徐雪羽

(浙江永和路橋建設(shè)有限公司)

1 引 言

U 型橋臺(tái)是重力式橋臺(tái)常用種類及形式，其作用是利用自重對臺(tái)后土壓力形成一種平衡，自身屬于圬工結(jié)構(gòu)，前墻需要承受橋跨結(jié)構(gòu)的作用力及來自臺(tái)后的土壓力，而且連接兩端承受土壓力的側(cè)墻。U 型橋臺(tái)顧名思義平面上是呈現(xiàn)出U 型的結(jié)構(gòu)。側(cè)墻主要功能是承受土壓力，正常情況下是不參與受力。近些年，由于U 型橋臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單、施工簡便而得到廣泛應(yīng)用。然而，U 型橋臺(tái)本身體積較大，地基受力容易產(chǎn)生變形，水平外力作用下容易造成開裂，這些質(zhì)量問題一直困擾著U 型橋臺(tái)，因此對U 型橋臺(tái)施工防裂控制技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。

2 工程概況

某橋梁工程，橋臺(tái)設(shè)計(jì)成重力式U 型橋臺(tái)，其功能是為橋梁起點(diǎn)、終點(diǎn)起到支撐作用，并穩(wěn)定路堤、支撐上部荷載。U 型橋臺(tái)是現(xiàn)階段公路橋梁常見的重力式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，是利用自重來對臺(tái)后土壓力形成平衡的作用，臺(tái)體大多是用石砌、片石混凝土材料進(jìn)行建造，采用現(xiàn)場砌筑的方法施工。具體而言，本橋梁采用的是片石混凝土，共四座橋臺(tái)，每一座橋臺(tái)設(shè)計(jì)混凝土方量約為1 200 方。自2007年施工以來，2009年發(fā)現(xiàn)其中有橋臺(tái)開裂的現(xiàn)象。開裂的座橋是鋼筋混凝土空心板、下部是重力式墩，U 型橋臺(tái)，臺(tái)高超過8 m，側(cè)墻長達(dá)12 m，開裂裂縫位置在側(cè)墻外表面連接處，側(cè)墻稍有外傾的跡象，外傾量在墻的開裂端較小，在上端較大，下端較小。內(nèi)側(cè)裂縫不易觀測，應(yīng)當(dāng)也出現(xiàn)不同程度的裂縫。

3 重力式U型橋臺(tái)施工防裂控制技術(shù)

結(jié)合本工程橋臺(tái)設(shè)計(jì)，施工中容易出現(xiàn)混凝土裂縫，而引發(fā)混凝土裂縫的原因復(fù)雜，有變形裂縫、溫度裂縫等，甚至后期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)也有可能產(chǎn)生裂縫。那么，如何做好防裂控制，需要在橋梁工程施工準(zhǔn)備及施工期間采取正確的控制措施，主要有以下幾個(gè)方面。

3.1 配合比設(shè)計(jì)預(yù)控措施

本橋梁工程項(xiàng)目橋臺(tái)施工屬于大體積混凝土施工，混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中為了對混凝土裂縫進(jìn)行控制，無論是干縮裂縫、塑性收縮裂縫，或者是溫度裂縫等，尤其是在水泥原材料、水膠比以及水泥用量等多個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)比較和驗(yàn)證，最后確定適當(dāng)合理的配合比。具體而言，首先經(jīng)過比較和驗(yàn)證，最后選擇礦渣硅酸鹽水泥，這種水泥具有很好的保水性能及可塑性。泌水較少，因此具有非常好的工作性能，可以在一定程度上降低混凝土的水化熱，有利于避免大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生;除此之外，可以產(chǎn)生比較多的鈣礬石結(jié)晶，對于混凝土表面的干縮裂縫而言是一種有效措施，還可以對環(huán)境及化學(xué)物質(zhì)的侵害起到一種有效的抵御作用;其次，水膠比進(jìn)行確定方面，我們選擇逐個(gè)調(diào)整及驗(yàn)證的手段，最后確定水膠比為0.5;最后，按照理論對水泥用量進(jìn)行計(jì)算，要少于360 kg/m3，為了降低混凝土水化熱，對混凝土和易性進(jìn)行改善，按照計(jì)算機(jī)驗(yàn)證分析，決定采用等量的粉煤灰代替水泥用量。

