公路桥梁混凝土结构裂缝修补与防控的实例探讨

王树兵

(山西交通技师学院 公路系，山西 太谷030800)

1 案例公路桥梁工程基本概况

某钢筋混凝土公路桥梁，结构类型是重力式桥墩、桥台和钢筋混凝土简支实心整体现浇板梁，该桥梁落成于1999 年，目前桥梁出现总长度3149cm 的裂缝，其中超限裂缝总长度为2319cm，裂缝位置处于桥梁的底板、桥台、边板、桥面，并伴随出现渗水现象，经调查分析，将裂缝产生的原因总结为以下几个方面：

（1）地基基础变形。公路桥梁工程的地基出现不均匀沉降，使得构件出现约束变形，产生的内部拉应力，远远大于混凝土内部抗拉强度，打乱桥梁底板和桥台内部的承受应力，从而导致底板和桥台沉降裂缝的出现。 案例工程地基基础的变形，直接牵连到桥梁其他部位结构的稳定性，而工程现场的分析结果显示，以上这些裂缝产生主要是因为在桥梁在设计施工的时候，对工程现场地质的勘察工作不到位，遗漏很多地质方面不确定的因素，譬如软基因素、地下水因素、降水因素、外来荷载因素等，使得勘察钻孔之间的距离太大，而桥梁位于丘陵地带，地基的岩面起伏太大，河沟当中存在软土地基，使得地基土压缩性能差异性明显，这是引发不均匀沉降的“罪魁祸首”。

（2）钢筋锈蚀。 在对存在钢筋锈蚀部位的混凝土进行严格检查之后，发现在混凝土施工的时候，钢筋附近没有形成足够厚的混凝土保护层，在桥梁投入使用之后，外界的氯化物不断渗透进钢筋混凝土保护层的间隙当中，不断销蚀钢筋表现的氧化膜，导致钢筋发生锈蚀反应，从而出现混凝土开裂和剥落的现象。据推测，如果没有采取措施进一步防止钢筋的锈蚀，可能会大范围产生混凝土膨胀应力，适时将导致桥梁断裂事故的发生。

（3）混凝土冻胀。 案例公路桥梁工程所在区域的冬季气温低于零摄氏度，边板位置的混凝土吸水饱和，游离水结成冰，混凝土的体积膨胀了原来体积的9%左右，大大增加了混凝土内部的膨胀力，使得混凝土强度降低。经检验，发现桥梁所使用混凝土的骨料存在诸多空隙，这些空隙具有很强的吸水性，而且杂质含量超标，再加上施工振捣不密实和养护不周等，使得混凝土发生早期冻坏，形成现有的冻胀裂缝。

2 案例工程混凝土结构裂缝的修补措施

鉴于案例公路桥梁工程混凝土结构存在的裂缝病害，以及综合这些裂缝产生的原因，笔者将针对性提出裂缝修补的措施，具体内容如下：

2.1 地基基础变形裂缝修补

为避免工程的不均匀沉降，案例公路桥梁工程在现有岩盘位置重力式桩柱基础的基础上，适当加宽基础的宽度，并对基底的软土地基进行换填夯实，使得沉降区域均匀，在换填夯实的过程中，要检验不同位置的软土地基性质，从而更具针对性地采取施工措施，避免换填后地基出现不均匀的现象。 同时要考虑基底受到冻胀土的影响，扩大刚性基础，并将其与现有基础的结构结合成整体。新建的桥梁地基基础，需要加强与原有基础的横向连接程度， 并在允许范围内提高承载能力，以防止正在发生的不均匀沉降影响新旧基础的接缝受力。 除此之外，公路桥梁上端位置在地基基础变形因素的影响下，其整体性发生变化，要求进一步增强桥面所铺装混凝土的刚度水平，必要时进行上部结构的重新设计，但需要综合考虑基础不均匀沉降的因素。

2.2 钢筋锈蚀裂缝修补

在修补钢筋锈蚀裂缝位置的时候，需要认真检查裂缝位置的锈蚀情况，分析锈蚀钢筋是否渗透到混凝土的内部，以及各个部位的锈蚀程度等。在修补裂缝的过程中，需要根据原公路桥梁施工的标准要求，计算钢筋混凝土保护层需要加厚厚度， 以抑制锈蚀裂缝的进一步扩大。其中在进行混凝土保护层施工的时候，要对混凝土的水灰比、密实度等进行严格控制，尤其是水灰比，需要根据现场试验的数据进行调节，除此之外，还需要投加适量的外加剂和阻锈剂，将已经发生锈蚀钢筋表面的铁锈去除， 然后将无法恢复原状的钢筋和混凝土清除干净，再行连接断裂钢筋和重新浇筑混凝土。 在修补完裂缝位置之后，要加强该部位的养护工作，尤其是该部位的碱度、渗水等，如遇恶劣气候，要覆盖好修补位置，避免渗水继续侵蚀没有完全凝结的混凝土，从而造成第二次钢筋锈蚀。

2.3 冻胀裂缝修补

冻胀裂缝主要与桥梁所在区域气候因素相关， 对冻胀裂缝的修补，需要结合基本的抗冻等级指标，采用合适的施工方法。实例工程的裂缝修补，如果施工时间为冬天，则可利用暖棚施工等方法，减少温度因素的影响，并在混凝土股当中适当加入不含氯盐的防冻剂，确保混凝土在低温和负温的环境中也能够有效凝结硬化。 在裂缝修补期间，还要确保桥梁的排水系统正常运行，以免出现积水和渗水，从而影响裂缝的修补效果。总之，冻胀裂缝的修补要重点考虑气温的因素，在施工过程中采用仪器检测气候的变化情况，以便对工程施工的细节步骤进行调整，保证实现更好的修补效果。

3 结束语

通过上文的研究， 我们可以看出公路桥梁混凝土结构的裂缝病害，对桥梁结构安全具有巨大的威胁性影响，裂缝诱因主要有地基基础的变形、钢筋锈蚀和冻胀因素，文章结合裂缝产生的原因，提出相应的裂缝修补措施，案例工程要求适当加宽基础的宽度，并对基底的软土地基进行换填夯实，并在补钢筋锈蚀裂缝位置的时候，需要认真检查裂缝位置的锈蚀情况，以便针对性修补，至于对冻胀裂缝的修补，需要结合基本的抗冻等级指标，采用合适的施工方法，除此之外，我们还要从施工的角度，探讨混凝土裂缝的防控措施，其中包括混凝土摊铺厚度控制、层间浇筑间隔时间控制、混凝土二次振捣、混凝土保温养护等措施，需要在以后的施工当中，予以进一步总结和完善。

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