現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板梁橋底板裂縫空洞質(zhì)量缺陷的處理方法

1、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板梁橋底 板裂縫、空洞質(zhì)量缺陷的處理方法陳文德（ 福建省三明市高速公路有限責(zé)任公司， 福建 三明 ）摘 要： 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板梁橋是廣泛使用于公路工程上的一種橋型， 具有適應(yīng)性廣、施工方便等優(yōu) 點(diǎn)。但由于采用現(xiàn)澆方法施工， 對(duì)現(xiàn)澆支架、內(nèi)模的制作安裝、現(xiàn)澆時(shí)振搗等工藝控制要求較嚴(yán)， 橋梁檢測(cè)時(shí)常 發(fā)現(xiàn)有內(nèi)模移位、梁底出現(xiàn)裂縫、空洞等質(zhì)量缺陷， 需要針對(duì)性采取適合的處理方案。文章通過(guò)對(duì)某座互通匝道 橋梁實(shí)例的分析， 總結(jié)出一種有效的處理該橋型梁底裂縫、空洞質(zhì)量缺陷的方法。 關(guān)鍵詞： 預(yù)應(yīng)力； 空心板； 現(xiàn)澆； 裂縫、空洞； 處理 中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 現(xiàn)澆

2、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板梁橋是廣泛使用于公 路工程上的一種橋型。其就地澆注施工方法是在支架上 安裝模板， 綁扎及安裝鋼筋骨架， 預(yù)留孔道， 在現(xiàn)場(chǎng)澆 注混凝土， 最后施加預(yù)應(yīng)力， 從而完成橋梁施工。近年 來(lái)隨著臨時(shí)鋼構(gòu)件、萬(wàn)能桿件系統(tǒng)的大量應(yīng)用， 此橋型 特別是在互通區(qū)內(nèi)被廣泛采用。現(xiàn)澆連續(xù)預(yù)應(yīng)力空心板 梁橋?qū)χЪ艿囊髽O為嚴(yán)格， 因?yàn)樗惺軜蛄旱拇蟛?分恒載， 自身必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度， 構(gòu)件結(jié)合要 緊密， 必須有足夠的縱、橫、斜向的連接桿件， 并預(yù)留 預(yù)拱度， 同時(shí)支架的基礎(chǔ)應(yīng)可靠， 使支架成為牢固的整 體。在本文中不過(guò)多討論支架的計(jì)算、施工等方面問(wèn) 題， 但如出現(xiàn)質(zhì)量缺陷， 在分析原

3、因時(shí)支架是必須考慮 的一個(gè)重要因素。那么， 在正常完成鋼筋骨架、預(yù)留孔 道所需內(nèi)模的制作、安裝后， 混凝土澆注、振搗、養(yǎng) 生， 以及預(yù)應(yīng)力施工、模板的拆除等就顯得尤為重要， 這些往往成為在橋梁出現(xiàn)質(zhì)量缺陷后分析原因的主要切 入點(diǎn)， 才有可能找出合理的針對(duì)性處理方法。在各種質(zhì) 量缺陷中， 裂縫、空洞是最為常見(jiàn)的現(xiàn)象， 需要采取經(jīng) 濟(jì)、可靠、有效的處理辦法。 橋梁質(zhì)量缺陷情況 實(shí)例橋型簡(jiǎn)介 本文所舉出現(xiàn)裂縫、空洞質(zhì)量缺陷的一座高速公路 上的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板梁橋， 位于國(guó)家干線公路 網(wǎng)福州至銀川高速公路福建三明市境的一個(gè)互通區(qū)內(nèi)（ 以下稱互通 號(hào)橋） ?；ネ?號(hào)橋橋長(zhǎng) ， 為高速公 路主線橋，

