劉峻含
一、前言
混凝土因取材廣泛、抗壓強(qiáng)度高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、穩(wěn)定性好、耐久性好等特點(diǎn),在當(dāng)今建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。但受施工變異性影響后,混凝土?xí)a(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致強(qiáng)度及剛度降低,縮短其使用壽命。為了能更好地控制水泥混凝土路面的質(zhì)量,減少混凝土路面裂縫的產(chǎn)生,現(xiàn)簡單談?wù)劵炷谅访媪芽p產(chǎn)生的原因。
二、混凝土路面裂縫的分析
我在施工飛機(jī)場新建工程便道時,有460m長的路基平整度差,施工現(xiàn)場當(dāng)時工期緊,攤鋪的厚薄不均勻,以致于在壓實過程中,局部低凹處的壓實度不夠等(強(qiáng)度不均勻),導(dǎo)致后來混凝土施工面層時厚度不均勻,在行車荷載及溫度翹曲應(yīng)力作用下,使路基產(chǎn)生不均勻沉降,而破壞路面面層的混凝土。
1、路基、基層的影響
基層平整度差,導(dǎo)致混凝土面層厚度不均勻,離散性大,在行車荷載及溫度翹曲應(yīng)力作用下,使得路面應(yīng)力集中。地基強(qiáng)度不均勻,路基填料混雜,壓實不好,產(chǎn)生不均勻沉降,半填半挖路段,填挖交接處未按要求進(jìn)行處理。
基層是在土基之上,混凝土面板之下而修筑的層次,它可以提高基礎(chǔ)的綜合回彈模量,減小混凝土板厚度。在水泥混凝土面板下設(shè)置基層的主要作用是給混凝土面板提供均勻穩(wěn)定的支承,且能防止凍脹的不良影響,確保路面整體強(qiáng)度和有較好的平整度,并延長混凝土板的使用壽命,對保證路面使用起著重要作用。
2、水泥混凝土質(zhì)量的影響
我通過對米易縣小街至黃草水泥混凝土路面建設(shè)工程的施工,總結(jié)得出了5點(diǎn)關(guān)于對水泥混凝土質(zhì)量的影響:
(1)、水泥是混凝土中的主要成分,不同標(biāo)號及品種的水泥混用,硬化時間及收縮量不一樣,同樣會產(chǎn)生裂縫;(2)、集料品種及含量的影響 集料中的雜質(zhì)含量直接影響混凝土的質(zhì)量,在普通集料中,砂巖集料的收縮最大,最容易產(chǎn)生裂縫?;炷恋氖湛s隨集料的彈性模量增大而減少,同時又隨集料粘土含量的增加而增大;(3)、攪拌時間的影響 攪拌時必須按照施工配合比順序加料,并且攪拌時間不低于規(guī)范要求,且最長時間不得超過最短時間的3倍;(4)、混凝土配合比的影響 在原材料一定的情況下,混凝土配合比對混凝土收縮有較大影響,混凝土的干縮隨用水量的增加而加大,混凝土的收縮隨水灰比的增大明顯增大;(5)、養(yǎng)護(hù)時間的影響 混凝土的養(yǎng)護(hù)對其早期強(qiáng)度增長和防止收縮裂縫極為重要,在混凝土澆筑成形后,逐漸開始凝結(jié)硬化,如果養(yǎng)護(hù)不及時,就會造成頂面失水快、收縮迅速,板底失水慢,收縮緩慢,翹曲后則可能是板產(chǎn)生裂縫,因此一定要加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),同時保證養(yǎng)護(hù)時間,實際養(yǎng)護(hù)天數(shù)根據(jù)混凝土強(qiáng)度增長情況而定,一般宜為14——21天。
3、橫向縮縫質(zhì)量的影響
