摘 要：本文分析桥梁承台裂缝产生的原因，提出施工及运营阶段混凝土质量控制和对策措施，对已出现的裂缝提出合理的处理方法，并提出运营应急处理措施，为轨道交通的安全运营提供保障。
关键词：轨道交通 桥梁承台 混凝土 裂缝
1.承台裂缝成因分析
桥梁承台裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决承台裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。
（1）承台为大体积混凝土，如果在混凝土原材料、配合比、混凝土拌和质量、灌注振捣控制不严，在浇筑后水泥水化反应激烈，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，容易产生塑性收缩；加上水灰比大，表面灰浆较厚，收缩裂缝可能由此形成。（2）承台混凝土硬结以后，表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，形成缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生温差裂缝。（3）承台在分层浇筑的过程中，如果各层之间的龄期相差太大，容易在第二层形成混凝土收缩裂缝。（4）承台（水中）在混凝土浇筑过程中，如果封底混凝土漏水，则压力水容易使混凝土离析、形成蜂窝或孔洞，使混凝土整体或局部强度不足，运营后混凝土容易形成受力裂缝。 （5）承台在分层浇筑的过程中，如果两层之间的粘结得不到保证存在断层现象，承台无法整体受力，运营后混凝土容易形成受力裂缝。（6）轨道交通运营后，受到轨道交通动力荷载作用而引起的弯曲裂缝、剪切裂缝、扭曲裂缝、局部应力裂缝。如承台竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。
2.裂缝控制措施
（1）优先采用中低热水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值，降低拉应力，采用双掺技术，掺入粉煤灰和缓凝减水剂，粉煤灰掺入采用超量代换法，延缓混凝土的初凝时间，延缓混凝土水化热峰值的出现。（2）保证混凝土连续浇筑，应尽可能确保承台一次浇筑完成，再无法一次浇筑完成时应控制混凝土的浇筑间歇期和分层厚度，并简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。（3）根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在浇筑带的前后布置两道振动器， 第一道布置在混凝土出料口， 主要解决上部混凝土的振实，由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实，振动器插入下层混凝土内（下层初凝前）的深度应不小于5～10cm，每一振点的延续时间宜为20～30秒，由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。（4）掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，在承台内埋没若干个测温点（或温度传感器），检测指导温度控制。每个测温点埋设温管2根，分别埋置于承台混凝土的中心位置（测量混凝土中心的最高温升）及接近距承台上表面处（测量混凝土的表面温度），测温管均露出混凝土表面10cm。内部混凝土的最高温度应小于55℃，温度下降速率应小于1.5℃，最大水化热温升小于30℃。通过温度测试枪等工器具测量，前五天每2h测温1次，后期适当测量，测至温度稳定为止，同时控制拆模温差不大于25℃。（5）运营期间应加强地保巡视工作，严禁承台附件地面荷载突然增减、及时清理基础四周积水等状况，完善桥梁防撞措施。（6）运营期间应对桥梁承台沉降监测，并根据同一桥墩两侧测点的沉降值和距离，计算得到该桥墩的基础沉降差（即纵向和横向的倾斜）。承台沉降监测应测定沉降量、沉降差及沉降速度并计算墩台倾斜值。
3.承台裂缝确定
根据裂缝发生的时间，一般情况下，在浇筑完成后至初凝时间开裂类型为塑性收缩开裂以及沉降开裂；终凝至一周左右的龄期开裂类型为温度开裂以及自收缩开裂；开通运营较长时间后若动载未发生变化，产生的贯通裂缝可能是因为承台在分层浇筑的过程中存在断层现象，承台无法整体受力，运营后混凝土形成的受力裂缝；承台出现裂缝应首先全面掌握承台浇筑质量以及裂缝深度、扩展状况、何时开裂、裂缝是否稳定等资料。
