梁板裂缝处理方案要点

预制小箱梁

梁顶裂缝处理方案

目录

1.二绕～成温邛互通主线桥工程概况 (1)

2.裂缝检测情况 (1)

2.1.裂缝情况 (1)

2.2.检测方法 (2)

2.3.检测结果 (4)

3.裂缝成因分析 (5)

4.裂缝处理方案 (6)

4.1.裂缝处理原则与目的 (6)

4.2.方案选取 (6)

4.3.改性环氧树脂胶封闭施工工艺 (6)

4.4.开槽填充处理施工工艺 (6)

4.5.改性环氧化学浆液灌浆施工工艺 (8)

5.修补质量检验及验收 (10)

预制小箱梁顶裂缝处理方案

1.工程概况

XXXX高速公路位于XXXX，主线桥全长1140.1m，全桥左右幅各12联。其中上部结构除左、右幅第5、6联、左幅第12联采用预应力砼现浇连续箱梁外，其余联跨均采用预应力砼预制小箱梁，先简支后桥面连续。下部结构桥台采用肋板台，桥墩采用柱式墩，墩台基础均采用摩擦桩基础。

主线桥预制小箱梁共452片。梁长主要为12.5m、23.8m、25m三种及部分渐变梁长。中梁梁顶宽度分2.4m、2.2m两种，边梁梁顶宽度分2.6m、2.7m两种。中、边梁梁底宽度均为1m。小箱梁顶板厚度均为18cm，腹板厚度为18-25cm渐变，底板厚度为20-25cm渐变。

主线桥预制小箱梁采用C50砼，A s15.2mm钢绞线，后张法两端对称张拉，张拉控制应力为0.73fpk=1358Mpa，钢筋尽保护层厚度为2cm。

2.裂缝检测情况

2.1.裂缝情况

二绕～成温邛互通主线桥XX-X、XX-X预制小箱梁顶面，距梁顶边缘约60cm，距梁端约3-18m范围内出现多条间断发育的纵向裂缝，每条裂缝长约40-80cm，裂缝走势蜿蜒曲折，周围伴生裂缝较少，如下图：

图1 26Y-4梁顶裂缝

图2 25Y-3梁顶裂缝

2.2.检测方法

我部聘请具备相应资质的检测公司，通过超声波裂缝检测仪、高倍显微镜等专业仪器对裂缝情况进行了无损检测，并对裂缝典型位置进行了开槽检测，如图：

图3 超声波裂缝检测

图4 显微镜裂缝宽度检测

图5 裂缝深度开槽检测

图6 裂缝长度检测

2.3.检测结果

经检测，裂缝长度为40-81cm，裂缝宽度为0.2-0.6mm，裂缝深度为9-18mm。裂缝深度（h）与结构厚度H的关系均为h≤0.1H，经一个月的观察测量，裂缝长度、宽度、深度均不再发育，判定为表面静止裂缝。具体检查数据如下：

表1 XXX小箱梁裂缝检测数据

表2 XXX小箱梁裂缝检测数据

3.裂缝成因分析

XXXX小箱梁浇注日期为XXXX，张拉日期为XXXX，7天强度为51.04Mpa，28天强度为62.0Mpa，发现裂缝日期为2013年5月25日，裂缝持续发展时间为48h。XXXX小箱梁浇注日期为XXXX，张拉日期为XXXX，7天强度为49.84Mpa，28天强度为62.0Mpa，发现裂缝日期为2013年5月27日，裂缝持续发展时间为48h。

小箱梁所用混凝土为我部自拌混凝土，混凝土配合比及原材料均经检测验证合格。混凝土7天强度及28天强度均满足设计要求。在浇注过程中混凝土和易性良好，未在现场加水，振动充分，考虑裂缝出现为个别现象，可排除因混凝土原材料、配合比等因素导致裂缝的可能。

小箱梁所用钢筋均为满足设计及规范要求的未锈蚀钢筋，且经检测混凝土保护层厚度满足设计要求，结合裂缝走向与钢筋方向垂直的情况，可排除因保护层厚度不足，钢筋锈蚀对周围混凝土产生膨胀应力而导致裂缝的可能。

