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摘要：在施工工程中，裂缝是路桥建设的最大病害，严重影响路桥质量。若裂缝问题得不到解决，将危害行人安全，造成不可估量的财产损失。施工人员应通过对混凝土的认识，采取相应措施，避免裂缝带来的危害。
关键词：路桥施工；裂缝防治；技术措施
一、路桥施工中产生裂缝的原因
1.1人为原因
施工人员在施工时，混凝土等原材料质量差或搅拌时的用量比例有误；浇筑混凝土时，没有振捣和漏振；只顾追求施工完成的进度，脱模时间提前，或脱模后没有对混凝土实施潮湿养护；施工材料中，砂、石的堆放温度没有受到控制，在混凝土入模的温度没有达到该有的温度。
1.2路桥后期形成裂缝原因
（1）路桥地基基础变形导致裂缝.由于路桥地基的移动或沉降，导致地基基础位移，结构拉伸，混凝土的抗拉能力不能承受，形成裂缝。
（2）由收缩和温度引起的裂缝。当混凝土的水分消失，水泥石中的凝结胶体就会变得干燥，因为受到模板等因素控制，会产生相应的反作用力，当作用力超过混凝土的抗拉力时就会开裂，这种裂缝主要在路面，而且不规律。水泥水化时产生的大量热量对混凝土内部和表面的温度产生冲击，当温度超过混凝土抗拉力，自然混凝土就开裂了。
（3）荷载产生裂缝。脱模时受到外力的巨大撞击，容易产生裂缝。新形成的混凝土还不牢固，强度低，承受荷载最容易引起变形。
（4）路桥建筑中钢筋腐蚀导致裂缝。随着时间推移，当二氧化碳侵蚀碳化固定路桥结构的钢筋，钢筋中的铁离子会与混凝土中的空气和水分、产生锈蚀反应，其产生的氧化物将对周围混凝土起膨胀力，导致混凝土沿着钢筋纵向产生开裂，形成裂缝。
二、莲溪大桥工程概述
莲溪大桥位于珠海市斗门区272省道肇珠线，横跨赤粉水道，是连接横山和莲溪之间的重要通道，航道等级为四级，建于1992年。
上部结构由2×10孔16米跨钢筋混凝土T梁和两孔45米跨预应力混凝土T梁组成，跨径组合为10×16m+2×45m+10×16m，桥墩台编号为0#~22#台，共计2个桥台和21个桥墩，全长414m，其中16米T梁为5梁式，45米预应力T梁为4梁式，桥面系采用连续结构，其中主桥桥面设预应力钢筋混凝土铺装，桥面宽度8.6m，双向两车道。桥面分5个连续，引桥5跨1联，主桥2跨1联，端支座设四氟滑板橡胶支座，其余为板式橡胶支座；分别于0#台、5#墩、10#墩、12#墩、17#墩、22#台设置模数式伸缩缝；护栏形式为混凝土防撞护栏。
下部结构，桥台为埋置式桥台，采用4根直径1m的钻孔灌注桩基础。16米跨采用2条直径1m钻孔灌注桩基础，1.0m双柱式墩。45米跨用2条直径1.8m钻孔灌注桩基础，φ1.8m双柱式墩。
三、莲溪大桥受损跨现状
2017年4月1日上午10时，广东珠海一艘载有近三千吨货物的货船在通过莲溪大桥时不慎撞到通航孔桥梁体（该桥通航孔共两跨，本次撞击处为其中一跨），由于船身自重较大，导致货船所撞跨桥梁，一侧主梁整体偏移1.63m，另一侧受到明显挤压，桥上的通水管道错位破裂，桥面及伸缩缝严重破损，下部结构11#桥墩出现明显的倾斜和开裂，目前该大桥已被禁止通行。
受货船撞击为莲溪大桥主桥11～12#墩的T梁部位，位于莲溪大桥主桥其中一通航孔，撞击部位位于河道上游侧。
根据检测单位出具的抢险检测报告显示，莲溪大桥第12跨上部T梁结构受到货船撞击后，通航孔主梁在12#桥墩位置发生明显的偏位，达到1.6m，10#和11#桥墩墩顶主梁也有偏转现象；12#墩顶位置支座滑落，挡块破损；11、12墩墩柱发生偏移；11#墩墩柱在与盖梁和系梁的交接处均出现明显的环向裂缝，裂缝宽度最大达5.28mm；12#墩墩顶盖梁下游侧挡块发生严重破损；主梁支座、伸缩缝和护栏由于梁体偏转均发生不同程度的损坏；受损主梁的评定标度为4类，11#墩柱的评定标度为5类。
