如何利用化学灌浆加固法解决桥梁梁板裂缝问题

张磊

张磊哈尔滨铁道职业技术学院黑龙江哈尔滨150000

摘要：结合高速公路平度段桥梁裂缝维修的实际案例，从病害分析，加工原理，施工工序，安全生产等方面简要介绍了化学灌浆加固法修补梁板裂缝原理。

关键词：化学灌浆梁板裂缝维修加固

一、工程概况

某高速公路，地形属于平原微丘区，气候特征属华北暖温带，半湿润季风气候区。平度辖段，养护大桥12座，中桥19座，小桥9座，天桥23座，通道92座，涵洞150余座，分离立交2座。结构类型大部分为预应力混凝土空心板，高度2米—9米，近年，对此段桥梁进行经常性检查和桥梁定期检查时，发现了多种不同程度的病害，其病害特征是：

1、预制板板底出现大量纵向裂缝，宽度最宽达到3毫米，且大部份裂缝有水渍，板底有白化现象。

2、预制板板底有麻面、蜂窝、空洞。

3、预制板板底因保护层不足有露筋现象，且钢筋已生锈。

为保证桥梁安全，道路畅通，平度管理处在多次组织技术人员现场调查的基础上，提出了采用化学灌浆加固法对板底出现的大量纵向裂缝进行维修加固。

二、病害分析

造成钢筋混凝土梁板裂缝等桥梁构件劣化的原因甚多，往往是多种原因交互作用形成恶性循环造成的结果。

裂缝一般伴有钢筋生锈及白化等劣化现象，裂缝宽度无论大小，均对桥梁的耐久性产生影响，尤其机构裂缝影响桥梁使用年限最大，裂缝也将造成预应力钢材的锈蚀及疲劳，尤其影响预应力混凝土构件。产生裂缝的主要原因是：温度变化或者冻融效应；表面水分蒸发导致的塑性收缩；水泥水化反应导致的自体收缩；孔隙水蒸发导致的塑性收缩；材料老化；车辆、强风等外在环境冲击力和应力松弛；在徐变等材料本质特性的共同作用下，混凝土的拉力与剪力和钢筋握裹力抵消后的净拉力或剪切作用大于混凝土材料的抗拉或抗剪强度所致。

混凝土遭受剥离后，空气中或溶于水的二氧化碳与氢氧化钙作用产生碳酸钙，碳酸钙继续与水、二氧化碳作用生成碳酸氢钙，从混凝土中析出，降低混凝土的强度，也将降低保护钢筋的效果，使钢筋易于生锈。

钢筋锈蚀，除造成混凝土表面锈斑外，将减少钢筋断面，降低强度，且因钢筋锈蚀，体积膨胀，使混凝土产生裂缝，并减少钢筋与混凝土间的握裹力。

因此，封闭裂缝，修补破损混凝土对保护桥梁构件至关重要。

三、加固原理

用化学灌浆的方法封闭裂缝，保护钢筋及水泥混凝土。原理：低压速灌工法系把镶有弹簧的注胶底座每隔一定距离粘贴在裂缝上，整条裂缝用封笔胶封闭，然后向注胶底座的注胶口内注入灌缝树脂。灌缝树脂在弹簧的收缩压力作用下，可将裂缝中积存的空气压入混凝土结构的毛细孔中，通过混凝土的自然“呼吸”作用排除体外，避免了“气阻”现象的产生，确保灌缝修补的施工质量。并通过混凝土构件的毛细作用，可以将灌缝树脂充分渗透到裂缝深处。

四、加固方法与施工工序

1）交通标志和安全设施设置

首先在施工区前方靠开放出口处封闭右半幅，禁止车辆通行，车辆经开放口改道左半幅并依次行驶，禁止超车，在下一开放口驭回原车道。因此，在正在施工桥面迎车方向的相应距离内按照国家相关规定和标准设置交通组织施工警示标志和路障等设施。

