邱上誌
摘要:在道路橋梁施工過程中出現(xiàn)裂縫是比較常見的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響著道路橋梁工程的質(zhì)量。多年來,混凝土施工裂縫問題一直困擾著橋梁施工人員。基于此,文章分析了橋梁工程施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,并總結(jié)歸納了橋梁工程混凝土裂縫的控制對策,以期為預(yù)防和控制道路橋梁裂縫提供一些經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:道路橋梁;施工;混凝土裂縫
引言
混凝土混合物制備較方便,強(qiáng)度高、抗壓性強(qiáng),而且持久性良好,加上價(jià)格低廉,在當(dāng)前路橋工程中頗受重視。實(shí)際施工中,從材料的選擇,到混合物的配置,再到運(yùn)輸直至投入使用,受自然環(huán)境以及人為因素的影響,混凝土極易出現(xiàn)裂縫問題,不但影響路橋外型美觀,而且對其質(zhì)量及使用壽命非常不利。因此,必須熟悉掌握混凝土的裂縫控制技術(shù)。
1道路橋梁施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
1.1干縮裂縫。干縮裂縫?;炷恋呐渲票?、用料構(gòu)成、添加劑等方面也會影響混凝土裂縫的出現(xiàn),混凝土的干縮現(xiàn)象主要是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)過程導(dǎo)致不同形態(tài)的變化?;炷?xí)艿酵獠織l件變化的影響導(dǎo)致表面水分蒸發(fā)過快,變形較大。同時(shí)內(nèi)部濕度變化較小,產(chǎn)生的變形也較小?;炷粮煽s變形主要是受到混凝土內(nèi)部條件的制約,產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大時(shí)更容易出現(xiàn)混凝土裂縫。
1.2塑性收縮導(dǎo)致裂縫。塑性收縮裂縫主要是受到外部天氣變化的影響產(chǎn)生的,裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)、長短不一、互不連貫狀態(tài)。主要發(fā)生的部位在混凝土板上,裂縫表面呈現(xiàn)無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀,深度一般為3cm~10cm,通常延伸不到混凝土板的邊緣。
1.3沉降裂縫。橋臺和路基連接的部位或路基混凝土路面,在所填的土質(zhì)和溫度不均勻的作用下,就有可能造成路基支承不均勻的現(xiàn)象產(chǎn)生。這樣的橋梁上,倘若路基發(fā)生下沉,車輛行駛的壓力和板塊自重將共同作用在橋梁之上,縱向裂縫就此發(fā)生。一旦出現(xiàn),裂縫將在雨水的侵蝕下,愈演愈烈。
1.4溫度裂縫。熱脹冷縮是所有材料都具有的固有屬性,水泥混凝土也都具備。之所以橋面鋪裝層會出現(xiàn)熱脹冷縮,很大程度上是因?yàn)橄噜彶糠只蛘w性的限制,混凝土的抗折強(qiáng)度要小于抗壓強(qiáng)度,因此鋪裝層一旦有拉伸變形,裂縫在所難免。一般情況下,溫度下降就容易造成溫度裂縫。
1.5鋼筋銹蝕引發(fā)裂縫?;炷临|(zhì)量差無法對包裹的鋼筋進(jìn)行保護(hù),鋼筋就會受到二氧化碳等的侵蝕在鋼筋表面形成銹蝕,鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng),其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約 2 倍 ~4 倍,從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離,沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫。
1.6凍脹引起的裂縫。大氣氣溫低于零度時(shí),吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍,游離的水轉(zhuǎn)變成冰,體積膨脹9%,因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力;同時(shí)混凝土凝膠孔中的過冷水在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重分布引起滲透壓,使混凝土中膨脹力加大,混凝土強(qiáng)度降低,并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時(shí)受凍最嚴(yán)重,成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%-50%。冬季施工時(shí)對預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。
1.7接縫碎裂。水泥混凝土路面板接縫兩側(cè)的剪切擠碎情況就是接縫碎裂的理論內(nèi)涵。脹縫寬度在不同的溫度下會產(chǎn)生不同的效果。氣溫高時(shí),縫中的填縫料會被擠出;氣溫低時(shí),性能比較差的填料很難予以恢復(fù),縫中極有可能出現(xiàn)縫隙,成為板塊伸張的阻力,造成接縫處損壞。
