连云港隧道裂缝处理

桥梁裂缝注浆修补材料及技术

一、前言

现如今的桥梁大多是采用混凝土进行施工建设，在投入使用之后，经常会出现许多的裂缝，严重影响了桥梁的安全。为了较大程度的减少裂缝产生的影响，我们需要采取合适的技术。

二、混凝土桥梁裂缝的种类和产生原因

1.荷载引起裂缝的产生原因

混凝土桥梁在静荷载、动荷载以及应力荷载下产生的裂缝统称为荷载裂缝，而导致桥梁工程出现荷载裂缝的原因为：

（1）设计阶段的原因。不同的荷载，所导致出现的裂缝形式也是不同的，而荷载裂缝大都出现在受剪区域和受拉区域，假如受压区域也出现了沿受压方向的短裂缝，这就说明其结构承载力已经达到了，过这个结构就会遭到破坏，通常原因都是截面的尺寸过小导致的。计算的过程中，理论与实际的偏差很大；或是内力与配筋的计算错误；或是结构的安全系数不符合要求等。另外，设计时如果没有考虑到工程实际施工的合理性和可能性，那么也会导致裂缝的出现，从而腐蚀钢筋；

（2）施工阶段的原因。施工时，桥梁结构中经常要进行开洞、设置牛腿以及凿槽等操作，这些操作都是很难准确的进行模拟计算的，通常都是要根据过往的施工经验设置受力钢筋。在受力构件挖孔后，在孔洞附近就会产生应力集中，而如果处理不当，受力钢筋的截断处以及构件形状的突变处就很容易产生裂缝。如果不按照图纸要求进行施工，或是没有充分的了解预制件结构的受力特点，或是擅自改变了受力模式以及更改了施工顺序，也都会导致荷载裂缝的出现。

2.温度引起裂缝的产生原因

由于混凝土是具有热胀冷缩的性质，所以当结构内部或是外部环境的温度发生变化时，混凝土也会变形，倘若变形受到了约束，那么就会产生结构应力，这个结构应力如果是大于混凝土构件的抗拉强度时，那么就出现了温度裂缝。在很多大跨径的桥梁中，温度应力都是过了活载应力的，并且其会随着温度的逐渐升高而扩张。实际施工时，温度裂缝是较为常见的一类裂缝，而导致其产生的较重要的原因就是混凝土的缩水收缩和塑性收缩。

3.钢筋锈蚀引起裂缝的产生原因

如果混凝土保护层的厚度不够或是质量较差时，钢筋表面就会受到二氧化碳的侵蚀炭化，随后在氯化物的作用下，钢筋表面的氧化膜也会遭到破坏，钢筋中的铁离子就会与水和氧气发生化学反应，从而生成大量的氢氧化铁，钢筋保护层的混凝土逐渐就会出现剥离和开裂的现象，从而产生裂缝。当钢筋受到锈蚀时，其有效的断面面积会大幅度的降低，从而减弱了混凝土和钢筋之间的握裹力，结构的整体承载力也降低了，还可能会导致其他类型裂缝的出现。

4.施工工艺质量引起裂缝的产生原因

在桥梁混凝土结构的制备、浇筑、拼装、运输、储存、吊装以及起模等作业过程中，如果施工的质量不符合要求或是施工工艺不合理，也会导致各种类型裂缝的出现，施工常见的原因有：（1）混凝土浇筑时，如果速度过快，那么其流动性就会很差，硬化的过程中由于混凝土本身的沉实度不足，硬化后的沉实度就会过大，在浇筑作业完成后的几个小时内就会出现塑性收缩裂缝。而如果混凝土运输的时间和搅拌的时间过长，水分蒸发也就越多，这就影响了混凝土的塌落度，从而导致不规则的收缩裂缝的出现。（2）在施工的准备阶段，如果支架的刚度不符合要求或是对其的压实度不足，那么支架就会出现不均匀沉降的情况，也会导致裂缝的出现。另外，混凝土的强度不足、拆模过早等原因也会导致荷载裂缝的出现。（3）用泵运送混凝土时，要想保证混凝土有较好的流动性，就必须增加水泥和水的用量，那么就增大了水灰比，混凝土硬化时的收缩量就会大幅度的提高，从而导致不规则裂缝的出现。

