一、橋梁出現(xiàn)裂縫的原因有哪些
橋梁裂縫都是橋梁建設工程常常遇到的困難,橋梁裂縫的主要原因繁雜多樣,有時候多種要素互相影響,常見的原因主要有:
1、荷載過大
混凝土橋梁靜態(tài),動載荷下所產生的裂縫稱作荷載裂縫,荷載裂縫主要是因為混凝土承受不住。
2、受熱影響
混凝土具備熱變形和冷收縮的特征。當外界環(huán)境溫度或內部環(huán)境溫度變化時,混凝土會出現(xiàn)形變。假如形變受限制,會產生地應力。當?shù)貞Τ龌炷恋目估瓘姸葧r,就容易出現(xiàn)溫度裂縫。
3、混凝土收縮
混凝土收縮所引起的裂縫在具體施工中比較常見。關鍵因素有:水泥品種、石料類型、水泥漿比重、添加物、維護保養(yǎng)方法、環(huán)境因素、振動方法和時間等。
4、地基變形
橋梁基礎的基礎沉降或水平位移在構造中產生附加應力,超出混凝土結構的抗拉強度,造成構造裂開?;A基礎沉降的主要原因是:地質勘察精度低,試驗數(shù)據(jù)不準確;基礎地質差異大;構造荷載差異大;構造基礎類型差異大;基礎凍脹;根據(jù)山體滑坡、喀斯特地貌洞或活斷層的橋梁基礎不良。
5、鋼筋腐蝕
為防止鋼材腐蝕,設計方案時應控制裂縫寬度,并按規(guī)范要求采用足夠的保護層厚度。施工過程中應嚴格控制混凝土配置,加固攪拌,確?;炷撩軐?,防止氧氣侵入。
6、凍脹
當空氣溫度小于零點,飽和水混凝土凍結,自由水變成冰,體積膨脹9%,進而產生混凝土的澎漲地應力。與此同時,過涼在混凝土凝膠孔中的遷移和再分布也會引起滲透壓力,從而增加混凝土的膨脹力,降低混凝土的強度,造成裂縫。
7、施工材料質量問題
混凝土主要是由混凝土、石料、砂、混合水和外加劑組合而成。混凝土結構中應用的不合格材料可能造成構造裂開。
8、施工工藝質量問題
在混凝土結構澆筑、構件制造、模板施工、運輸、堆放、裝配、吊裝等過程中,施工工藝不合理,施工工藝差,容易產生縱橫裂縫。
二、橋梁修補裂縫的方法有幾種
橋梁在運營后都會受各種主觀客觀因素的影響,橋面會出現(xiàn)一些裂縫,為了確保梁體承載力不受影響,保證橋梁的正常使用功能,需要定期對橋梁裂縫進行修補。橋梁修補裂縫的方法主要有:
1、表面修補法
適用于對承載能力沒有影響的表面裂縫的處理,也適用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。
(1)表面涂抹水泥砂漿:將裂縫附近的混凝土表面鑿毛,或沿裂縫鑿成深15~20mm,寬150~200mm的凹槽,掃凈并灑水濕潤,先刷水泥凈漿一層,然后用1:2的水泥砂漿分2~3層涂抹,總厚度控制在10~20mm左右,并用鐵抹抹平壓光。有防水要求時應用2mm厚水泥凈漿及5mm厚1:2的水泥砂漿交替抹壓4~5層,剛性防水層涂抹3~4小時后進行覆蓋,灑水養(yǎng)護。在水泥砂漿中摻入占水泥重量1~3%的氯化鐵防水劑,可起到促凝和提高防水性能的效果。為了使砂漿與混凝土表面結合良好,抹光后的砂漿面應覆蓋塑料薄膜,并用支撐模板頂緊加壓。
(2)表面涂抹環(huán)氧膠泥:涂抹環(huán)氧膠泥前,先將裂縫附近80~100mm寬度范圍內的灰塵、浮渣用壓縮空氣吹凈,或用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈,油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍,如表面潮濕,應用噴燈烘烤干燥、預熱,以保證環(huán)氧膠泥與混凝土粘結良好。若基層難以干燥,則用環(huán)氧煤焦油膠泥涂抹。涂抹時,用毛刷或刮板均勻蘸取膠泥,并涂刮在裂縫表面。
(3)采用環(huán)氧粘貼玻璃布:玻璃布使用前應在堿水中煮沸30~60分鐘,然后用清水漂凈并晾干,以除去油脂,保證粘結。一般貼1~2層玻璃布。第二層玻璃布的周邊應比下面一層寬10~12mm,以便壓邊。
(4)表面涂刷油漆、瀝青:涂刷前混凝土表面應干燥。
(5)表面鑿槽嵌補:沿混凝土裂縫鑿一條深槽,槽內嵌水泥砂漿或環(huán)氧膠泥、聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等,表面作砂漿保護層。槽內混凝土面應修理平整并清洗干凈,不平處用水泥砂漿填補,保持槽內干燥,否則應先導滲、烘干,待槽內干燥后再行嵌補。環(huán)氧煤焦油膠泥可在潮濕情況下填補,但不能有淌水現(xiàn)象。嵌補前先用素水泥漿或稀膠泥在基層刷一層,然后用抹子或刮刀將砂漿或環(huán)氧膠泥、聚氯乙烯膠泥嵌入槽內壓實,最后用1:2水泥砂漿抹平壓光。在側面或頂面嵌填時,應使用封槽托板逐段嵌托并壓緊,待凝固后再將托板去掉。
