重力式桥台的裂缝病害及防治

重力式桥台的裂缝病害及防治

摘要：重力式桥台的典型病害是台身开裂、台后路面下沉，若任其发展必将影响桥梁的正常使用和安全。u型桥台是当前公路桥梁中广泛应用的的一种重力式桥台，它是凭借自重来维持台后土压力的平衡，台体施工所用材料主要是混凝土、片石混凝土和石砌等圬工材料，而且都是现场浇筑或砌筑。本文根据项目建设的实际情况，对u 型桥台裂缝类型以及出现裂缝的原因进行了简要的分析，同时提出了加固及防治措施。

关键词：桥梁工程u形桥台施工工艺 病害防治 加固

1 工程概况

乐山至宜宾高速公路工程lj16合同段太原铁建管段起点里程为k130+251.4，终点里程为k136+900(既有内宜高速公路)全长6.6486公里。管段位于宜宾北约10km,起于宗场镇北，止于象鼻镇，主要工程包括路基、桥梁、涵洞、排水及防护等工程。其中，大桥7座共876.33延米，中小桥4座共320.12延米，互通立交主线桥2座共709延米，匝道桥6座共1500延米。多数桥梁的下部结构中都涉及到了重力式桥台。

2 工程地质条件

工程所经区域为典型的丘陵地形地貌单元区，基岩埋藏较浅，顶部常直接裸露，风化严重，表层有时为残积物掩盖，谷底堆积有洪积物、坡积物或冲积物，局部存在淤泥。谷底多为农田所在位置，表层覆盖层为地表水长期浸泡，地层承载力值低。

路线沿线岩性以泥质砂岩为主，夹泥岩、砂岩，区域内构照不发育，多为新华夏构造

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体系形迹。岩体完整，岩层产状较平缓。

3 u型桥台施工工艺

3.1 明挖扩大基础施工定位放样→基坑开挖→模板加工及安装→混凝土浇筑→基坑回填。

3.2 台身、台帽及耳背墙施工。

①脚手架施工台身施工的脚手架均采用双排脚手

架。

②钢筋制作及安装。

③模板的制作及安装。

④浇筑混凝土。

由于篇幅原因，具体施工工序及措施不在这里赘述。

4 结合乐宜高速桥梁施工分析u形桥台典型病害与防治

4.1 台后路面下沉开裂

台后路面开裂u 型桥台病害中比较常见的病害之一，而且多存在路面凹陷的问题，这

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主要是没有根据施工要求进行台后填土施工所引起的。如在桥台台后填土过程中，土层过厚，而且无法压实，有的施工单位竟然采用大石块作为填筑材料，这样便无法满足设计的压实度，车辆通行后极易导致路面沉陷，严重时台后路面开裂、凹陷。若路面存在横向裂缝，则要时刻关注裂缝的发展情况，检查桥台台身是否发生了位移或沉降；若台后路面存在裂缝，并有路面隆起时，这可能是台前水平推力过大引起的，拱桥的u型桥台常出现这样的问题。

4.2 前墙中部裂缝

桥台前墙中部之所以存在竖向裂缝，一方面是因为桥面发生了不均匀沉陷或其基础松软造成的。正常情况下，竖向裂缝都上窄下宽，而且延伸到基础底部。另一方面，是对于材料为水泥混凝土浇筑的宽桥台，完成浇筑以后，混凝土表面常产生裂缝病害，这种裂缝主要是竖向的，但有长有短，无规律可循，有时也可能产生细短的横向裂缝，与竖向裂缝一起构成网状裂缝。混凝土表面收缩或发生温差变化，往往会引发这种裂缝。要减少或杜绝这种裂缝，先要保证桥台构造的设计合理可行，施工时必须采用合格的原材料，并严格按施工规范开展浇筑施工活动。具体来讲，应该最好以下两点：

一是在施工设计要防止前墙过宽。施工中，最好将过宽的桥台分为两个相对独立的u型台，或将变形缝设置在前墙中间，使其形成2个l型的桥台，再以l型或2个u 型桥台进行计算。正常情况下，如果桥台宽度大于12～15m，最好不要使用整体桥台；二是在施工过程中应采取有力的措施尽量避免混凝土收缩，如在确保混凝土强度的前提下，水泥的水热化要求可适当降低，最好不要在高温时段进行混凝土的浇筑。

4.3 在u型桥台裂缝病害中，发生频率较高的要数前墙与侧墙交接处的竖向裂缝。很多因素都会引发竖向裂缝，总的来说，主要包括下列因素：

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4.3.1 对于u型桥台来说，桥台封闭是无疑是最明显的缺点，填土很容易积水，不便于桥台内排水，而且是通过粘性来填筑桥台填土，这会扩大填土内摩擦角，增大土侧压力，导致侧墙或前墙出现向外倾斜的趋势，最终引发桥台裂缝。这类桥台裂缝主要表现在其两侧墙体出现错位现象。

4.3.2 桥台较高，也抬高了台后填土的高度，而且在荷载超标的情况下，会降低桥台的抵抗力，进而引发桥台裂缝。

4.3.3 桥台填土或其压实度到不到设计要求，造成填土沉陷，桥台前墙与侧墙交接的部位也会出现裂缝。

4.3.4 有的桥台因为在桥面铺筑或台内填土的施工中，使用的碾压机械是重型压路机，这回导致前墙和侧墙外倾，而且其交接的部位会有裂缝出现。所以，最好用轻质材料分层填筑桥台，而且要夯实，然后设置好墙体、盲沟的排水孔。