小箱梁在安装前存于存梁场内，未受荷载作用，可排除因梁体承受荷载产生过大内应力导致开裂的可能。

小箱梁脱模及时，混凝土在后续硬化的过程中不再受到约束，可排除由于混凝土干缩引起的体积变形受到约束而产生裂缝的可能。

经我部认真研究，考虑梁体养护情况及5月下旬昼夜温差大，天气炎热，常有强风等因素。认为裂缝出现的主要原因是箱体养护不到位，梁板顶面受到暴晒，同时因梁板顶面表面积大，受风力作用明显，混凝土表面水分蒸发过快，混凝土水化热高，在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时产生了塑性收缩裂缝。

4.裂缝处理方案

4.1.裂缝处理原则与目的

裂缝破坏了建筑物的整体性，改变了建筑物受力状态，造成渗水、漏水、钢筋锈蚀等，降低了建筑物的耐久性，危害建筑物安全运行，虽然多数裂缝为危害性较小的表面裂缝，但一部分原为危害较小的裂缝，亦会延伸发展为严重的深层或贯穿性裂缝。因此，必须认真对待每一条已被发现的裂缝，分析产生裂缝的原因，严格按有关要求进行处理。

混凝土裂缝处理主要应达到恢复结构的整体性，限制裂缝的扩展，满足结构的强度、防渗、耐久性和建筑物的安全运行要求。

4.2.方案选取

常见裂缝处理方法包括表面处理法、填充处理法、灌浆处理法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。其中填充处理法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

经检测，26Y-4、25Y-3预制小箱梁顶面出现的裂缝均为因养护不周所产生的表面收缩裂缝，裂缝状态为静止不发育状态。裂缝深度浅，均在混凝土保护层范围内，不影响构件力学性能和整体性。为保障梁体质量与结构安全，根据裂缝实际情况，我部决定对宽度小于0.15mm 的裂缝采用改性环氧树脂胶封闭的方法进行处治，对宽度在0.15mm-1.5mm之间的裂缝采用开槽填充法进行治理。为保证裂缝处理效果，应对可能出现的其他情况，以低压压注改性环氧化学浆液处理法作为备选方案。

4.3.改性环氧树脂胶封闭施工工艺

对于裂缝宽度小于0.15mm时，在所选用裂缝修补材料施工工艺允许的情况下，由监理工程师确认，采用自然渗透法直接用橡皮滚子或滚筒粉笔刷封缝材料，使胶液充分吸收，且裂缝内含胶饱满。

4.4.开槽填充处理施工工艺

对宽度在0.15mm-1.5mm之间的裂缝采用开槽填充法进行治理。

开槽填充法是一种工艺简单，施工方便，修复效果好，后期容易养护的常用裂缝修复方法。先用凿子和扁铲沿裂缝两侧开U形槽，再用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，然后用修补材料直接填充槽中，用抹刀压实抹平。最后覆盖一层塑料薄膜进行养护。

图7 开槽填充修补示意图

4.4.1. 开槽填充处理施工工艺流程

开槽填充处理工艺流程为：

开槽→涂刷界面处理浆→压抹聚合物砂浆→养护

4.4.2. 开槽填充处理施工步骤

（1）裂缝开槽

在裂缝两侧内用凿子和扁铲沿裂缝开槽，开槽呈U形，宽度3-5cm，深度以裂缝消失为准，且不小于1.5cm，开槽后用刷子和压缩空气将槽内清理干净。对开槽过程中暴露出的钢筋应涂抹环氧树脂进行防锈和粘连处理。

图8 裂缝开槽

（2）涂界面处理浆

用刷子在槽的底部和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，其配方按混凝土修补胶说明书执行，一般参考配合比如下：

