桥梁混凝土表面缺陷修复.pdf

公路 交通技 术 2 0 1 0年 2月 第 1 期T e c h n o l o g y o f Hi g h w a y a n d T r a n s p o d F e b 2 0 1 0 N o 1 桥梁混凝土表面缺陷修复 陈元水 ( 南平浦南高速公路有限责任公司 ，福建 南平3 5 3 0 0 0 ) 摘要 ：介绍箱粱腹板混凝土表 面局部蜂 窝、麻面 、露筋等缺 陷的检查方法和应用 C G M 一 1 型 高强无收缩灌浆料 对 缺陷进行修复的工艺以及修复效果的质量评价，为类似工程提供参考。 关键词：混凝土表面缺陷；C G M高强无收缩灌浆料 ；修复工艺；质量评价 文章编号 ：1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 1 0 1 0 0 8 7 0 4 中图分类号 ：U 4 4 3 3 文献标识码 ：B Re p a i r f o r Su r f a c e De f e c t s o f Co n c r e t e o n Br i d g e s CHEN Yu a n s h u i 在结构混凝土施工浇筑过程中，有时由于深层 浇筑不到位或振捣不充分，会使混凝土表面出现蜂 窝 、麻面等表面缺陷。在不影响结构受力 ，保证结 构安全的前提下，可进行表面缺陷的修复 ，以避免 因废弃造成的浪费和重新浇筑造成的工期拖延。由 于导致混凝土蜂窝麻面等表面缺陷的原因较多，其 形态也多种多样 ，因此有必要对缺陷进行检测，以 便制定修复方案。本文以某高速公路大桥为例，详 细介绍结构混凝土蜂窝 、露筋等表面缺陷的检测 、 修复和质量评价。 1 工程概 况 某高速公路大桥上部结构采用 33 0 m+f 6 0 m +31 0 0 m+6 0 H 1 ) +23 0 m的 P c变截面连 续刚构箱梁与连续 T梁的组合形式 。刚构箱梁采 用单箱单室截面 ，箱梁顶 板宽 1 2 m，底板宽 6 2 5 m，外翼板悬 臂 长 2 8 7 5 m。混凝 土设计 强 度 为 C5 0。 变截面连续刚构箱梁采用挂篮悬臂浇筑法 。在 悬臂浇筑过程中，个别梁段 由于振捣不充分 ，造成 了混凝土表面局部蜂窝 、麻面 、露筋等缺陷。为 此，在对结构受力分析满足设计要求的前提下 ，对 混凝土表面出现的表面缺陷进行修复。 2 缺陷检测情况 2 1 缺陷检测方法选择 为全面掌握和了解混凝土表面缺陷的性状和分 布情况 ，需对其进行必要的检测判定。鉴于超声波 收稿 日期：2 0 0 9 0 5 一 l 1 作者简介：陈元水 ( 1 9 6 2 一 ) 男，福建省莆 田市人 ，本科 ，高T 检测需要在混凝土两侧对应检测 ，现场不能满足对 应条件，以及超声波检测进展较慢 ，影响桥梁施工 整体进度，所以确定利用地质雷达进行检测 。 本次地质雷达检测所用仪器为瑞 典 MA L A公 司研制生产的 R A MA CG P R型高精度探地雷达系 统。根据探测深度及探测 目标体等级 ，选用 1 0 0 0 MH z 屏蔽天线 ，该天线探测钢筋混凝土最大深度 超过 0 6 m，素混凝土最大探测深度超过 1 5 m，分 辨率可达 m m级 ，混凝土中存在 的诸如裂缝 、疏 松 、蜂窝等缺陷以及内部埋设物 ，在雷达图象上都 有相应的反射波，符合检测条件。结合雷达工作特 点，采用剖面法测量 ，在检测工作面上平行方向每 1 0 c m布置 l 条测线 。检测前对各种仪器 、设备进 行了认真检查和调试 ，以使其工作期间有 良好的运 行状态 ，确保采集数据真实可靠。 2 2 缺陷检测结果分析 经扫描检测发现 ，该桥 5 墩右幅 3 、4节段和 左幅 5 节段出现的混凝土蜂窝较为严重，蜂窝最大 深度在 2 0 02 5 0 m m之问，6 墩左幅 3节段 出现 轻度混凝土蜂窝情况，蜂窝出现的最大深度基本在 1 0 0m m以内。 1 )5 墩右幅 3 、4节段左腹板南平侧剖面线 1 1 7之问 出现混凝土蜂窝 ，最严重部位 出现在 4 8剖面线处 ，深度约为 2 5 0 瑚m。具体缺陷分布 情况见图 1 。 2 )6 墩左幅 3节段左腹板南平侧剖面线 1 2 l 之间出现混凝土蜂窝，最严重部位 现在 l 5 剖面线处 ，深度约为 1 0 0m m。