4、 上跨互通 匝道， 左右分幅。上部橋跨組合 為（ ） 的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板梁； 下部結(jié) 構(gòu)為柱式橋墩， 肋式橋臺(tái)及鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 存在質(zhì)量缺陷情況 在橋梁澆注完成、模板拆除后， 目測(cè)發(fā)現(xiàn)在左幅第 二跨底板存在 個(gè) 直徑的空洞， 梁板側(cè)還有 條微小的裂縫。隨后業(yè)主委托省公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心 對(duì)該橋做了重點(diǎn)、專項(xiàng)檢測(cè)， 進(jìn)一步探明了裂縫的位 置、寬度、長(zhǎng)度， 以及空洞的實(shí)際面積， 詳見(jiàn)表 。 表 互通 號(hào)橋梁體缺陷統(tǒng)計(jì)表位置第 跨缺陷狀況 、板梁梁側(cè)出現(xiàn) 條豎向裂縫， 分別為： （ ） 距 號(hào)墩 ， 縫寬 ， 縫長(zhǎng) ； （ ） 距 號(hào)墩 ， 縫寬 ， 縫長(zhǎng) ； （ ） 距 號(hào)墩 ， 縫寬 ，

5、 縫長(zhǎng) ， 并延伸入梁 底 。 、用錘擊發(fā)現(xiàn)， 距 號(hào)墩 板梁梁底出現(xiàn) 處空洞， 共 計(jì)面積 ， 最大空洞面積為 。備注 其他跨無(wú)明顯缺陷 對(duì)外觀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的空洞、裂縫缺陷， 業(yè)主會(huì)同設(shè) 計(jì)、監(jiān)理、施工單位又對(duì)空洞部位進(jìn)行了鉆孔探測(cè)， 進(jìn) 一步明確了空洞的范圍以及梁底板的厚度情況。經(jīng)探 測(cè)， 第 跨板梁底板厚度原設(shè)計(jì)為 ， 實(shí)際一些部 位的底板厚度僅為 ， 特別是在內(nèi)模下方的部位；作者簡(jiǎn)介： 陳文德 （ ） ， 男， 福建泉州人， 工程師， 從事高速公路建設(shè)管理工作。 公路交通科技 應(yīng)用技術(shù)版先要進(jìn)行體外預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)， 包括體外束的線形布置、 體外束的預(yù)應(yīng)力損失、體外束面積的確定、轉(zhuǎn)向塊設(shè)計(jì) 等

6、， 還需要堆載預(yù)壓， 對(duì)體外施加預(yù)應(yīng)力的張拉設(shè)備、 技術(shù)要求也較高， 因此處理的效果就難以保證； 若施工 完畢， 從外觀上看， 質(zhì)量缺陷將暴露無(wú)遺， 也不利于互 通區(qū)橋梁的美觀， 故舍棄此方案。 方案二首先要將底板鑿毛， 密集鉆孔安裝膨脹螺 絲， 然后將兩層鋼筋網(wǎng)焊接在膨脹螺絲上， 完成堆載預(yù) 壓后， 噴射混凝土。此方案基本可行， 但施工周期較 長(zhǎng)， 底板厚度不足的部位新舊混凝土粘結(jié)效果將不夠理 想， 空洞部位內(nèi)的鋼筋無(wú)法完全包滿混凝土、存在銹蝕 隱患； 從效果上看， 若施工完畢， 還需要對(duì)噴射混凝土 進(jìn)行磨光處理， 新舊混凝土?xí)嬖陬伾町悾?同時(shí)明顯 增大了板梁的厚度， 也不利于美觀， 故

7、此方案也舍棄不 用。 方案三優(yōu)點(diǎn)在于工期短， 不需加載， 工藝簡(jiǎn)單， 易 于操作， 能達(dá)到原設(shè)計(jì)橋梁功能， 費(fèi)用低。選用的材料 容易配置， 不需要大型、專用設(shè)備， 只需在局部安設(shè)模 板， 采用小壓力灌注水泥漿， 就能夠保證鋼筋完全被混 凝土包裹， 使力的作用、傳遞基本恢復(fù)到希望的設(shè)計(jì)狀 態(tài)， 又避免鋼筋被銹蝕； 在底板采用粘貼碳纖維布進(jìn)行 補(bǔ)強(qiáng)， 其機(jī)理是： 使用粘結(jié)劑后會(huì)大大提高碳纖維布的 抗拉強(qiáng)度， 充分利用了碳纖維布具有的抗拉強(qiáng)度大、彈 性模量小、比重小、疲勞強(qiáng)度高、能與混凝土形成一體 共同受力的特性， 且耐腐蝕、后期不需要特殊的養(yǎng)護(hù)， 同時(shí)還兼顧美觀的效果。故選定方案三。 實(shí)施步驟 裂