3.2 基礎(chǔ)處理預(yù)控措施

工程中基礎(chǔ)處理指的是確?；A(chǔ)底的剛度，避免出現(xiàn)沉降裂縫的出現(xiàn)，橋臺(tái)基礎(chǔ)施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地質(zhì)軟弱不均、松軟以及水侵害等質(zhì)量通病。為了確保工程質(zhì)量，預(yù)防裂縫出現(xiàn)，在工程施工中采取如下措施:首先是針對地基地質(zhì)問題，采用7 ～8 m 的預(yù)制樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，樁按照梅花形進(jìn)行布設(shè)，間距約為1.5 m;其次，地基表面松軟層進(jìn)行清除，碎石進(jìn)行分層回填夯實(shí)，如果地質(zhì)條件較差則需要申請?jiān)O(shè)計(jì)部門進(jìn)行驗(yàn)算，增加一層厚度為75 cm 的鋼筋混凝土底板;最后，橋臺(tái)基礎(chǔ)周圍進(jìn)行排水溝的開挖，截留地表水，使其流入橋臺(tái)基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)低洼側(cè)基礎(chǔ)周圍兩米處進(jìn)行集水坑的設(shè)置，使其起到匯集地下水源的作用，如此做可以使得橋臺(tái)地基不會(huì)受到水的侵害。

3.3 工序施工中預(yù)控措施

為確保橋臺(tái)工程的施工質(zhì)量，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要采取對應(yīng)預(yù)防措施。第一，對基礎(chǔ)進(jìn)行混凝土硬化，增加其強(qiáng)度，模板盡量采用鋼模板，支撐采用鋼管支撐，放置在硬地木方上，避免由于模板剛度不足而支撐間距較大，或者是支撐底部稍有松動(dòng)而引起的裂縫;第二，設(shè)計(jì)選擇片石混凝土，在一定程度上已經(jīng)大大降低混凝土內(nèi)部水化熱，從而對裂縫的出現(xiàn)起到一定的預(yù)防作用，施工過程中橋臺(tái)結(jié)構(gòu)周圍進(jìn)行D8 鋼筋網(wǎng)片的設(shè)置，保護(hù)層始終控制在5 cm。第三，混凝土進(jìn)行澆筑控制，尤其是高溫條件下對原材料需要進(jìn)行遮蓋及灑水，使其溫度降低到安全范圍，最后降低混凝土入模溫度，對混凝土坍落度進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其始終處于設(shè)計(jì)的下限，防止出現(xiàn)泌水情況。混凝土入模之后還要根據(jù)分層澆筑進(jìn)行振搗密實(shí)。第四，混凝土的養(yǎng)生方面一定要落實(shí)到位，尤其是時(shí)間方面要滿足需求。養(yǎng)生中選擇土布覆蓋灑水養(yǎng)生，土工布具有一定程度的保水性，可以確?；炷帘砻娴臐穸?。

3.4 環(huán)境及臺(tái)背回填時(shí)的控制措施

橋梁工程項(xiàng)目中橋臺(tái)屬于上跨橋，下穿地方道路，為了達(dá)到設(shè)計(jì)美觀的要求，在進(jìn)行橋臺(tái)迎面設(shè)計(jì)時(shí)增添裝飾，外界環(huán)境對于混凝土表面的影響會(huì)大大降低。在臺(tái)背進(jìn)行回填過程中如果處理不當(dāng)，則有可能在前墻及側(cè)墻交接的地方出現(xiàn)豎向裂縫。這種裂縫進(jìn)行防治只有從產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并采取針對性的預(yù)防措施進(jìn)行控制，具體而言有以下兩種方法。一方面，U 型橋臺(tái)的結(jié)構(gòu)決定了其極其容易積水，假如橋臺(tái)內(nèi)部排水不是很暢通，而且橋臺(tái)填土選用不當(dāng)，選擇的是黏性土，會(huì)導(dǎo)致填土內(nèi)部摩擦角增大，使得土側(cè)壓力變大，導(dǎo)致橋臺(tái)前墻及側(cè)墻的外傾，最終產(chǎn)生裂縫。因此，針對裂縫產(chǎn)生的原因，回填施工時(shí)必須要解決水的問題，可以在回填之前抽干水，然后晾干基地，片石混凝土進(jìn)行填筑，底基層大約1 m，確保底基層的剛度符合要求，并且能夠起到隔水的效果，再其上面進(jìn)行碎石滲水溝的設(shè)置，滲水溝和排水管進(jìn)行連接，確保回填土不受到水的侵害;另一方面，回填過程中要根據(jù)施工規(guī)范進(jìn)行分層填筑，分層要小于30 cm，而且在距離橋臺(tái)有2 m 左右時(shí)可以用小型機(jī)具進(jìn)行夯實(shí)，防止出現(xiàn)由于施工機(jī)械過于沉重，而使得橋臺(tái)側(cè)墻及前墻連接處出現(xiàn)裂縫。除此之外，臺(tái)背進(jìn)行回填時(shí)要碾壓密實(shí)，每一層都要做壓實(shí)度檢測，檢測合格之后才可以進(jìn)行下一步工序，防止出現(xiàn)由于壓實(shí)度不足而出現(xiàn)的填土下沉的現(xiàn)象，而導(dǎo)致橋臺(tái)側(cè)墻及前墻交接處出現(xiàn)開裂。

