人員設(shè)備投入不足，混凝土澆筑不連續(xù)，持續(xù)時間長，且未及時處理混凝土層間結(jié)合面。③：雨季施工未做好防雨措施，導(dǎo)致部分部位積水嚴(yán)重。④：混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制水平低下，多次造成堵管、停倉。

5 處理措施及效果

根據(jù)橋臺裂縫大小分別采用不同措施進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。具體方案如下：對浮漿縫缺陷采用C40細(xì)石混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)；對微細(xì)裂縫采用預(yù)縮砂漿填補(bǔ)或壓力灌注化學(xué)漿液進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)；對于鉆芯部位采用M40水泥凈漿進(jìn)行封堵。

在修補(bǔ)完成后采用小型鉆機(jī)和小孔徑鉆頭隨機(jī)開孔檢查，檢查結(jié)果顯示修補(bǔ)效果良好。

6 結(jié)語

橋梁建設(shè)過程中存在各類病害的情況越來越多，尤其是混凝土裂縫病害。混凝土裂縫的種類很多，出現(xiàn)各種裂縫病害的原因很多。因此在施工過程要不斷的總結(jié)各類裂縫形成的原因，在生產(chǎn)過程中多加注意。當(dāng)出現(xiàn)病害的時候要采用專業(yè)手段理性、科學(xué)的分析，并制定行之有效的處理措施。

[1]許克賓.混凝土橋梁的裂縫及其對結(jié)構(gòu)性能的影響.北方交通大學(xué)學(xué)報，1989，13（2）

[2]李少波.混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫綜述.鐵道勘測與設(shè)計，1998，（1）

[3]徐建成.混凝土橋梁裂縫成因的分析及防治對策.黑龍江交通技術(shù)，2004，（4）

[4]李成玉.混凝土橋梁裂縫成因及防治措施.鐵道建筑，2004，（9）

[5]崔鐵萬.寧波招寶山大橋保留結(jié)構(gòu)主梁裂縫成因分析及處理措施.橋梁建設(shè)，2001，（3）

董志廣（1982— ），男，河北石家莊人，葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司，工程師；劉坤（1984— ），女，湖北襄陽人，葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司，助理工程師。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.030