8、縫處理 準(zhǔn)備材料及工具 自動(dòng)壓力灌漿器、燒杯、攪拌棒、橡膠手套、手提 磨光機(jī)， 灌漿樹(shù)脂、快干封縫膠等。 施工步驟 （ ） 裂縫表面處理、確定注入口。首先清理裂縫表 面， 注意不要將裂縫表面堵死， 并保持干燥； 按 間距標(biāo)出注入口， 盡量位于裂縫較寬、開(kāi)口通暢 部位。 （ ） 封閉裂縫、粘貼灌漿器底座。用快干型封縫膠 在預(yù)先標(biāo)出的注入口上粘貼底座， 并沿裂縫表面刮涂快 干封縫膠， 寬度 ， 確保封嚴(yán)。 （ ） 配制樹(shù)脂、連續(xù)注漿。按比例配制灌漿樹(shù)脂， 把裝有樹(shù)脂的灌漿器旋緊于底座上， 松開(kāi)彈簧進(jìn)行注 漿， 直至注滿全部裂縫。 （ ） 注漿完畢、打磨混凝土表面。待確認(rèn)漿液已注 空洞嚴(yán)重的地方鋼筋

9、暴露， 沒(méi)有混凝土包裹， 內(nèi)模外包 的彩條布也清晰可見(jiàn)； 局部的底板厚度不足 ， 造成 鋼筋的保護(hù)層嚴(yán)重不足。 缺陷處理方案 原因分析 經(jīng)查閱施工記錄、詢問(wèn)相關(guān)人員， 發(fā)現(xiàn)在全橋混凝 土現(xiàn)澆完成、在預(yù)應(yīng)力張拉之前， 混凝土試件的試壓強(qiáng) 度符合設(shè)計(jì)張拉要求， 張拉、壓漿過(guò)程中， 所記錄的鋼 絞線伸長(zhǎng)量符合要求， 長(zhǎng)的中跨的跨中反拱度為 。關(guān)于混凝土運(yùn)輸、振搗等其他方面也未見(jiàn)異常記 錄。 業(yè)主聘請(qǐng)了專家， 組織了設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位 的相關(guān)人員進(jìn)行了研究分析， 認(rèn)為產(chǎn)生該情況的主要原 因是：（ ） 內(nèi)模移位。可能是因?yàn)閮?nèi)模的定位筋偏少或綁 扎不牢， 在混凝土澆注過(guò)程中， 產(chǎn)生了移位， 致使內(nèi)模

10、下沉， 造成局部混凝土厚度不足；（ ） 鋼筋的保護(hù)層墊塊 數(shù)量偏少， 或是偏薄， 也是造成局部混凝土厚度不足的 原因；（ ） 最重要的原因應(yīng)該是： 施工過(guò)程的振搗工藝不 當(dāng)。因?yàn)檎駬v不足、漏振或是振搗順序錯(cuò)誤， 都有可能 使得底板鋼筋布置得較為緊密的部位， 特別是內(nèi)模的下 部， 混凝土流動(dòng)不到該部位， 引起空洞或混凝土收縮后 產(chǎn)生裂縫。 處理方案 經(jīng)過(guò)分析， 專家們認(rèn)為空洞及裂縫的存在， 特別是 底板厚度不足， 使得原設(shè)計(jì)板梁的斷面形式及預(yù)應(yīng)力狀 態(tài)已經(jīng)改變， 須對(duì)空洞及裂縫進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)處理。經(jīng)過(guò) 討論， 提出如下幾種處理方案： 方案一：（ ） 將空洞部位的混凝土敲掉， 在底板利用 膨脹螺絲支

