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公路橋梁施工中裂紋形成的原因與治理措施論文
摘要：隨著我國公路橋梁工程事業(yè)的快速推進, 公路橋梁施工裂縫成為人們關(guān)注的焦點, 受到諸多因素的影響和干擾, 公路橋梁施工裂縫的出現(xiàn)會導致施工質(zhì)量下降、工程進度延長, 甚至會出現(xiàn)橋梁垮塌和人身傷亡事故等, 為此, 要重視公路橋梁施工裂縫的防范, 要全面分析公路橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因, 并提出切實有效的應對策略, 以較好地保證公路橋梁施工建設(shè)的安全穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：公路橋梁; 施工裂縫; 原因; 應對策略;
Abstract：With the rapid development of highway and bridge engineering in our country, the construction crack of highways and bridges has become the focus of people's attention. It is influenced and interfered by many factors. The appearance of construction crack of highway and bridge will lead to the decline of construction quality and the extension of project progress. Therefore, it is necessary to pay attention to the prevention of the cracks in the construction of highway bridges, comprehensively analyze the causes of the cracks in the construction of highway bridges, and put forward practical and effective countermeasures, in order to better ensure the safety and stability of highway bridge construction.
Keyword：highway bridge; construction crack; reason; countermeasure;
公路橋梁工程施工建設(shè)是我國極其重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容, 對于社會經(jīng)濟發(fā)展有重大的意義和作用。然而, 在公路橋梁工程施工中出現(xiàn)的裂縫極大地影響了公路橋梁的整體質(zhì)量和安全, 為此, 要全面分析公路橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因, 并探索公路橋梁施工裂縫的應對策略, 為公路橋梁基礎(chǔ)建設(shè)提供良好的保障。
1 公路橋梁施工裂縫的危害性認識
(1) 滲漏危害。公路橋梁施工裂縫會導致水流滲漏到工程內(nèi)部, 引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的水解現(xiàn)象, 在氣溫下降的寒冷季節(jié)時, 滲漏的水流還會產(chǎn)生凍脹作用, 使公路橋梁裂縫不斷擴大, 導致公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定和安全。
(2) 碳化危害。公路橋梁施工裂縫會加劇混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的碳化現(xiàn)象, 這主要是由于公路橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)由水泥原料構(gòu)成, 水泥會與空氣、水產(chǎn)生化學反應, 生成穩(wěn)定性較差的碳酸鈣, 導致混凝土結(jié)構(gòu)的力學性能、物理特點發(fā)生改變, 給公路橋梁帶來安全和穩(wěn)定隱患。
(3) 腐蝕危害。公路橋梁施工裂縫會在周邊環(huán)境中的空氣和水的滲透作用下, 侵蝕和破壞混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋、金屬構(gòu)件的純化膜, 使其生成的銹蝕體積明顯大于其自身的體積, 降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。
