摘要 文章以黔西南州金州大橋建設(shè)為例，探討了懸索橋錨碇大體積混凝土裂縫的控制與處治方法。研究結(jié)果表明，在懸索橋錨碇大體積混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工和維護(hù)過程中，應(yīng)充分考慮裂縫控制與處治的問題，采取合適的方法加以處理，以確保結(jié)構(gòu)的安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理。

關(guān)鍵詞 懸索橋；錨碇大體積混凝土；混凝土裂縫；處置

中圖分類號 U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）07-0069-03

0 引言

針對懸索橋錨碇大體積混凝土而言，如何控制混凝土裂縫已成為混凝土構(gòu)件質(zhì)量控制的核心問題。該文主要以貴州省黔西南州金州大橋?yàn)槔?，介紹了懸索橋錨碇大體積混凝土裂縫控制及處置的技術(shù)措施。

1 黔西南州金州大橋建設(shè)的背景

金州大橋是一座主跨450 m長的鋼桁梁、地錨式懸索橋，興義側(cè)錨碇的底面面積（順橋方向）為53.6 m（橫橋方向）×59 m，高45.6 m。錨塊底部為四級梯形齒坎結(jié)構(gòu)，每個梯形高度為3.5 m。

2 大橋建設(shè)前期出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題的原因分析

造成大體積混凝土開裂的因素主要從原材料及混凝土拌和物、施工工藝、錨碇混凝土澆筑時溫度控制、分層（分段）澆筑時間間隔、第一階段的養(yǎng)護(hù)（維護(hù)）、地基沉降等方面進(jìn)行分析。

2.1 原材料及混凝土拌和物

根據(jù)第一階段施工檢測資料、監(jiān)理資料，原材料及混凝土拌和物總體符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求。

2.2 施工工藝。

2.2.1 澆筑層高及冷卻水管布置

設(shè)計文件要求分層澆筑層高為1.0 m，實(shí)際分層澆筑層高多數(shù)超過2.0 m。經(jīng)查閱資料，上述實(shí)際采用的澆筑層高及冷卻水管布置參數(shù)經(jīng)過批復(fù)，認(rèn)為實(shí)際采用的澆筑層高及冷卻水管布置參數(shù)選擇對混凝土施工過程的影響較小，但實(shí)際溫度控制成效與相關(guān)規(guī)范相比存在一定的偏差[1]。

2.2.2 分層界面處理

分層界面處理不當(dāng)易導(dǎo)致分層澆筑的混凝土存在裂隙，進(jìn)而導(dǎo)致滲水、開裂等情況。

2.2.3 振搗

通過檢查現(xiàn)場鉆孔芯樣，發(fā)現(xiàn)鉆孔芯樣存在粗骨料分布不均勻、粗骨料性質(zhì)不符合規(guī)范要求等情況，混凝土的均勻性差異較大，可認(rèn)為施工時振搗效果不佳?；炷恋木鶆蛐圆町愝^大將導(dǎo)致不同部位混凝土的實(shí)際抗拉強(qiáng)度的較大差別。

2.3 錨碇混凝土澆筑時溫度控制

施工監(jiān)控數(shù)據(jù)反映存在混凝土入模溫度偏高、澆筑后局部溫度偏高、溫差偏大、降溫速率偏大的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的存在，將直接影響混凝土的凝固狀態(tài)，易造成混凝土內(nèi)部或表面的溫度裂縫。

2.4 分層（分段）澆筑時間間隔

實(shí)際施工時，分層（分段）澆筑時間間隔均較長，基本上都大于相關(guān)規(guī)范或設(shè)計文件的分層（分段）澆筑時間間隔要求。公路、水運(yùn)、建筑等行業(yè)規(guī)范均指出，澆筑間歇期應(yīng)控制在7 d以內(nèi)，以減小各層混凝土的齡期差。實(shí)際澆筑時，澆筑間歇期遠(yuǎn)超7 d，則下層混凝土可視為主要凝固等階段已完成。

2.5 后期養(yǎng)護(hù)（維護(hù)）

經(jīng)過第一階段施工單位確認(rèn)，在2017年8月23日停工后，第一階段施工單位未對混凝土頂面進(jìn)行有效的遮蓋等防護(hù)。加上橋址區(qū)降水較多，導(dǎo)致雨水等可從混凝土頂面下滲。這些滲入的水體，在降水導(dǎo)致的錨塊內(nèi)部水體高度變化的條件下，會在錨塊內(nèi)部形成交變的水壓力，導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步擴(kuò)張。

2.6 地基沉降

根據(jù)已施工完畢錨碇特征點(diǎn)坐標(biāo)及高程核驗(yàn)結(jié)果，可以認(rèn)為已施工完畢錨碇未發(fā)生明顯的位移和明顯沉降。因此，地基沉降不是錨塊和錨體混凝土病害的成因。

3 錨體及錨塊病害處治

3.1 第一次鑿除

自現(xiàn)有混凝土頂面往下整體鑿除，鑿除深度H以鑿至未見裂縫且不小于4.2 m為基準(zhǔn)，橫向鑿除寬度為錨塊全寬，然后在混凝土面進(jìn)行界面處理。