四、受损跨构造物拆除切割施工
4.1受损跨防撞栏切割拆除
防撞栏切割将采用链式绳锯，首先在防撞栏栏腰部位置钻吊带孔，采用直径6cm的抽芯机，根据原防撞栏每6m设置1道断缝，吊带孔同样也按照每6m长钻进均布设置2个抽芯孔。按防撞栏与桥面水平底处进行绳锯切割，沿断缝竖向分段切割，利用桥下浮吊逐块吊入工作船内，再运回岸边，破除运离开。切割示意图如下：
图1 桥面防撞护栏切割示意图（阴影部分为防撞护栏）
4.2受损跨T梁切割拆除
本桥11#墩墩顶为桥面连续结构形式，10#、12#墩墩顶桥面设置为伸缩缝结构形式，按照受损情况分析，桥面连续存在较大水平力，确保切割拆桥解联的安全作业，逐片拆除吊离。
考虑第12跨下游侧外边梁偏移悬空在切割过程存在落梁风险，故在进行此片T梁切割前须将其反吊或支撑，本次采用大型浮吊将其预紧悬吊，再进行切割。
T梁切割采用全链式绳锯切割，连同横隔板一并切除，切除前须将受损跨T梁进行必要的临时横向支撑，可采用[20槽钢，支撑于翼板与腹部夹角处。
4.3受损跨11#墩下部结构拆除
（1）盖梁拆除
待受损跨桥梁上部结构拆除完毕后，即可进行盖梁拆除，直接采用浮吊兜底起吊盖梁，绳锯切割盖梁与墩身联系，将盖梁与立柱分离后，整体将盖梁吊起移运到岸边。
（2）墩身及系梁拆除
墩身切割拟采用链式切割方法，利用浮吊预先将预拆除结构预吊起，再分块切割，运用浮吊将立柱吊起放至拖船，通过拖船移运到岸边。将系梁与桩基顶部分离后，运用浮吊将系梁整体吊起放至拖船，通过拖船移运到岸边。
（3）桩基拆除
首先利用抓斗或船载挖掘机清除桩周河床杂物，然后在桩基端部用钢丝绳捆绑牢固，再安排水下专业切割凿除混凝土人员进行水下混凝土切割凿除。切割凿除完桩基河床面处混凝土后用浮吊将桩基整体吊起放至拖船，通过拖船移运到岸边。
待整个拆除施工完毕后，再由专业水下作业人员对施工现场水下河床面进行摸查，利用掏渣船将坠入水下构筑物进行清理，以防残留施工垃圾对过往船只造成伤害。
五、莲溪大桥引桥上部T梁裂缝病害处理方法
5.1表面涂抹封闭法的施工工艺（适用于裂缝宽度<0.15mm）
1、采用表面涂层封闭法修补混凝土结构、构件裂缝时，应先剔除混凝土表面抹灰层，并用机械方法打磨平整。若表面残留有轻度油污，可用丙酮擦拭干净；对严重油垢宜用高效除垢剂或含有清洁剂的压力水清洗；对顽固性的油漆或其它粘结性强的污物，应采用喷砂或金刚砂打磨等方法清除。但施工中不得使用可能对混凝土内部质量造成不良影响的溶剂。
2、混凝土裂缝的封闭应在清洗构件表面的水分干燥后进行。
3、表面涂层封闭法修补混凝土裂缝应按下列步骤进行：
1）涂刷低黏度改性环氧底胶。涂刷时，应使胶液在混凝土表面充分渗透。微裂纹内应含胶饱满，必要时可沿裂缝多道涂刷。
2）底胶指干后，使用找平修补胶修补混凝土表面缺损。
3）多层涂抹重复步骤1）、2）。
4、裂缝表面封闭完成后，应根据结构使用环境和设计要求作好防护层。具体可参见碳纤维加固材料相应内容。
5、若采用表面涂层封闭法施工，可采用JN-L灌缝胶；若采用纤维增强表面涂层封闭法施工，可采用碳纤维片材及其相应的胶粘剂。
6、表面处理
待粘结剂固化后，（固化时间可随环境温度、湿度而变化）将裂缝表面用磨光机对裂缝表面进行磨光处理。
7、工程质量及验收