2 公路橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因剖析
2.1 施工工藝不合理而引發(fā)的裂縫
公路橋梁施工建設(shè)的過程中, 施工工藝和方法是極其重要的內(nèi)容, 如果混凝土澆筑施工工藝不夠科學合理, 則會使公路橋梁出現(xiàn)不同程度的貫穿裂縫、橫向裂縫等。具體來說, 因施工工藝不合理而引發(fā)的裂縫原因包括有以下內(nèi)容: (1) 混凝土保護層的厚度過大。由于施工工藝設(shè)計不夠科學, 導致鋼筋混凝土的保護層過厚;或者鋼筋受到外界反復的踩踏而導致其保護層加厚, 這就使建筑構(gòu)件的高度減小, 受力鋼筋出現(xiàn)垂直方向的施工裂縫。 (2) 混凝土振搗施工工藝不夠合理。在公路橋梁施工的過程中, 對混凝土的振搗施工工藝內(nèi)容是必不可少的重要環(huán)節(jié), 要通過對混凝土的振搗施工方式以達到增強混凝土強度及使用性能的目的。然而, 如果混凝土振搗施工工藝不夠科學合理, 如:振搗速度過快、過慢、插點沒有均勻排列等問題, 則會使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部出現(xiàn)空洞、蜂窩等缺陷, 降低混凝土結(jié)構(gòu)的均勻性和致密度。 (3) 混凝土澆筑不夠合理。公路橋梁的混凝土澆筑施工工藝也是重要的內(nèi)容, 如果澆筑工藝不夠科學合理, 如:速度過快、澆筑高度問題、澆筑的分段分層出現(xiàn)問題、沒有持續(xù)連貫操作等, 都會導致混凝土澆筑的裂縫問題。
2.2 溫度變化引發(fā)的施工裂縫
公路橋梁工程施工會受到溫度的變化影響, 它是影響公路橋梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵要素, 由于我國地域遼闊, 不同地區(qū)的公路橋梁施工難免會受到溫度差異性變化的影響, 公路橋梁的混凝土施工材料有熱脹冷縮的自然屬性和特點, 會在溫度變化的條件下而產(chǎn)生相應的物理改變, 如:變形現(xiàn)象等, 由此而引發(fā)公路橋梁結(jié)構(gòu)的施工裂縫問題。具體來說包括以下方面的內(nèi)容: (1) 年溫差。年溫差的變化相對緩慢, 會使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生蠕變性, 出現(xiàn)橋梁的縱向位移現(xiàn)象而出現(xiàn)裂縫。 (2) 日照。公路橋梁在受到太陽曝曬之后, 溫度梯度會呈現(xiàn)出非線性分布的狀態(tài), 導致其局部拉應力增大而出現(xiàn)裂縫。 (3) 驟然降溫。這種情況會導致公路橋梁結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降, 產(chǎn)生溫度梯度而逐漸生成裂縫。 (4) 水化熱。公路橋梁施工所用的大體積混凝土會出現(xiàn)水泥水化放熱的現(xiàn)象, 在內(nèi)外溫差相差較大的狀況下而出現(xiàn)表面裂縫。 (5) 養(yǎng)護施工措施不夠科學合理, 也會使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)較大的溫度差異, 而引發(fā)裂縫問題。
2.3 地基變形而引發(fā)的施工裂縫
公路橋梁施工的地基是重要的前提和基礎(chǔ), 對于工程施工質(zhì)量有直接而密切的關(guān)聯(lián), 如果地基不夠穩(wěn)定, 出現(xiàn)偏移或荷載力不足等情況, 則會極大地降低公路橋梁施工質(zhì)量, 也由此而引發(fā)裂縫現(xiàn)象。
2.4 荷載而引發(fā)的施工裂縫
公路橋梁所能夠承受的荷載也是重要因素之一, 如果公路橋梁的荷載量超出其自身的設(shè)計標準, 則會導致公路橋梁出現(xiàn)裂縫問題。加之如果在混凝土澆筑或養(yǎng)護的操作中, 如果不夠科學合理, 則也會降低結(jié)構(gòu)的荷載能力, 造成對路面及結(jié)構(gòu)的損害。
2.5 混凝土自身收縮而引發(fā)的裂縫
在公路橋梁的施工過程中, 混凝土也會存在因自身干縮和塑性收縮而引發(fā)的裂縫現(xiàn)象。以混凝土養(yǎng)護施工環(huán)節(jié)為例, 如果混凝土養(yǎng)護期間操作不夠合理, 則會加快水分蒸發(fā)的速度, 導致混凝土失水過多而產(chǎn)生收縮和干縮性裂縫。同時, 混凝土自身的變形會受到內(nèi)部的限制, 當其表面拉應力比抗拉力要大時, 則會導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)干縮裂縫現(xiàn)象。另外, 當混凝土結(jié)構(gòu)在水平、豎向移動不均勻的過程中, 由于受力不均勻則會產(chǎn)生附加應力, 當其超出抗拉力時也會引發(fā)沉降裂縫。