2道路橋梁施工中混凝土裂縫控制措施
2.1控制材料質(zhì)量
在同樣的條件下,要想避免混凝土干燥收縮產(chǎn)生的裂縫必須要通過相對合理選擇混凝土組成材料和優(yōu)化配合比,來提高材料的抗裂性。第一,在水泥、鋼筋、石子和沙子等材料選擇中,要根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體要求來進(jìn)行材料的選擇。第二,合理的控制摻合劑與外加劑的使用,只要選擇合理,就能夠?qū)⒒炷恋墓ぷ餍阅芴岣?,降低水化熱。第三,做好補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)的應(yīng)用。將一定量的膨脹劑添加到混凝土中來對混凝土的收縮加以補(bǔ)償,就能夠解決因?yàn)槭湛s而產(chǎn)生的裂縫。
2.2做好對于混凝土材料的配比工作
混凝土的配比對于混凝土的可靠性有著很大的影響,在對混凝土配比過程中,如果有吸收率比較大的施工骨料,而且骨料中的含泥量、干縮量也比較大,那么混凝土干縮性會增加。為增強(qiáng)混凝土材料的和易性、抗?jié)B性、可泵性以及抗離析能力,可在混凝土材料中摻一些粉煤灰或高效的減水劑,以減少滲水現(xiàn)象,進(jìn)而減少混凝土裂縫問題的出現(xiàn)。
2.3控制混凝土澆筑
在混凝土澆筑前,現(xiàn)場的管理人員應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的形式、環(huán)境因素等制訂合理的澆筑順序或分層厚度,檢查模板的剛度和強(qiáng)度,并清除模板內(nèi)的雜物等。在澆筑混凝土?xí)r,要保證其不產(chǎn)生離析,嚴(yán)格控制自由傾落高度。同時(shí),混凝土振搗要適度,不欠振,也不過振,以混凝土不再往上冒氣泡為準(zhǔn),適時(shí)抹壓,注意二次收面。此外,在進(jìn)行混凝土澆筑的時(shí)候,混凝土層的厚度要根據(jù)倉面的大小、混凝土的拌和能力、澆筑速度、以及振搗器的性能、氣溫條件等因素來確定。再者,要根據(jù)市政路橋具體的施工要求,有次序地進(jìn)行分層振搗。在混凝土振搗的過程中要嚴(yán)格的控制振搗時(shí)間,并應(yīng)隨時(shí)檢查鋼筋保護(hù)層和預(yù)留孔洞、預(yù)埋件及外露鋼筋位置,確保預(yù)埋件和預(yù)應(yīng)力筋承壓板底部混凝土密實(shí),外露面層平整。
2.4做好道路振蕩壓實(shí)工作
首先做好道路縱接縫的振蕩壓實(shí)工作。在對縱接縫進(jìn)行振蕩碾壓施工的時(shí)候,需要用兩臺攤鋪機(jī)同時(shí)的攤鋪,以此同時(shí),還要確保這兩臺機(jī)器之間保持有一定的距離。首先壓路機(jī)要沿著縱接縫線進(jìn)行第一遍的往返預(yù)壓,之后再在外側(cè)的路肩處進(jìn)行初壓,如果相鄰的攤鋪帶鋪好了,要以碾壓好的內(nèi)側(cè)作為起點(diǎn),進(jìn)行錯輪碾壓,這樣往返的碾壓過后,碾壓的效果就會很好,縱接縫的壓實(shí)工作就會很好的完成。其次,做好橫接縫的振蕩壓實(shí)工作。在路面壓實(shí)工作的攤鋪前要做好路面接縫處的技術(shù)處理。在碾壓橫接縫的時(shí)候,要運(yùn)用剛性的光輪壓路機(jī),首先要順著橫接縫方向進(jìn)行碾壓,然后再依次碾壓,一直到新攤鋪的路段完全越過橫接縫。但是如果還沒有攤鋪相鄰車道,在對橫接縫進(jìn)行碾壓時(shí)要將供壓路機(jī)駛出的材料墊在尚沒有攤鋪的橫接縫一側(cè),用來保護(hù)攤鋪帶邊緣,以免受到壓路機(jī)的擠壓。
2.5混凝土的養(yǎng)護(hù)管理
混凝土在養(yǎng)護(hù)過程中,產(chǎn)生裂縫的一個重要因素是混凝土水化過程中產(chǎn)生大量的水化熱,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部急劇升溫,混凝土內(nèi)外產(chǎn)生溫差,當(dāng)溫差達(dá)到一定程度,混凝土表面就會開裂,大體積混凝土的開裂尤其嚴(yán)重?;炷琉B(yǎng)護(hù)過程中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)就是降低內(nèi)外溫差,冬季施工的混凝土外部保溫非常重要,對于大體積混凝土,冬季養(yǎng)護(hù)可以采取外部保溫,內(nèi)部用管道循環(huán)水降溫的辦法。夏季還要注意灑水養(yǎng)護(hù),防止混凝土失去水分后的干裂。遇到雨雪天氣混凝土又不能停工時(shí),澆筑完畢及時(shí)用塑料薄膜和草墊覆蓋。對未澆筑的地方做好防排水,以免影響后續(xù)的澆筑質(zhì)量。
3結(jié)語
總而言之,影響道路橋梁混凝土裂縫的因素很多,而且不同環(huán)境、施工、使用等條件下,各種影響因素的影響程度是不同的。在實(shí)際施工中,要最大限度上減少由于裂縫給道路橋梁帶來的傷害,也是提高駕駛員行駛的舒適度,盡量減少交通事故和人員財(cái)產(chǎn)損失的有效措施。
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