会同有关部门，验收所封闭的裂缝是否能满足规范要求，符合有关标准要求，必要时可通过有关检测手段进行检测。
1）、压力灌浆法修补裂缝（适用于裂缝宽度≥0.15mm）
对裂缝宽度超过0.15mm的裂缝，通常向裂缝中灌入环氧树脂类灌浆材料。灌浆材料应具备粘结强度高，可灌性好等基本要求。环氧灌浆是以环氧树脂为主体，其粘结力强、稳定性好、收缩小、耐腐蚀及机械强度高。
5.2压力灌浆法的工艺流程及施工要点
裂缝缝口表面处理→粘贴注浆嘴和出浆嘴→封闭裂缝表面→密封检查→压力灌浆→封口。
（1）裂缝缝口表面处理
在进行压力灌浆前，应先对裂缝封口表面进行处理，使工作面平顺、干燥、无油污。首先清理混凝土表面，使沿裂缝走向约30～50mm范围露出坚实平整的混凝土表面，清除表面浮尘，表面清理范围以裂缝位置拓宽不少于10～25mm为原则；然后清除缝内的灰尘等杂物，并用丙酮试剂擦洗表面。
（2）粘贴注浆嘴和出浆嘴
注浆嘴沿裂缝的走向布置，根据裂缝的宽度间距为200～400mm，缝宽则疏，缝窄则密。在裂缝交叉处、较宽处、端部、裂缝贯穿处等均应埋设注浆嘴。每条裂缝至少必须有一个注浆嘴、排气嘴和出浆嘴。
（3）封闭裂缝表面
一般采用环氧胶泥抹压平整，胶泥厚度不小于1mm，宽度为20～30mm，防止产生气孔漏浆。
（4）密封检查
裂缝封闭后应进行压气试漏，检查密封效果。试漏需待封闭胶泥有一定强度时进行。试漏前沿裂缝涂一层肥皂水，从注浆嘴通入压缩空气，凡漏气处，应与修补密封至不漏为止。
（5）压力灌浆
压力灌浆应自下至上进行，根据浆液的流动性选择注浆压力，一般为0.1～0.4Mpa。当采用灌浆泵施工时，压力一般由小至大逐步升高，达到预定压力后，再保持压力稳定，直至灌浆饱满，当最后一个注浆嘴冒浆，保持恒压继续灌浆，当进浆速度小于0.1L/min时，再继续灌注5min后停止灌浆。再将阻塞器上的进浆阀门关闭，以使裂缝内浆液在受压状态下胶凝固结。注浆结束，应检查补强效果和质量，发现缺陷应及时补救。
（6）封口
待浆液聚合固化后，即可将灌浆嘴拆除，并使用改性环氧胶泥抹平，最后对每一道裂缝表面再刷一层改性环氧树脂水泥浆，确保封闭严实，并使其颜色与混凝土结构尽量保持一致。
（7）质量检验及验收
1.表面检查法
灌浆结束后，用肉眼观察裂缝的外观情况，表面灌浆是否饱满，是否有开裂现象出现。如果出现以上不合格的情况，应及时采取补救措施。
2.钻芯取样法
当裂缝灌注材料达到完全固化期时，应采取钻芯取样法对注浆效果进行检验，芯样检验应采用劈裂抗拉强度测定方法。
芯样的钻取详见相关现行规范及技术标准，需特别强调的是芯样应骑缝钻取，并应避开结构内部钢筋，取芯造成的孔洞应立即采用强度等级较原结构提高一级的细石混凝土填实。
当检验结果符合下列条件之一时为符合设计要求：
①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）；
②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%。
六、路桥施工中裂缝的防治
6.1温度控制