2.6 施工材料質(zhì)量引發(fā)的裂縫
在公路橋梁施工的過程中, 混凝土使用材料、配比等因素也是重要的內(nèi)容, 如果混凝土施工材料混合配比不夠合理則也會導致施工裂縫。另外, 如果施工操作人員自身技術(shù)水平欠缺、操作不夠規(guī)范、質(zhì)量意識淡薄等, 也會導致公路橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題。
3 公路橋梁施工裂縫的應對策略探索
3.1 控制公路橋梁施工工藝
公路橋梁施工工藝是極其重要的施工內(nèi)容之一, 要著重加強對混凝土施工工藝的控制, 以提高混凝土施工質(zhì)量, 減少和控制裂縫的現(xiàn)象, 首先要選擇質(zhì)量優(yōu)良、價格低廉的水泥, 并注重混凝土的配合比, 要通過科學的實驗和測試確定混凝土配制比例, 結(jié)合混凝土施工質(zhì)量的要求, 選取適宜的添加劑, 并合理控制好添加劑的使用量, 以達到強化混凝土塑性、增強混凝土抗拉性能的效果。同時, 還要在公路橋梁施工工藝之中, 注重對預埋件的合理設(shè)計和施工, 要在結(jié)構(gòu)受力部位加設(shè)鋼筋網(wǎng)、鐵絲網(wǎng)等構(gòu)件, 增強混凝土結(jié)構(gòu)的強度、抗裂性能, 并在易于出現(xiàn)裂縫的區(qū)域, 預設(shè)傳感器, 有效地防范和應對混凝土施工中出現(xiàn)的裂縫。另外, 還要加強對施工技術(shù)的管理和控制, 要進行科學施工、規(guī)范施工, 對于可預見的問題進行及時的處理和控制, 較好地避免裂縫問題。
3.2 做好混凝土施工的溫度控制
為了避免公路橋梁施工中的溫度裂縫問題, 要注重混凝土施工過程中的溫度控制, 具體來說可以采用如下方法加以規(guī)避和防范:
(1) 選取低熱或中熱水泥進行公路橋梁施工原材料, 如:礦渣水泥、粉煤灰水泥等, 并減少水泥的用量, 應當將其控制在450kg/m3以內(nèi);還要降低水灰比, 將其控制在0.6以內(nèi)。同時, 要改善水泥骨料級配, 可以通過摻加粉煤灰或高效減水劑的方式, 減少水泥的用量, 以達到降低水泥的水化熱的作用。
(2) 在混凝土澆筑施工的過程中, 可以合理利用澆筑層面, 避免混凝土澆筑的厚度過大, 影響混凝土自身的散熱。要盡量降低骨料入模的溫度, 必要時可以采用循環(huán)冷卻系統(tǒng), 將冷水管填埋于混凝土之中, 利用冷水在混凝土中的流動性, 實現(xiàn)對混凝土內(nèi)部進行散熱;還可以采用薄層連續(xù)澆筑的方式, 以達到混凝土快速散熱的目的。
(3) 控制混凝土入模時的溫度。通常在春季或秋季時進行大體積混凝土的澆筑施工, 以達到嚴格控制混凝土入模時溫度的效果。然而如果是在夏季進行混凝土澆筑施工, 則要采用各種有效的措施降低混凝土入模時的溫度, 并要注意避免使混凝土受到陽光的直接曝曬。
(4) 混凝土支架的安裝必須先進行預壓, 降低混凝土的非彈性變形, 并對混凝土表面的受力情況進行計算, 避免混凝土因塑性收縮而引發(fā)裂縫。
3.3 確保工程施工原材料的質(zhì)量
要對購買的工程施工原材料進行檢測, 包括原材料的質(zhì)量、性能的檢測, 使之符合公路橋梁施工的要求, 要關(guān)注原材料采購、質(zhì)量驗收等每一個環(huán)節(jié), 加強施工管理人員的質(zhì)量意識, 將不合格的原材料擋在公路橋梁施工場地之外, 預防和規(guī)避施工裂縫的生成。
3.4 對生成裂縫的技術(shù)處理
對于公路橋梁施工中已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫, 要進行適當?shù)男扪a和養(yǎng)護, 避免裂縫繼續(xù)擴大。通常可以采用表面修補法、直接注入法等技術(shù)措施, 對公路橋梁已經(jīng)生成的裂縫進行處理。通常來說, 對于寬度小于0.2mm、深度較淺的裂縫或者出現(xiàn)大面積漏水的防滲堵漏, 可以采用表面涂抹法和表面貼補法進行處理。對于寬度大于0.3mm的裂縫則可以采用直接注入法進行處理, 并在表面涂抹瀝青等防腐物質(zhì), 避免鋼筋銹蝕的情形。
綜上所述, 公路橋梁工程施工建設(shè)是極其重要的基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)容, 對于我國經(jīng)濟發(fā)展和社會進步有重大的意義, 要充分認識到公路橋梁施工裂縫的危害性, 全面剖析公路橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因, 提出切實有效的應對策略和方法, 避免公路橋梁裂縫的生成, 并采用有效的科學修復技術(shù)對已經(jīng)生成的裂縫進行處理, 提升公路橋梁的整體質(zhì)量。
參考文獻
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