水泥（修补粉料）:混凝土修补胶=1:1

（3）压抹聚合物砂浆

在界面处理浆尚未硬化前用抹刀将聚合物水泥砂浆压入槽中，压实抹平。裂缝填补分为两次，第一次填补5mm深，第二次填补浆体高出混凝土表面2～3mm。

聚合物水泥砂浆配方按混凝土修补胶说明书执行，一般参考配合比如下：

水泥（修补粉料）:中砂:混凝土修补胶:水＝1:2.5:0.3～0.4:适量

图9 压抹聚合物砂浆

（4）养护

裂缝修补后采用塑料薄膜覆盖养护。

聚合物水泥砂浆不需浇水养护，在湿润空气中养护即可。养护期间不得淋雨、日晒或风吹。施工温度要求在4℃以上，避免在阴雨天气施工。

4.5.改性环氧化学浆液灌浆施工工艺

为保证裂缝处理效果，应对可能出现的其他情况，以低压压注改性环氧化学浆液处理法作为备选方案。

4.5.1.工艺原理

裂缝灌浆修补施工工艺是采用环氧基腻子密封裂缝并预埋灌浆嘴，利用低压注浆器将配制好的化学浆液注入砼梁板结构密封的裂缝内部，由于化学浆液固化后具有优越的粘结性和粘结强度，从而起到充填缝隙修补裂缝，使混凝土恢复整体性的作用。

图10 弹簧加压注浆器

4.5.2.工艺流程

施工准备→查缝定位→布孔、钻孔→清缝→安装灌浆塞、连接灌浆泵

→灌浆→封孔→检查

4.5.3.改性环氧化学浆液灌浆施工步骤

（1）基面处理

用砂轮将表面打磨，露出新面，清除裂缝两侧各的杂物。用高纯度洗涤剂（丙酮等有机溶液）沿裂缝开口两边清洗，使缝中粉尘挥发，保持干燥。

（2）钻孔、布孔

用电锤等钻孔工具沿裂缝进行钻孔, 根据裂缝的大小，钻孔的间距一般为150～300mm。钻孔间距、深度可根据化学浆液生产厂家的技术指导进行实施，原则上宽缝可稀、窄缝可密，但每一条裂缝至少须各有一个进浆孔和排气孔。

（3）埋置灌浆嘴并封闭裂缝

在钻好的孔内安装灌浆嘴，埋置时，先在灌浆嘴角抹上一层约1mm的环氧胶泥封闭胶，将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在缝中心。灌浆嘴安装后用环氧胶泥封闭胶在裂缝两侧宽20mm涂抹一层厚约1mm的封闭胶将裂缝封闭。目的是在灌化学浆时不渗浆。

图11 埋置灌浆嘴并封闭裂缝

（4）配置改性环氧化学浆液

根据化学浆液生产厂家的技术指导配置改性环氧化学浆液。

低压压注改性环氧化学浆液应具有一定抗冲击、变形能力、浆液粘度小、渗透能力强，此外还应满足如下技术指标：

表3 灌浆浆液技术指标

（5）灌浆、封口

将专用灌浆化学浆液拌匀装入压力灌浆器，连接灌浆嘴，通过低压加压将化学浆液灌入裂缝。灌浆顺序由一端向另一端依次连续进行逐一灌注，待相邻灌浆嘴冒浆后可灌注下一孔。浆液表面初凝后可拆下预埋的灌浆嘴，再用速凝封闭胶将灌浆嘴处封堵平整，即为压力灌浆完毕。灌浆完毕后用钢砂纸打磨封口封闭胶，用高效洗涤剂（丙酮）清洗干净。在裂缝处涂抹环氧基液浆，即封口完毕。

灌浆压力、灌浆量需根据裂缝部位的具体情况确定。灌浆压力以0.2～0.4MPa为宜(一般灌浆压力0.3MPa)，压力逐渐升高，防止骤然加压使裂缝扩大,严防高压对混凝土造成扩缝劈裂带来新的破坏。

5.修补质量检验及验收

针对本项目工程的特殊需要，应在业主代表、结构监理工程师，试验监理工程师等参与下，于施工前后分别进行裂缝修补施工工艺及其配套材料、进行系列试验工作。必须经筛选后确定质量合格的填充材料和灌缝材料，并按要求进行抽样试验。

修补过程中由监理工程师与专业技术人员全程监督，确保施工质量。