2）技术措施

为保证施工安全和桥上交通安全还将采取如下施工技术措施：

设置专人进行交通疏导，避免因施工而导致桥上交通拥塞，车流不畅、产生堵车等现象；

路上施工工人必须穿反光背心；

禁止工人在路上打闹、胡乱穿行；

车辆过桥时限速行驶，时速不超过40公里；

施工工具摆放整齐，收工后清理好现场；

施工车辆保证车况良好，前后挂醒目的施工车辆标志牌；

施工车辆按照规定顺行，不随意停车；

设置专人夜间值班看护路面上的施工警示标志，并对由风或车辆原因发生错位的标志予以调正。

3）施工材料：灌缝用树脂材料的种类及使用范围

有机系灌缝用环氧树脂材料

材料名称

材料型号

适用范围

SSG—17

用于灌注0.05mm-0.2mm的裂缝

ZJN—Ш

与SSG—17配套使用

4）施工工艺流程

5）施工方法及措施

5.1裂缝的测量和记录

测量裂缝的位置、宽度、长度，并在施工和图纸上标出，做详尽的裂缝现状图；由于构架内部的裂缝之间可能并不相连，应进行充分地调查。

5.2表面处理

（1）用钢丝刷清除裂缝附近5cm范围内浮浆和灰尘。对较宽裂缝，沿裂缝深度凿除裂缝表面混凝土，以露出新鲜混凝土层为宜。

（2）剔除缝口表面的松散杂物，用气压为0.2Mpn以上的压缩空气清除槽内浮尘，并用蘸有丙酮的棉纱擦洗。

5.3粘贴灌胶底座

清缝处理后，粘贴灌胶底座，要保证灌胶底座的孔心与裂缝重合，灌胶底座的间距沿缝长依缝的宽窄以35-50cm为宜，原则上宽缝可稀、窄缝要密，灌胶底座上的注射器需预先留1-2个作为出气孔。

5.4封缝

对压浆区域的裂缝，无论缝宽大小，原则上都应同时封闭，以防裂缝相互贯通而跑气跑胶；

将封缝胶按审计比例称量准确后放置调和板上，调和均匀。一次调和量以可使用时间内用完为准，一般不超过45分钟；将拌和好的封缝胶均匀地刮涂在构件表面裂缝处，使其将裂缝完全封闭；

腻子不能涂得太薄或太窄，封缝腻子的涂抹宽度应以2-3cm，厚度2mm为宜；

封缝完毕后，为确保固化，环氧腻子应至少养护12小时以上；根据季节及温度的不同，有时需要养护一昼夜以上。

5.5密封检查（气检）

封缝材料固化后，（大约12小时）沿缝涂刷一层肥皂水，并从灌浆嘴中通入气压为0.2Mpa的压缩空气，检查缝的密封效果，对漏气部位进行补封处理。

5.6灌浆

浆液配置：根据现场施工的实际情况，进行化学灌浆的配置。

5.7养护清理

灌浆结束后，保证灌胶底座不被扰动；待浆液完全固化后（一般为12小时），可将灌胶底座和注射器清理回收。

五、安全生产

1）现场所有特殊工种均严格执行持证上岗制度；严格执行班前讲话制度，强调安全意识，严防安全事故的发生；

2）每班作业前对作业平台的各关键部位和施工用电设备等均需按照有关的标准进行检验，经检验确认合格后在班组兼职安全员签字后才能进行施工。在两班交接作业时必须有安全交接记录；

3）进入施工现场必须戴安全帽和安全带；不得穿拖鞋进入现场；施工人员必须穿绝缘防滑鞋才能进行施工作业；

4）为保证用电安全坚持一机一闸一漏电保护器、三相五线制和保护零线重复接地做法。无论是发电设备，还是闸箱，一律设加锁盖防雨罩，施工临时电路按规章进行架设；

5）用电前对用电设备进行严格的检查，以验证设备的安全可靠性；临时电源的导线不得有破损，对于导线的接头必须用绝缘胶布及防水胶布包好或用专用接头；

总之，我们依据ISO9002质量管理体系和OSH28001职业健康安全体系对此案例桥梁维修加固进行了全面质量管理，按照“管理程序化、制度标准化”的做法，避免了个人思维和随意性给维修加固造成的不利因素，把经验式管理转化为规范管理，把随意性决策转化为程序化管理；使化学灌浆加固法在桥梁梁板裂缝维修加固中的应用收到了良好的加固效果。