11、設(shè)模板， 本孔加載情況下壓力灌漿， 以保證 底板混凝土的厚度；（ ） 橫向增加預(yù)應(yīng)力鋼筋， 進(jìn)行體外 張拉， 加強(qiáng)空心板整體性。 方案二：（ ） 該跨的橋面鋪裝用加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)處理， 以 改善橋跨的整體受力性能；（ ） 加載情況下對(duì)該跨底板進(jìn) 行掛網(wǎng)噴射混凝土， 以保證底板厚度；（ ） 在裂縫部位粘 貼鋼板。 方案三：（ ） 該跨的橋面鋪裝用加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)處理， 以 改善橋跨的整體受力性能；（ ） 在空洞底板的周邊打膨脹 螺絲支設(shè)模板， 再沿縱向鉆注漿孔， 對(duì)空洞進(jìn)行壓力注 漿；（ ） 對(duì)裂縫進(jìn)行壓力灌注灌漿樹(shù)脂；（ ） 最后對(duì)整跨底 板粘貼兩層碳纖維布。 方案的比選 方案一所提的體外預(yù)應(yīng)力加固法是一

12、種主動(dòng)加固方 案， 能有效改善結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。但施工難度較大， 首 技術(shù)論壇 滿后， 拆下灌漿器， 用堵頭將底座堵死， 后用軟管 對(duì)注入口點(diǎn)漿， 確保灌注飽滿。待樹(shù)脂固化后方可敲掉底 座和堵頭， 最后用磨光機(jī)打磨混凝土表面， 恢復(fù)原狀。 質(zhì)量檢驗(yàn)方法 從端頭一個(gè)底座注漿， 待相鄰底座冒出漿液后， 繼 續(xù)灌注至漿液無(wú)法再進(jìn)入為止。 空洞處理 準(zhǔn)備材料及工具 注漿設(shè)備、沖擊電錘、角磨機(jī)、空壓機(jī)、剪刀、榔 頭、攪拌器、刮板、浸漬樹(shù)脂用羅拉、單位面積重量 的碳纖維布、底層樹(shù)脂。 施工步驟 （ ） 搭設(shè)腳手架施工平臺(tái)。 （ ） 將空洞嚴(yán)重、底板厚度不足的部位敲開(kāi)暴露出 鋼筋， 底下打膨脹螺絲支設(shè)臨時(shí)模板

13、， 以免注漿時(shí)薄弱 處混凝土崩裂。 （ ） 在底板縱向沿內(nèi)模中心線每隔 鉆注漿 孔， 適當(dāng)位置設(shè)置排氣孔。 （ ） 封堵檢查孔及其他孔洞。 （ ） 從低處往高處逐孔注漿， 壓力不宜過(guò)高。 注漿液配比為 （單位： ）， 水泥 水 減水劑 。注漿量以下一注漿孔溢漿為準(zhǔn)。 （ ） 注漿完畢， 直到水泥漿強(qiáng)度達(dá)到 以上時(shí)， 進(jìn)入下一道工序施工。 （ ） 粘貼碳纖維布。其步驟為： 基底打磨處理 涂刷底層樹(shù)脂基面整平刷浸漬樹(shù)脂粘貼碳纖維 布滾壓碳纖維布涂刷罩面膠。涂刷底層樹(shù)脂用于 增強(qiáng)混凝土基底強(qiáng)度， 提高混凝土與碳纖維布的粘結(jié) 力。用找平樹(shù)脂修復(fù)、填補(bǔ)基面上不平整及缺陷部 位。刷浸漬樹(shù)脂， 涂刷厚度以能