3.1确定裂缝深度
对裂缝深度较小的采用塞尺或采用超声波测量，但现有超声波检测裂缝深度方法大多只适用裂缝深度约100mm，且结构内部钢筋对检测结果影响较大，所以仅供参考。
3.2确定裂缝宽度
采用智能裂缝观测仪测量裂缝宽度变化，受现场条件限制时可采用游标卡尺，采用钻孔打入水泥钉的方法于每条裂缝最宽处的两端埋设观测标志，使用游标卡尺内卡两端水泥钉帽长度，根据差值得出变化量。
3.3确定裂缝内部情况
用回弹仪对结构进行回弹检测，根据混凝土保护层厚度，得出结构混凝土抗压强度，或采用抽芯取样的方式，合理选择承台钻孔位置及尺寸，准确判断内部有无断裂层以及断裂层位置，并对样品进行抗压强度试验。
4.承台混凝土裂缝补修裂缝处理措施
承台裂缝修复的主要目的是恢复结构的整体性，保持结构的强度，刚度，耐久性，抗渗性，可根据裂缝尺寸确定其对混凝土构件的影响，若裂缝较小，几乎对承台的受力性能与耐久性能不产生影响；当裂缝宽度达到一定范围时，会影响到结构的耐久性；当裂缝达到特定值或形成贯通裂缝时，会影响承台的正常使用功能，甚至对轨道交通安全运营造成重大影响。对于承台各种既有裂缝，应换算在既有裂缝存在情况下，混凝土的界面刚度，验算是否影响结构的耐久性和正常使用性。对开裂轻微，不影响承台使用的，可采用表面封闭处理和压力灌浆修复处理，对影响承台使用的，则需要进行承台加固处理。
4.1 承台裂缝表面封闭处理
对于裂缝宽度在0.2mm以下的非活性裂缝，建议开裂部位用膏状环氧树脂密封，大于0.2mm的建议采用环氧树脂注入工法；对于裂缝宽度在0.2mm以下的活性裂缝，建议采用柔性环氧树脂密封，大于0.2mm的建议开U型槽，并用柔性环氧树脂密封。 4.2压力灌浆修复
对于宽度大于1mm且较深的裂缝，建议采用压力灌浆修复，采用化学材料灌浆，工艺流程分为裂缝清理→钻孔埋嘴→嵌缝止浆→压水（气）试验→灌浆→收尾处理及质量检查。
4.3加固处理措施
经评估影响承台使用的，应进行承台加固，加固方法应根据裂缝分析报告，按照裂缝成因、开展状况等具体情况而采用以下处理方法。
a）对裂缝进行压浆处理，封闭裂缝，防止钢筋进一步锈蚀；在承台顶面绕墩柱设置型钢抱箍，型钢采用化学螺栓与墩柱、承台连接牢固；将承台顶面及侧面凿毛、设置锚筋，在承台顶面及侧面加铺钢筋网，钢筋与墩柱根部型钢焊接牢固；浇筑外包混凝土。b）先对裂缝进行压浆处理，封闭裂缝，防止钢筋进一步锈蚀；将承台用钢板整体包裹；
钢板上在承台四周设置紧固装置，采用对称、渐进的方法，对承台施加三向压力；外包钢板外侧焊接锚固钢筋，浇筑外包混凝土。
5.运营期间（承台加固处理期）应急处理措施
对存在安全风险的桥梁，应对受影响区域启动限速，在严密监控下以45km/h的速度行车，并对大桥桥面及下部结构启动加密监测，特别是桥面高程和轨道的几何参数，并根据桥墩沉降量、桥面沉降量、桥墩承台裂缝变化情况启动预案。
（1）当桥墩沉降、桥面沉降单次变化量为（3mm，5mm），承台未出现新增裂缝或现有裂缝未出现明显的发展、扩散时，或单次轨道垂直沉降变形量为（4mm，6mm）时，应对影响区域以30 km/h行车； （2）当桥墩沉降、桥面沉降单次变化量为[5mm，10mm），或累计变化量为（10mm，20mm]，或承台出现少量新增裂缝，或现有裂缝长度、宽度、深度有明显的发展、扩散等情况或单次轨道垂直沉降变形量（6mm，10mm]时，应对影响区域以15 km/h行车，并调整列车时刻表，避免双向列车在相关区段会车。（3）桥墩沉降、桥面沉降单次变化量大于10mm，或累计变化量大于20mm；或承台出现大量新增裂缝，或现有裂缝长度、宽度、深度有很明显的发展、扩散等情况或单次轨道垂直沉降变形量大于10mm时，应立即停运。
6.结语
裂缝产生的原因很复杂，若能在混凝土结构施工之前和施工之后对混凝土是否开裂和可能开裂的程度进行控制，无疑对于混凝土结构质量控制有着重要意义；对于已经开裂的混凝土结构，若能迅速准确找到混凝土开裂的原因，并针对主要原因，采取有效措施进行修补，在运营管理过程中，进一步加强巡查和变形检测，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。
参考文献
[1]黄国兴.惠荣岩.混凝土的收缩[M]，中国铁道出版社.1999