改善骨料级配，采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理拆模时问，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化；施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施。合理地分缝分块，避免基础过大起伏；合理安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。改善混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面干缩。应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性十分困难。因此施工中应以预防其贯穿性裂缝的发生为主。非结构性裂缝防止措施。防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施工，对支架进行全面积预压以消除非弹性变形；砼中加减水剂减少砼泌水，确保砼保护层厚度、砼施工时进行二次抹面，防止塑性收缩裂缝的措施有加强早期砼养护以降低砼中水份蒸发速率。方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿治养护。防止温差裂缝的措施有合理安排砼浇注顺序及浇筑速度，在砼浇注的过程中消除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温。冬季施工时砼表面应覆盖保温。
6.2结构补强法
对那些因为工作时间长的路桥来说，其产生的裂缝相对较陈旧，不太像新形成的裂缝那样好处理，陈旧裂缝混凝土的抗压性较容易受到货载影响。而对陈旧裂缝修缮方法很多，如可通过一些技术来提高其自身稳固性，加强其应对特殊条件的预应力等，还可通过灌浆法对这些陈旧的裂缝进行修缮。还要加强对混凝土裂缝的监管，包括前期的修缮及后期维护，这都是有效修缮路桥施工中裂缝的有效办法。
6.3粘贴加固法
首先采用注入法对钢板进行粘贴，即首先在钢板与混凝土表面之间加上垫块，然后用环氧树脂胶泥封闭周边，混凝土与粘贴钢板之间形成空腔的封闭性，随后选择从每片钢板的最低点开始注胶，从注人口更有利于注胶空腔内空气的排出。先轻微的凿掉混凝土松散层，大致整平混凝土的表面；用空压机吹干净粘贴钢板的粘结面，并对其进行表面处理；然后在混凝土表面上用抹刀涂抹结构胶，厚度最好以l~3cm为宜，两边薄中间厚，随后在预定的位置粘贴上钢板，并立即进行打人异形铆钉、大铆钉孔，在混凝土面上牢固的压紧钢板，随着结构胶从钢板边缘通过挤压将其挤出，同时排出粘贴面之间的空气。
6.4混凝土养护
二次抹面压实及混凝土浇筑后应立即将其覆盖保温，先对混凝土表面进行覆盖，然后在上面覆盖一层塑料薄膜。新浇筑的混凝土较快的水化速度，塑料薄膜盖住后可对其进行保养保温，使混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝得到防止。保温的难点就是墙、柱插筋部位，要特别注意盖严，防止造成受冻或温差较大。停止测温的部位经项目技术负责人和技术部门同意后，可将塑料薄膜及保温层逐层掀掉，使混凝土散热。
结束语：作为路桥施工质量控制的重点工作之一，对混凝土裂缝的有效防治是保证路桥施工质量的关键。因此要分析出路桥裂缝的发生原因，以采取强化温度控制、强化施工控制及有效的裂缝修补方法，以实现对路桥裂缝的有效防治，保证路桥施工质量及使用寿命。
参考文献
[1]马树刚.路桥施工中防治裂缝的技术措施分析[J].中国科技博览，2010，（13）：10-10.
论文作者:段小伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 表面论文; 结构论文; 桥面论文; 浮吊论文; 大桥论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;