6 墩左 幅 3节段左 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 8 公路交通技术 2 0 1 0血 腹板浦城侧剖面线 1 6之间出现混凝土蜂窝 ，最 严 重部位 出现 在 24剖 面线 处 ，深度 约为 1 0 0 mm。具体缺陷分布情况见图 2 。 3 缺陷修复 该桥悬浇箱梁混凝土缺陷主要在混凝土表面 2 5 0 mm范围内，经多方对比，决定采用 C G M一 1 型 高强无收缩灌浆料进行表面修复。 3 1 材料特点和技术性能 C G M一 1 高强无收缩灌浆料是一种具有早强( 1 d强度 大 于 3 0 MP a )，高 强( 2 8 d强度 大 于 6 0 M P a ) ，高流态 、微膨胀 、耐久性与可施工性好等多 单位 ：mit t 图 1 南平侧 5 墩右幅 3 、4节段表面缺陷分布示意 种优点的新型复合材料 ，是将流态混凝土、高强混 凝土 、早强混凝土、膨胀混凝土和混凝土外加剂等 多种现代混凝土技术有效结合的结果。在施工现场 只需加入一定量的水 ，搅拌均匀后直接灌注 ，无需 振捣 。该材料在机油 中浸泡 3 0 d后 ，其强度不降 低 ；2 0 0万次疲劳试验、5 0次冻融循环试验强度无 明显变化。其主要技术性能要求见表 1 。 3 2 C GM- 1 材 料现 场检测 C G M一 1 材料进场后 ，根据需要 ，对其抗压强 度 、限制膨胀率 、收缩率 、与旧混凝土的粘接等 性能进行 了检验。对 C G M一 1 材料与旧混凝土的粘 结性能 ，采用以下方法进行测试 ：1 ) 将混凝土试 块按劈裂抗拉强度方法劈成两半 ，注意一一对应 ； 2 )用搅拌均匀的灌浆料将破型样粘结在一起 ，实 验室养护 1 d后放入标准养护室养护 ；3 )到规定 龄期时 ，按混凝土劈裂抗拉强度试验方法沿粘结 面将试件破型，记录荷载；4 )将所得数据计算出 劈裂抗拉强度并换算成轴 向抗拉强度 。各项技术 参数的检验结果见表 2 。 3 3 施工 方法 C G M一 1高性能水泥基灌浆料 的施 工可采取 自 重法 、高位漏斗法 、压 力灌 浆法 3种方法实施 。 根据本次修复特点 ，即缺陷属于局部 、表层 ，同 时为 了保证灌浆料与旧混凝土的粘结 ，采用了高 6 墩左幅 3 节段左腹板 ( 南平侧 ) 6 墩左幅3 节段左腹板 ( 浦平侧 ) 单位 ：m m 图 2 墩左 幅 3节段左腹板表面缺陷分布示意 表 1 CG M一 1 材料主要技术性能指标 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 0年 第 1 期 陈元水：桥 梁混凝土表面缺陷修复 8 9 表 2 C GM一 1材料物理力学指标现场检验结果 指标 1 d 3 d 5 d 7 d 1 4d 2 8 d 检测方法 位漏斗法 ，利用该材料流动性好的特点 ，提高灌浆 的位能差 ，满足灌浆要求。 3 4 缺陷处理 3 4 1 表面浅层缺陷处理 所谓表面浅层缺陷 ，是指混凝土表面缺陷深度 不大于 5 0 mM的蜂窝麻 面，如图 3所示 。这种浅 层缺陷通常在混凝土保护层范围以外 ，或刚好 出现 露筋 ，原钢筋混凝土的截面承载力没有削弱 。对于 表面浅层缺 陷，先凿除疏松部 分并打深至 1 0 0 1 5 0 mm后，再采用 C G M一 1 高强无收缩灌浆料 自重 灌浆法进行修复。 3 4 2 深层缺 陷处理 所谓深层缺 陷，是指 缺陷深度 ( 厚度)大 于 5 0 m m但小于 3 0 0 m m的蜂窝麻面，如图 4所示。 这种深层缺陷通常渗透到混凝土保护层以内，原 钢筋混凝土的截面承载力被减弱 。对于此种表 面 深层缺陷 ，采用 C G M一 1 修复材料 自重灌浆法直接 进行灌注修复。 图 3 典 型表面浅层缺陷 3 4 3 施工工艺 1 ) 旧混 凝土处理 。 ( 1 )铲除旧混凝土基层的疏松部分 ，直至露 出 坚硬混凝土新表面，将表面凿毛或打成沟槽 ，清理 混凝土基层的碎石、浮浆、浮灰 、油污等杂物 ，铲 除深度宜达到 1 0 01 5 0m m。 图 4典型表 面深层缺陷 ( 2 )灌浆前 2 4 4 8 h ，混凝土表面应用清水 冲洗干净 ，保证充分湿润。灌浆前 1 h ，应吸干混 凝土表面水分。 2 )模板支设。 缺陷腹板混凝土表面凿毛 。清理完后 ，严格 按注浆施工图纸支设模板 ，模板采用 1 5 m m厚的 竹胶板 ，用膨胀螺栓和 8 c m的槽钢 固定 ；小缝隙 用棉纱 、胶带封 堵 ，确保模板支设牢固 、严密 ； 上部预备注浆 口。 3 )浆料拌制 。 ( 1 )用普通砂浆搅拌机搅拌灌浆料 ，严格按 产品说 明书推荐用水量加水 ，拌和水采用可饮用 水 ，水温宜不低于 5 c IC ，搅拌时间 1 2 ra i n 。 ( 2 )搅拌地点应尽量靠近灌浆施工地点。 ( 3 )每次搅拌 量视使用 量而定 ，以保 证 6 0 rai n内将料用完 。 ( 4 )现场使用时 ，严禁在灌浆料 中掺入任何 夕 ) 】 剂 、夕 掺齐 4 。 4 )浆料浇灌。 将搅拌均匀的灌浆料通过高位漏斗从同一个 方向灌 入灌 浆部位 ，灌 浆时 可用竹胶 片 、钢筋 、 助推器等进行引流和适 当插捣 ，或敲击模板等排 出气泡，脱模前避免振动。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 公路交通技术 2 0 l 0年 5 )拆模与养护。 灌注结束后 ，用塑料薄膜覆盖 。待浆料硬化 后 ，立即采用土工布覆盖养护 ，保持浆料表面潮 湿 ，在腹板上缘加喷淋水管喷淋养生 ，养护期 不 短于 7 d ，炎热或干燥天气养护期应延长到 1 4 d 。 正常温度下 ，1 2 d后拆模 ，拆模后继续保湿养 护。冬季最低气温低于 5 o C时 ，应采用保温保 湿 养护措施 。 拆模与养护时间应符合表 3的规定。 6 )对于面积较大的表面缺陷 ，采用分节支模 由下至上分别处理 ，一次浇筑高度不超过 0 9 r n 。 4 修复后质量评定 1 )修复时 ，对 C G M l 高强无 收缩灌浆料现 场取样 ，制作试件，进行同条件养生 ，检测其 2 8 d 表3 拆模和养护时间与环境温度的关系 强度。几种方法的检测结果见表 4 。 2 )修复完成后 ，对进行处理的混凝土部位采 用钻芯抽样检验方法检查。在修补面混凝土及附近 完好混凝土表 面粘贴应变片 ，后续节段张拉施工 时，通过对混凝土的应变测试来判定修补混凝土与 原混凝土是否共同受力。 3 )雷达波扫描检测结论。该桥箱梁混凝土表 面缺陷修补完成后 ，再次对混凝土修补后质量进行 了雷达波扫描。扫描结果表明，检测部位各层反射 波同相轴连续性较好 ，且较为规则，表明相应介质 较均一 、密实 ，未见分层 、裂缝 、空洞等缺陷，修 补结合面粘结牢固。 5结语 结构混凝土蜂窝麻面等表面缺陷在结构受力和 结构安全满足设计要求的前提下，为减少因废弃造 成 的浪费和重新浇筑造成 的工期拖延 ，可进行修 复 。C G M一 1高强无收缩灌浆料是一种具有早强 、 高强 、高流态、微膨胀 、耐久性与可施工性好等多 种优点的新型复合材料 ，用于混凝土表面缺陷修 复 ，工艺简单 ，效果 良好 ，值得推广应用。 表 4 CG M- 1 材料 2 8 d强度监控检测试验 结果 M P a 参 考 文 献 【 1 】 徐 舞桥梁检测与维修加固百问【 M 】 北京： 人民交通 出版社， 2 0 o 3 2 】 中国建筑科学研究院 G B T -5 0 0 8 1 普通混凝土力学性 能试验方法标准 S 北京：中国建筑工业出版社， 2 0 0 3 【 3 】 中国国家标准化管理委员会J C 4 7 6 2 o 0 l 混凝土膨 胀剂 S 】 北京：中国标准出版社，2 0 0 1 【 4 】 杨 国俊 桥梁结构物混凝 土外 观质量控制l j 】 公路交通 技术，2 0 0 5 ( 2 ) ： 1 0 0 1 0 2 【 5 】 中国建筑科学研究 院 G B 5 0 1 l 9 2 0 0 3 混凝 土外加 剂应用技术规范 s 】 北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 3 6 1 杨文渊桥梁维修与加固 M 】 北京：人民交通出版社， 1 98 9 【 7 】 李 斯 J T J F 8 0 1 -2 0 0 4 公路工程质量检验评定标准 【 S 】 北京：民主与建设出版社，2 0 0 2 【 8 】 孙文智，肖质江某钢筋混凝土 T梁桥翼板断裂后的加 固设计与施工【 J 公路交通技术， 2 0 0 4 ( 6 ) ： 8 0 8 2 9 田 培，王 玲G B 8 0 7 6 -2 0 0 8 混凝土 t , J J t l 剂应 用指 南【 S 】 北京：中国标准出版社， 2 0 0 9 【 1 0 胡文忠，张 毅高强混凝土技术及其应用 J 1 公路交通 技术，2 0 0 7 ( 1 ) ： 8 9 9 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m