向莆铁路闽江特大桥墩身裂纹分析及处理

　　一、概述
　　闽江特大桥位于福州市闽侯县上街镇和荆溪镇境内，全桥长7638.81m，起讫里程：FDK528+545.37～FDK536+184.18，中心里程FDK532+364.775。全桥共计214个墩台，213跨，桥跨布置为159孔32m简支T梁，21孔24m简支T梁，1孔20m简支T梁，1孔72m系杆拱，8联31孔连续梁。主要在FDK528+577处跨越福银高速公路，在FDK528+720处跨越316国道，然后跨越闽江，在FDK530+730处跨越规划滨江大道，在FDK532+618～FDK532+668处跨越规划福州外环高速公路，在FDK533+716处跨越荆溪，在FDK533+844处跨越115县道，在FDK534+163处跨越外福铁路疏解线后与外福铁路并行，最后在FDK535+126处跨越桐溪后而止。
　　闽江特大桥除0#和213#为空心桥台，1#墩为T形等截面实心墩外，其余共计212个墩身,墩身形式均为圆端形等截面或变截面单柱式实心墩，墩高由6m～26.4m不等，墩身钢筋净保护层3.5-4.0cm，墩台身混凝土为C35、C40耐久性混凝土。
　　二、墩身施工情况
　　闽江特大桥墩身自2009年8月开始施工，截止2009年11月9日共完成20个。
　　1、混凝土浇注和运输方法
　　墩台身及墩帽混凝土视墩身高度采用一次或分次浇注，由于墩身数量多，墩身模板倒用次数多，故墩身模板采用钢模板分节制造、拼装。
　　（1）混凝土运输采用混凝土搅拌车进行运输，搅拌车的在运送混凝土之前已将其混凝土罐内壁湿润，防止混凝土流动性减少。
　　（2）在混凝土的运输过程中，加强了协调工作保持混凝土施工的连续性。
　　（3）混凝土浇注采用分层施工，每层的浇注高度为20～30cm；采用插入式震捣器震捣，震捣器的移动间距不超过该震捣器作用半径的1.5倍，且每次震捣时，相互重合1/3，振捣棒操作时快插慢拔，震捣棒伸入下层5～10cm，与侧板保持5～10cm的距离，震捣时，避免振动棒碰撞模板、钢筋及其它预埋件。同时保证不漏震、欠振和过震，震捣的原则是，混凝土不再下沉，表面无气泡产生，出现泛浆，模板的转角及与模板接触面应震捣密实，无气泡残留。
　　（4）混凝土运输、浇注及间歇的全部时间不超过下层混凝土的初凝时间。
　　(5)当混凝土下落高度大于2m时，采用悬挂减速串筒，防止混凝土离析。
　　2、混凝土拆模时间
　　墩身拆模时混凝土强度达到设计强度的75%，本桥拆模时间一般控制在3天左右。拆模时杜绝硬撬，撞击，以免损伤混凝土表面。
　　3、混凝土的养护措施
　　混凝土浇注完成后，进入养护状态，养护采用自然养护，未拆模时采用墩顶模板内蓄水养护，拆模后采用墩顶补水养护，养护用水为淡水。在墩身模板拆除后，对混凝土表面采用塑料薄膜对其进行覆盖，洒水养护时间不少于14d，洒水频次以能保持混凝土表面湿润状态为度。（见图片1）。
　

　　三、墩身裂纹情况
　　1、裂纹形状
　　通过观测发现，墩身裂纹基本上都是竖向裂纹，多发生在承台向上5米范围内，裂纹深度在5cm以内，长度一般为2～5m，竖向发展。
　　2、裂纹发生时间
　　通过对裂纹观测数据的分析，墩身裂纹多产生在混凝土拆模后的5～15天左右时间范围内。
　　3、裂纹成因
　　墩身混凝土开裂的可能原因有：
　　（1）桥墩体积相对较大，混凝土标号相对较高且采用耐久性混凝土，水化热难以控制，实测温度显示3天后墩身内最高温度达65度。内外温差过大是产生混凝土开裂的主要原因。
　　（2）由于混凝土泵送的需要，混凝土单位体积用水量和砂率较大；且混凝土泵送时灌注速度较快，水化热难以及时散发。
　　（3）混凝土配合比方面，水胶比偏大、水泥用量偏多。
　　（4）原材料方面，水泥性能不稳定，水化热大，粉煤灰泌水量大。
　　（5）桥墩构造方面，钢筋保护层偏大，配筋偏少。
　　（6）混凝土养护方面，保湿与养护措施不到位。
　　（7）墩身混凝土灌注时，承台已施工多日，收缩徐变不一样。
　　四、墩身裂纹控制措施
　　加强研究，邀请相关方面的混凝土专家进场进行指导，多与相关单位交流、沟通。
　　1、施工中控制坍落度14cm左右，以减少含水量，从而降低水化热。控制混凝土浇筑速度，延长浇筑时间。
　　2、加强对现有裂缝宽度和深度的观测，掌握其发展变化的规律，在其处于稳定状态后提出合理的修补方案，并报监理审批后方可修补。
　　3、配合比进一步优化，参照东海大桥和杭州湾等大桥的相关经验，配合比采用双掺，即在混凝土中同时掺入粉煤灰和矿渣粉。
　　4、从施工工艺上加强研究、改进。在大体积混凝土内布置冷却水管，冷却管降温要有具体的指标。混凝土浇筑结束及终凝后开始不间断循环冷却，冷却时间为14天。
　　5、加强内部散热外部保温保湿养护，在混凝土内部埋置测温元件，掌握不同部位、不同级别混凝土在水化过程中的放热和温度变化规律，以指导混凝土的养护。
　　6、降低混凝土入模温度，采用粗骨料浇水和在搅拌水中加冰等措施最大限度降低入模温度。
　　7、加强对原材料的检验检测工作，特别是水泥的化学分析，确保原材料的质量稳定。
　　五、墩身裂纹修复施工步骤
　　1、修补材料
　　为使裂纹修补后外观色差相对较小，我部选用白水泥+水泥+粉煤灰和107胶试拌各种配比，并在做了多块色板。各种配比如下表：
　修补材料配比表

　　　经多人认真比较，选用配比为6：2：2，用107胶拌和。以上材料由试验室拌和完毕，现场须结合实际情况，适度调整白水泥及水泥的数量，以修补颜色与墩身本身颜色保持一致。
　　2、修补方法
　　表面清污除尘后，用刀片在墩身裂纹处切一道细缝，将表面裂纹适度拓宽(以便于修补)，然后将以上材料用刮刀均匀涂在裂纹缝处，待修补材料凝固后，用砂纸将修补处适度打磨，保证表面的平整光滑。
　　3、注意事项
　　（1）修补材料与墩身颜色应尽量保持一致。
　　（2）修补时应注意作业安全。
　　（3）所有进入施工现场的人员必须戴好安全帽，并按规定配戴劳动保护用品，或安全带等安全工具。
　　（4）所有人员不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋和裙子进入施工现场。
　　（5）在吊篮、钢管架上施工时，要有防护设施（护栏，安全绳等），以防止坠落。
　　
　　
　　
　　