3.5 裂縫處理方法

橋臺(tái)施工中，裂縫的出現(xiàn)一方面對橋梁結(jié)構(gòu)的整體性及剛度產(chǎn)生影響，另一方面引起鋼筋銹蝕，使得混凝土碳化速度加快，大大降低混凝土的耐久性及抗?jié)B能力，使其使用壽命降低。所以，要按照裂縫的性質(zhì)、種類，以及產(chǎn)生的原因，并且針對裂縫的具體情況，進(jìn)行區(qū)別對待和處理，確保橋梁工程可以安全使用?；炷亮芽p的修補(bǔ)措施主要有以下幾種:表面修補(bǔ)法、灌漿法、結(jié)構(gòu)加固法、置換法、仿生自愈合法等，由于混凝土裂縫的形成原因很多，并非單一的原因造成，有可能是幾種影響因素共同產(chǎn)生作用，因此在項(xiàng)目施工中要按照項(xiàng)目的地理環(huán)境、地質(zhì)條件等具體情況具體分析，采取對應(yīng)的預(yù)防措施。

4 結(jié) 語

綜上所述，重力式U 型橋臺(tái)施工中裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，要想對重力式U 型橋臺(tái)開裂現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防和控制，需要對各個(gè)影響因素進(jìn)行綜合考慮。盡管經(jīng)過證明橋臺(tái)裂縫對結(jié)構(gòu)的使用影響不大，但是對于橋梁結(jié)構(gòu)的整體性及耐久性等方面進(jìn)行考慮，以及橋梁工程的外觀上分析，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行修補(bǔ)和控制。結(jié)合工程實(shí)踐，對有關(guān)重力式U 型橋臺(tái)施工防裂控制技術(shù)進(jìn)行研究和探討，以期對于橋梁工程施工質(zhì)量水平的提高，起到一定的促進(jìn)作用。

［1］杜長學(xué)，彭振斌，王繼華，等.某大橋橋臺(tái)變形原因分析及其地基處理［J］.桂林工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，(4).

［2］薛雪春.淺談公路舊橋加固與管理［J］.科技信息，2009，(26).［3］祁英才.公路舊橋加固與管理的方法［J］.科技信息，2010，(22).

［4］倪寶川.橋頭跳車的原因分析［J］.河南科技，2006，(8).

［5］王少華，安亞彬，邢清杰.對舊橋的加固處理方案探討［J］.科技信息，2006，(S1).

［6］王紅偉，劉琦，胡良樺.淺談當(dāng)前公路舊橋的加固技術(shù)［J］.科技信息(科學(xué)教研)，2007，(30).

［7］蔣益奡，顏亞男.淺談公路舊橋的加固技術(shù)［J］.今日科苑，2008，(2).

［8］劉杰.淺析公路舊橋加固的方法［J］.科技信息，2009，(11).

［9］張興華.公路舊橋加固與管理的方法［J］.黑龍江科技信息，2007，(19).

［10］戴寒梅.淺析公路舊橋加固與管理的方法［J］.黑龍江科技信息，2009，(20).