2、內部修補法
內部修補法是用壓漿泵將膠結料壓入裂縫中,由于其凝結、硬化而起到補縫作用,以恢復結構的整體性。這種方法適用于對結構整體性有影響,或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料,可按裂縫的性質、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿,對寬度小于0.5mm的裂縫,或較大的溫度收縮裂縫,宜采用化學灌漿。
(1)水泥灌漿:一般用于大體積混凝土結構的修補,主要施工程序是鉆孔、沖洗、止?jié){、堵漏、埋管、試水、灌漿:
①鉆孔:采用風鉆或打眼機進行,孔距l(xiāng)~1.5m,除淺孔采用騎縫孔外,—般鉆孔軸線與裂縫呈30~45度斜角,孔深應穿過裂縫面0.5m以上,當有兩排或兩排以上的孔時,宜交錯或呈梅花形布置,但應注意防止沿裂縫鉆孔。
②沖洗:在每條裂縫鉆孔完畢后進行,其順序按豎向排列自上而下逐孔沖洗。
③止?jié){及堵漏:待縫面沖洗干凈后,在裂縫表面用1:2的水泥砂漿或用環(huán)氧膠泥涂抹。
④埋管:一般用直徑19~38mm的鋼管作灌漿管,鋼管上部加工絲扣,安裝前應在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊,然后旋入孔中,孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其它材料塞緊,并用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵,防止冒漿或灌漿管從孔口脫出。
⑤試水:是用0.098~0.196MPa壓力水作滲水試驗,采取灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法,檢查裂縫和管路暢通情況,然后關閉排氣孔,檢查止?jié){堵漏效果,并濕潤縫面以利于粘結。
⑥灌漿:應采用425號以上的普通水泥,細度要求經(jīng)6400孔/cm2的標準篩過篩,篩余量在2%以下,可使用2:1、1:1、0.5:1等幾種水灰比的水泥凈漿或1:0.54:0.3(即水泥:粉煤灰:水)的水泥粉煤灰漿,灌漿壓力一般為0.294~0.491MPa,壓漿完畢時漿孔內應充滿灰漿,并填入濕凈砂,用棒搗實,每條裂縫應按壓漿順序依次進行,當出現(xiàn)大量滲漏情況時,應立即停泵堵漏,然后繼續(xù)壓漿。
(2)化學灌漿:化學灌漿能控制凝結時間,有較高粘結強度和一定的彈性,恢復結構整體性效果較好,適用于各種情況下的裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據(jù)裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。常用的灌漿材料有環(huán)氧樹脂漿液(能修補縫寬0.2mm以下的干燥裂縫)、甲凝(能灌0.03~0.1mm的干燥細微裂縫)、丙凝(用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補,能灌0.1mm以下的細裂縫)等。環(huán)氧樹脂漿液具有粘結強度高、施工操作方便、成本低等優(yōu)點,應用最廣。灌漿操作主要工序是表面處理(布置灌漿嘴和試氣)、灌漿、封孔,一般采取騎縫直接用灌漿嘴施灌,不用另外鉆孔。配制環(huán)氧漿液時,應根據(jù)氣溫控制材料溫度和漿液的初凝時間(1小時左右)。灌漿時,操作人員要戴上防毒口罩,以防中毒。
3、結構加固法
鋼筋混凝土結構的加固,應在結構評定的基礎上進行,加固的目的有結構強度加固、穩(wěn)定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯(lián)系又有區(qū)別,最常遇到的是結構強度加固(即結構補強)。
結構加固可分為不改變結構受力圖形和改變結構受力圖形的兩種方法,亦可分為非預應力加固和預應力加固兩類。對結構或構件存在的強度(拉、壓、彎、剪、扭、疲勞)、剛度(撓曲)、裂縫(由受力、溫度、沉降、安裝引起的)、穩(wěn)定(由傾斜、偏歪、長細比過小、支撐不妥引起的)、沉降(由不均勻荷重或不均勻地基、淤泥層、大孔土地基、回填土等引起的)、使用(凈空尺寸不夠、吊車卡軌、振動、鋼筋銹蝕,結構腐蝕)等方面的問題,要區(qū)分局部性還是全局性的,關鍵部位還是次要部位的,在分析了問題產生的主要原因后,分別根據(jù)處理的原則和界限,視工程具體情況和條件,有針對性地采取適當加固方法。