3.2 第二次鑿除

鑿除錨體剩余部分。鑿除錨體時，部分錨塊予以保留。錨體底面的錨塊混凝土鑿除，錨塊對應(yīng)于錨體鑿除位置的側(cè)壁位置混凝土及鋼筋等予以鑿除[2]。錨體范圍包括前錨室頂板、底板、側(cè)壁內(nèi)表面自前錨面向后錨面延伸，延伸面與前錨面、后錨面圍成的空間?；炷凌彸秶鷪D示見圖1～3。

3.3 界面處理

對錨塊保留部分的混凝土面鑿出剪力鍵，進(jìn)行界面處理，在每個鑿后形成的混凝土表面植筋。植筋宜采用U筋。對錨塊側(cè)壁鋼筋進(jìn)行清潔和除銹處理。植入的鋼筋呈梅花形布置，中心間距30 cm，宜采用φ16 mm的HRB335鋼筋，外露長度不大于50 cm，植入混凝土深度20 cm。鋼筋與植筋孔之間灌注植筋膠。

3.4 局部挖方

因鑿除混凝土需要，對錨碇周邊土體適當(dāng)開挖，在錨碇混凝土重新澆筑后回填。局部挖方范圍見圖4。

3.5 重新施作

按圖紙重新安裝錨孔管道及定位架，重新澆筑錨塊和錨體已鑿除部分。

4 錨碇大體積混凝土施工階段的裂縫控制措施及要點(diǎn)

混凝土開裂溫度與混凝土的溫差、約束條件、混凝土抗張拉強(qiáng)度等因素相關(guān)。所以，對裂縫的治理也要從這幾方面入手。

（1）在混凝土施工過程中，溫度的控制是控制裂縫的一個重要方法?；炷翜囟鹊淖兓蓜澐譃檫B續(xù)溫度和連續(xù)時間溫度。

（2）增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的主要措施是增加混凝土的抗拉強(qiáng)度，并通過降低彈性模量、增加極限拉伸等其他力學(xué)特性，以確保在任何時間點(diǎn)上，混凝土的抗拉強(qiáng)度都高于當(dāng)時的溫度應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)抗裂[3]。

（3）在減少約束的錨碇混凝土施工中，采用合理的分層分段可以減少基巖和下層混凝土對上部混凝土的限制，降低混凝土的溫度應(yīng)力。

（4）大體積混凝土在選用原材料和進(jìn)行配合比設(shè)計時，應(yīng)按照降低水化熱溫升的原則進(jìn)行，并應(yīng)符合下列規(guī)定。①宜選用低水化熱和凝結(jié)時間長的水泥品種。粗集料宜采用連續(xù)級配，細(xì)集料宜采用中砂。②進(jìn)行配合比設(shè)計時，在保證混凝土強(qiáng)度、和易性及坍落度要求的前提下，宜采取改善粗集料級配、提高摻合料和粗集料的含量、降低水膠比等措施，減少單方混凝土的水泥用量。③大體積混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計及質(zhì)量評定時，可按60 d齡期的抗壓強(qiáng)度控制。

（5）大體積混凝土的施工應(yīng)提前制定專項(xiàng)施工技術(shù)方案，并應(yīng)對混凝土采取溫度控制措施。大體積混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)和溫度控制應(yīng)符合下列規(guī)定：①施工前應(yīng)根據(jù)原材料、配合比、環(huán)境條件、施工方案和施工工藝等因素，進(jìn)行溫控設(shè)計和溫控監(jiān)測設(shè)計，并應(yīng)在澆筑后按該設(shè)計要求對混凝土內(nèi)部和表面的溫度實(shí)時監(jiān)測和控制。②大體積混凝土可分層、分塊澆筑。分層、分塊的尺寸宜根據(jù)溫控設(shè)計的要求及澆筑能力合理確定。當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸相對較小或能滿足溫控要求時，可全斷面一次澆筑。③分層澆筑時，在上層混凝土澆筑之前應(yīng)對下層混凝土的頂面作鑿毛處理，且新澆混凝土與下層已澆筑混凝土的溫差宜小于20 ℃，并應(yīng)采取措施將各層間的澆筑間歇期控制在7 d以內(nèi)。④分塊澆筑時，塊與塊之間的豎向接縫面應(yīng)平行于結(jié)構(gòu)物的短邊，并應(yīng)在澆筑完成拆模后按施工縫的要求進(jìn)行鑿毛處理。⑤大體積混凝土的澆筑宜在氣溫較低時進(jìn)行，但混凝土的入模溫度應(yīng)不低于5 ℃。熱期施工時，宜采取措施降低混凝土的入模溫度，且其入模溫度不宜高于28 ℃[4]。⑥大體積混凝土的溫度控制宜按照“內(nèi)降外保”的原則，對混凝土內(nèi)部采取設(shè)置冷卻水管通循環(huán)水冷卻，對混凝土外部采取覆蓋蓄熱或蓄水保溫等措施進(jìn)行。⑦大體積混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥時，其澆筑后的養(yǎng)護(hù)時間不宜少于14 d，采用其他品種水泥時不宜少于21 d。

5 結(jié)語

在懸索橋錨碇處出現(xiàn)大體積混凝土裂縫可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞和影響使用安全，是嚴(yán)重的質(zhì)量問題。因此，對于橋梁大體積混凝土在施工過程中或施工后出現(xiàn)的質(zhì)量病害，采取適當(dāng)?shù)目刂坪吞幹未胧┦侵陵P(guān)重要的。通過合理的控制和處治，可以經(jīng)濟(jì)地確保橋梁結(jié)構(gòu)的使用安全、耐久性和穩(wěn)定性。

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