14、夠浸透碳纖維布為 止。而后把預(yù)先裁好的碳纖維布輕壓粘貼在浸漬樹(shù)脂 上， 用羅拉順纖維方向多次滾壓樹(shù)脂， 排除氣泡， 直到 布完全浸透到樹(shù)脂內(nèi)。待第一層纖維布干透后， 粘貼 第二層。最后刷涂罩面膠（ 也可用水泥漿） ， 恢復(fù)混凝 土本色， 不能有明顯的色澤差異。 施工注意事項(xiàng) 施工人員要戴好防護(hù)用具， 避開(kāi)明火； 配置膠液攪 拌時(shí)間 ， 膠液要在 內(nèi)用完； 粘貼碳纖維布 時(shí)要遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源； 施工及養(yǎng)護(hù)期間封閉交通。 質(zhì)量檢驗(yàn)方法 可用小錘輕擊粘貼面判斷粘貼效果， 總有效粘結(jié)面 積不應(yīng)小于 ； 如出現(xiàn)輕微空鼓 （ 面積小于 ） ， 可采取針管注膠的辦法補(bǔ)救； 若空鼓面積大于 ， 可將空鼓處的

15、碳纖維布切除， 補(bǔ)粘四周搭接長(zhǎng)度大于 的碳纖維布?jí)K。 橋面鋪裝 該跨的橋面鋪裝取消原設(shè)計(jì)的普通鋼筋網(wǎng)， 改 為采用加強(qiáng)鋼筋網(wǎng) （ ） ， 最后澆注橋面鋪裝 混凝土。 效果 按確定的方案處理完畢后， 從外觀上看， 沒(méi)有明顯 的修補(bǔ)痕跡， 達(dá)到互通區(qū)橋梁簡(jiǎn)單、美觀的要求。為驗(yàn) 證處理效果， 隨后業(yè)主委托有資質(zhì)的省公路工程試驗(yàn)檢 測(cè)中心站對(duì)該橋進(jìn)行了靜載試驗(yàn)檢測(cè)。分別檢驗(yàn)加載后 全橋每一跨 截面的最大正彎矩和撓度， 并觀察裂縫 開(kāi)展情況； 同時(shí)檢驗(yàn) 號(hào)墩頂?shù)陌辶航孛孀畲筘?fù)彎矩。 加載過(guò)程中， 未見(jiàn)裂縫開(kāi)展和新裂縫出現(xiàn)， 底板粘貼的 碳纖維布也沒(méi)有破損情況發(fā)生。現(xiàn)在， 該橋已通車半 年， 養(yǎng)護(hù)部門(mén)定期

16、進(jìn)行了檢查， 在粘貼碳纖維布部位的 表面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)拉裂等破壞現(xiàn)象， 原裂縫沒(méi)有發(fā)展， 全橋 其他部位也未見(jiàn)新的裂縫產(chǎn)生， 通車使用效果良好。 結(jié)語(yǔ) 經(jīng)過(guò)對(duì)質(zhì)量缺陷的分析及總結(jié)， 可以得出類似橋梁 在施工中應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題：（ ） 施工中應(yīng)建立完整的自 檢、質(zhì)保體系及監(jiān)理體系， 開(kāi)工前不應(yīng)忽略對(duì)具體操作 的務(wù)工人員進(jìn)行技術(shù)交底， 應(yīng)講清施工難點(diǎn)、注意事 項(xiàng)。施工質(zhì)檢員、監(jiān)理工程師應(yīng)全過(guò)程旁站。 ） 對(duì)關(guān)鍵 （ 部位應(yīng)該有杜絕質(zhì)量通病的預(yù)防措施（ ） 施工前對(duì)混凝 土現(xiàn)場(chǎng)配合比要多次試驗(yàn)確定， 可以添加外加劑以改善 混凝土性能； 施工時(shí)特別注意檢查混凝土的坍落度、和 易性。 ） 澆注時(shí)最好使用溜槽或?qū)Ч埽?這樣傾倒混凝土 （ 時(shí)就不易產(chǎn)生離析。 ） 特別要注意混凝土振搗工藝， 在 （ 鋼筋密集部位， 要采取合理措