4.3.5 加固、修补台身裂缝时，一定要重点处理裂缝部位，并适当加固桥台结构。

①我们修补台身裂缝主要是为了保持结构的整体性能，提高结构的抗渗性和耐久性，使其具有一定的刚度和强度，保证其整体的美观性。当前，很多施工单位都通过压力注浆修补法和表面封闭修补法来修补桥台裂缝。对于开裂并未碎裂的前、侧墙采用高压灌注环氧砂浆的方法修补裂缝。为加强裂缝两侧砼的整体性，防止裂缝再次出现，可在裂缝两侧采用骑缝钢筋予以锚固。对于裂缝较少的墙体，可在骑缝钢筋外抹一层环氧砂浆防锈，并挂一层细钢丝网（固定在骑缝钢筋上）防止砂浆脱落。若墙体裂缝较多且纵横交错，可在墙体外包一层10cm厚砼。外包砼内设钢筋网，钢筋网与骑缝钢筋间相互固定。

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压力注浆修补法一般采用自动压力灌浆技术，此法施工过程如下：首先调查裂缝现状，分析原因、制定方案，选择合适的树脂。然后进行基层处理，将裂缝表面的灰尘清理干净，以保证该部位牢固、干燥，在裂缝宽、开口顺畅的地方，每隔15-20cm设计一个注入口。用快干型封缝胶将注浆底座粘帖于注入口处，同时用快干封面胶沿着裂缝表面涂刷，确保封闭。完成上述工序后，根据设计的配比制备好溶剂型灌浆树脂，然后将其倒进软管内，在底座上安装有树脂的灌浆器，将弹簧松开开始注浆。要自下而上的进行注浆，如果树脂量达不到要求可随时填补，注满所有的裂缝后方可停止注浆。注浆完毕后，拆除灌浆器，树脂固化后将堵头和底座敲掉，如有必要，可采用砂轮机打磨混凝土表面的封胶，使混凝土恢复到原来的状态，根据2:1或3:1的配比要求将水泥和普通水泥混合，为了达到外表的美观程度，可稍稍修饰混凝土外表。

②裂缝的出现会在一定程度上破坏台身的刚度、强度和稳定性，简单的填充或封闭的处理措施并不能从根本上杜绝裂缝的发生，施工单位应该对裂缝发生的原因进行具体的分析，再针对问题的根源采取补救措施。大部分施工单位主要采取以下几种措施来整治裂缝：①将台后填土挖出，再填料夯实，妥善处理台身排水孔。②桥台侧墙即前墙外浇筑辅助挡土墙，施工时，首先将锚筋打设在台身上，这样，新墙和旧墙就能连成整体并发挥出整体的作用。③桥台侧墙之间穿预应力钢束，施加预应力抵抗对侧墙的土压力。在侧墙外设混凝土框架墙，以抵抗锚固处的局部压力；锚固位置墙体可换成高强混凝土，将锚固点分散开来。④裂缝的出现会在一定程度上破坏桥台的整体性能，但若是破坏后的桥台按照l型桥台（前墙竖向裂缝时）或独立挡土墙（前墙和侧墙交接处竖向裂缝）计算其强度、刚度、稳定性都达到了设计要求，可不进行加固。

分离立交桥台台身开裂现象非常严重，尤其是侧墙大块碎裂，仅修补裂缝已无法恢复侧墙的整体性，须凿除并按原尺寸重浇部分墙身，并在重浇墙身内设置一层钢筋网（钢筋网锚入侧墙保留部分）以加强新、老砼的结合。

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修复侧墙需开挖台腔填土，这部分填土在回填时应采用砂砾或渗水性好的土。对于侧墙开裂并未碎裂的桥台，在台帽下台身外侧面（包括台背）设置钢筋砼圈梁(见图a)，以加强桥台侧墙的抗倾覆性与整体性、增大各侧墙的抗剪能力，达到约束桥台各墙体侧向变形的目的。圈梁厚为20cm，高度视开裂程度的不同取用50cm和100cm，圈梁通过锚入台身的锚固筋与桥台形成整体。

考虑到台后钢筋砼圈梁较长，如同一道搁置在弹性支承上且两端固结的连续梁，受力较复杂，须在圈梁下设置一层厚20cm-30cm的素砼作为圈梁基础。若台身高度较大，除设置圈梁外还应视台身高度不同增设多根扁担梁，以增大侧墙的抗剪刚度，并约束侧墙病害继续发展（见图a）。进行局部侧墙修复后的桥台为增强侧墙的整体性和抗推能力，防止侧墙和前墙间开裂，也可在侧墙顶部设置扁担梁（见图b）。扁担梁与圈梁一样也应通过锚固筋与桥台侧墙形成整体。

对于台腔填土采用非透水性材料的桥台，为减少雨水渗入台腔、改善受到车辆荷载后桥台侧墙的结构受力状态，可采用拆除原搭板及枕梁后，依据桥台构造的不同，在整个桥台顶层现浇25cm或30cm厚整体钢筋砼盖板的方法加固，并在盖板下设置15-20cm厚贫砼基础。桥台顶层盖板内应设置较强劲的双层钢筋网，以承受车辆荷载对盖板的双向空间作用。双层钢筋网之间通过短钢筋连接。

5 结语

本人通过对乐山至宜宾高速公路工程lj16合同段中重力式桥台的施工经验的总结，意识到在实际桥梁工程施工中，一定要严格按照图纸准确施工，如发现现场实际状况与图纸不符，应及时通知设计、监理、业主等方共同处理，如施工后因多方面的原因造成开裂，要分析明确其产生裂缝的原因，针对病害应该多方面综合考虑后选择适应的加固和处理方

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式，也可以彻底消除工程隐患，只有这样才能做好重力式桥台裂缝的防治工作，保证其良好的发挥作用。

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