三、桥梁裂缝处理方法分析

1.桥梁裂缝仅进行表面封闭涂装可能带来的后果分析

混凝土桥梁梁体由于承受车辆荷载的作用，而且往往处于风、雨、阳光等直接作用下，因此桥梁结构产生的裂缝大多是随时间而变化的活动裂缝。对于活动裂缝，由于表面处理法无法深入到裂缝内部，对裂缝的扩展往往无法追踪其变化。而且表面涂装层受阳光的直接照射，这样就加速了表面涂装材料的老化，从而引起涂装层产生裂纹、粉化甚至脱落。涂装层破坏以后，外界环境的水分就可以很容易进入结构内部，从而造成钢筋锈蚀、冻融破坏及碱集料反应等耐久性破坏。再者，仅进行裂缝表面封闭涂装处理的混凝土桥梁，开裂粱体仍未胶结成一整体，这样处理后的梁体刚度及疲劳性能仍与未处理**样没有得到任何提高。

2.注浆修补对活动裂缝的约束影响分析

对于非稳定型的桥梁裂缝，较有效的处理方法是采用注浆和表面涂装进行综合处理。裂缝注浆根据灌浆化学成分以及效果的不同，分为刚性注浆与柔性注浆。刚性注浆一般采取水泥浆、普通环氧树脂一类的灌浆材料。其特点是强度高、力学性能好，但一般脆性高，当其灌注活动裂缝时，由于裂缝宽度的变化，往往会沿浆液与混凝土的界面产生贯通的脱粘层或在裂缝附近产生新的裂缝或在浆体中部产生通缝，因此其只能用以灌注稳定裂缝。柔性注浆一般根据结构裂缝活动特征采用适当柔韧性的注浆材料，裂缝注浆修补后，即使裂缝宽度发生变化，但是其变化幅度由于注浆液的约束作用得到了大大的减小，注浆液与混凝土之间也不会发生贯通的脱粘层，更不会在裂缝附近产生新的裂缝，。采用柔性注浆和表面涂装综合处理的活动裂缝，即使表面涂装层产生裂纹、粉化等现象，失去了阻隔外界有害物质进入混凝土内部的能力，裂缝深部的柔性注浆液仍能阻挡水分的进入，这样就保证了结构的长期耐久性。再者，注浆液能使开裂的混凝土结构胶结成一整体，恢复混凝土结构的各项功能。

四、注浆修补技术及材料

1.注浆修补技术

注浆修补采用日本SHO-BOND 公司研究开发的“壁可法”注浆工艺。“壁可法”是利用注浆器上加力器的压力(约300 kN/m2),保持低压持续灌注(保压时间可持续1~2 h),利用加力器的弹性自动完成注浆。该方法可灌注的较小缝宽为0102mm,此方法可将灌注材料可靠地注入裂缝细小的末端中。注浆前应仔细检查梁体裂缝情况,确定需要注浆施工的裂缝数量,根据裂缝确认注浆嘴粘贴位置,进行标识,并准备好脚手架、注浆机具等。“壁可法”施工工艺为:裂缝表面处理→粘贴注浆嘴→裂缝封闭→封缝检查→配制注浆液→注浆→结束→检验。

2.现场试验

采用以上所选材料及技术, 2005 年7 月对该工程的其中两孔梁进行了现场裂缝修补试验,试验完成一年后,前往工程现场对其进行了质量检验。

（一）、只注浆未涂装施工的梁体的裂缝附近没有出现新的裂缝。

（二）、注浆并涂装施工完成的涂装层表面光洁、色泽鲜艳,目视无明显变色、起泡、开裂、脱落、粉化、斑点等老化现象。

（三）、现场钻取芯样检验表明,采用柔性注浆液注浆处理的裂缝,其注浆液与混凝土界面没有产生贯通的脱粘层,浆体中部也没有产生通缝,注浆修补后的混凝土骑缝芯样如图1 所示。

图1混凝土骑缝芯样

五、结语