孫曉波

(浙江交科工程檢測有限公司，浙江 杭州 311215)

薄壁空心墩裂縫檢測及成因

孫曉波

(浙江交科工程檢測有限公司，浙江 杭州 311215)

通過對(duì)某高速公路橋梁的檢測，對(duì)薄壁空心墩的豎向裂縫進(jìn)行詳細(xì)描述，并結(jié)合薄壁墩墩身施工情況，對(duì)該病害產(chǎn)生的成因進(jìn)行了細(xì)致的分析。對(duì)今后的工程施工具有一定的指導(dǎo)意義，為類似工程裂縫分析提供借鑒。

薄壁空心墩；裂縫檢測；成因分析

1 工程概況

某大橋左、右幅上部結(jié)構(gòu)均采用2×30 m+4×40 m+2×30 m預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)T梁，先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)，其中第二聯(lián)為墩梁固結(jié)。下部結(jié)構(gòu)0#橋臺(tái)采用柱式臺(tái)，8#橋臺(tái)采用肋板臺(tái)，左、右幅3#、4#、5#橋墩墩身采用C30混凝土矩形薄壁空心墩結(jié)構(gòu)，墩身截面尺寸為6.8 m×2.5 m(橫橋向×縱橋向)，順橋向壁厚0.5 m，橫橋向壁厚0.8 m，底部實(shí)心段高度為1.5 m。其余橋墩采用柱式墩，墩臺(tái)采用鉆(挖)孔灌注樁基礎(chǔ)。

2 施工情況

左、右幅3#墩、4#墩、5#薄壁空心墩墩身混凝土各分八節(jié)澆筑，其中右幅3#墩第一節(jié)墩身與第二節(jié)墩身混凝土澆筑齡期差為12 d，第二節(jié)墩身與第三節(jié)墩身混凝土澆筑齡期差為72 d。具體右幅3#墩、右幅4#墩、左幅5#墩薄壁空心墩墩身混凝土澆筑情況如表1所示。

表1 黃渡橋薄壁空心墩澆筑情況

續(xù)表1

3 病害情況

薄壁空心墩于2016年3月試運(yùn)營前檢測發(fā)現(xiàn)右幅3#墩大小樁號(hào)側(cè)面、右幅4#墩小樁號(hào)側(cè)面、左幅5#墩小樁號(hào)側(cè)面各存在1條豎向裂縫，4條裂縫均位于橋墩軸線附近，距承臺(tái)0～10 m范圍，寬度介于0.1～0.53 mm間，其中右幅3#墩大樁號(hào)側(cè)面第三施工節(jié)段裂縫寬度最大，約0.53 mm。如圖1～圖4所示。

圖1 右幅3#墩大樁號(hào)側(cè)面裂縫

圖2 右幅3#墩小樁號(hào)側(cè)面裂縫

4 裂縫成因分析

(1)薄壁墩底部與大體積的承臺(tái)固結(jié)，底部形成了強(qiáng)大的約束，先期澆筑的承臺(tái)的早期收縮已基本完成，承臺(tái)與墩臺(tái)之間由大量的鋼筋聯(lián)結(jié)，約束的剛度極大，造成薄壁墩混凝土在變形時(shí)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，越接近承臺(tái)面的應(yīng)力就越大，因而豎向裂縫出現(xiàn)一般是從承臺(tái)面向上延伸，呈下寬上窄的形狀。而橋梁底部有長1.5 m實(shí)心段和2.5 m過渡段，再往上是空心段，豎向裂縫主要出現(xiàn)在2.5 m的過渡段，這是由于薄壁墩的剛度相對(duì)底部實(shí)心段出現(xiàn)了明顯的降低造成的，寬度也基本符合下寬上窄的規(guī)律。

圖3 右幅4#墩小樁號(hào)側(cè)面裂縫

圖4 左幅5#墩小樁號(hào)側(cè)面裂縫

(2)薄壁高墩采用分節(jié)段澆筑的方式進(jìn)行施工的，節(jié)段施工時(shí)間安排不合理，特別是間隔時(shí)間長造成節(jié)段間混凝土收縮、徐變差異較大，也是產(chǎn)生豎向裂縫的原因之一。特別是右幅3#墩第一節(jié)(實(shí)心段)的澆筑日期為2014年5月16日，第二節(jié)(過渡段)澆筑日期為2014年5月28日，第三節(jié)(空心段)澆筑日期為2014年8月13日，右幅3#墩前三節(jié)段的澆筑間隔時(shí)間嚴(yán)重超出正常施工準(zhǔn)備時(shí)間，而且澆筑時(shí)氣溫差異大，造成節(jié)段混凝土的收縮、徐變差異大，這是右幅3#墩豎向裂縫長度和寬度較其他橋墩更為嚴(yán)重的主要原因之一。

(3)混凝土在硬化過程中要產(chǎn)生大量的水化熱，而薄壁墩受到現(xiàn)場條件的限制會(huì)對(duì)混凝土養(yǎng)生效果產(chǎn)生一定影響，同時(shí)薄壁墩箱室內(nèi)外溫度升降速度不一致，也會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫。

(4)施工工藝合理與否也是薄壁高墩產(chǎn)生豎向裂縫的原因之一，混凝土的水灰比、塌落度等控制指標(biāo)的大小，集料的級(jí)配和振搗效果等因素都會(huì)對(duì)混凝土的收縮量產(chǎn)生影響。

5 結(jié)束語

通過對(duì)薄壁空心墩豎向裂縫的檢測與成因分析，驗(yàn)證了薄壁空心墩出現(xiàn)裂縫主要是由于溫度應(yīng)力、混凝土收縮、徐變和施工工藝控制等原因引起的，特別是薄壁高墩施工節(jié)段時(shí)間安排不合理，易造成超寬裂縫出現(xiàn)。這也為其他薄壁空心墩結(jié)構(gòu)橋梁類似裂縫分析提供參考與借鑒。

[1] 郭升烈.湘江大橋薄壁空心墩墩身裂縫成因與預(yù)防控制[J].城市道橋與防洪，2008，(3)：58-59.

[2] 毛江濤.橋梁空心薄壁墩裂縫成因與預(yù)防[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，(2)：162-163.

Adissertationondetectionandanalysisofcausesofcracksinthin-walledhollowpier

SUN Xiao-bo

(Zhejiang Jiaoke Engineering Testing Co. Ltd, Hangzhou，Zhejiang 311215，China)

Through the detection of a highway bridge, a detailed description of the vertical cracks in thin-walled hollow pier, and combining with the construction of thin wall piers, the causes of the disease were analyzed. Has certain guiding significance to the construction of future analysis, provide the reference for the similar engineering cracks.

thin-walled hollow pier; crack detection; genetic analysis

2017-03-23

孫曉波(1986-)，男，浙江臨海人，助理工程師，主要從事公路工程檢測。

U445

：C

：1008-3383(2017)06-0069-02