設(shè)置橫向縮縫是為了減小收縮應(yīng)力和翹曲應(yīng)力,一般用鋸縫機(jī)進(jìn)行切割。切縫施工是混凝土施工中的一個重要環(huán)節(jié),如不加強(qiáng)控制,極易引發(fā)裂縫。(1)、切割時間 當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的25%——30%時,進(jìn)行切割,切割太早,粗骨料會從砂漿中脫落,縮縫就殘缺不整齊;切縫太晚,內(nèi)部應(yīng)力已經(jīng)產(chǎn)生,如果產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土容許值,混凝土板就會開裂。通常在施工過程中,由于工期緊,人員緊張,剛開始施工時,我們都在72小時之后開始切縫,切縫太晚,造成了路面的斷裂現(xiàn)象。(2)、切割深度 切割深度應(yīng)控制為板厚的1/4——1/5,切得太深,則不規(guī)則斷裂面積過小,板間的傳載能力難以得到保證。切得太淺,混凝土截面的強(qiáng)度削弱得不夠,難以保證斷裂在縮縫處產(chǎn)生,因此,應(yīng)嚴(yán)格控制切縫深度。當(dāng)時施工飛機(jī)場新建道路工程便道時,操作工人的大意,在切割過程中,有的地方深度過深,有時過淺都造成了混凝土路面的斷裂,經(jīng)過一、兩次的摸索和總結(jié),圓滿地完成了各項工程。
4、拉桿與傳力桿的影響
混凝土施工時,設(shè)置拉桿與傳力桿也非常重要,他會直接影響工程的質(zhì)量。在飛機(jī)場新建道路便道K5+300~K5+500段當(dāng)時是夜間施工,值班施工人員忘記設(shè)置傳力桿與拉桿,在完工不久,路面就出現(xiàn)了不同問題。所以要正確設(shè)置拉桿與傳力桿。(1)、橫向施工縫傳力桿。應(yīng)采用光圓鋼筋,且一半涂瀝青,允許滑動。在實際施工中,施工單位為圖方便,經(jīng)常用螺紋鋼,且不涂瀝青。施工縫兩邊澆筑時間不同,凝結(jié)過程中產(chǎn)生的收縮不同步,傳力桿不能伸縮,從而形成薄弱環(huán)節(jié)。(2)、縱縫拉桿 一般有縱向縮縫和縱向施工縫兩種,均應(yīng)設(shè)置拉桿,拉桿應(yīng)采用螺紋鋼,長度達(dá)到設(shè)計要求,經(jīng)保證其與混凝土之間的粘接力,并且拉桿的直徑與間距也應(yīng)得到保證。
5、路面厚度設(shè)計問題
路面厚度設(shè)計的依據(jù)是設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。而實際上不管是按標(biāo)準(zhǔn)車的軸載還是非標(biāo)準(zhǔn)車的軸載,車輛的實際軸載遠(yuǎn)大于設(shè)計軸載。設(shè)計路面實際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作為其設(shè)計依據(jù)的設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。即現(xiàn)階段新建路面早期開裂破壞情況較多的癥結(jié)之一是公路在短期內(nèi)(如1~2年)已達(dá)到設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。
6、混凝土坍落度的影響
在水泥混凝土路面施工時,由于混凝土坍落度很大,混凝土干縮很厲害,施工完幾天后就出現(xiàn)有裂縫的現(xiàn)象,因此路面混凝土在滿足施工工藝的條件下,盡量采用小坍落度。一般設(shè)計路面混凝土坍落度為1——2cm,水灰比控制在0.37——0.39之間,致使我在以后施工過程中,嚴(yán)格測定集料的含水量,調(diào)整施工配合比,做到采用最小的坍落度施工路面混凝土,減少路面出現(xiàn)裂縫。
7、路面窨井及管線的影響
在施工市政道路時,正確的處理與路面相接的建筑非常重要:(1)路面窨井四周的礦渣填筑是施工中的薄弱環(huán)節(jié)。施工單位在推土機(jī)推填渣時,往往將大塊礦渣推至窨井邊,同時此處壓路機(jī)很少壓到,造成應(yīng)力薄弱區(qū)。在施工中,路面裂縫很大部分發(fā)生在窨井處。(2)路面下雨污管線滲漏會沖刷路基部分,特別是對流沙土的沖刷更為厲害。
8、過早開放交通
我在施工米易縣小街至黃草水泥混凝土路面施工中,當(dāng)時該條公路是各花崗石廠的必經(jīng)之路,要保證道路的暢通,又要雙幅施工,為了加快施工進(jìn)度,對K6+100~K6+560段已經(jīng)施工完畢的左段進(jìn)行開放,結(jié)果混凝土的強(qiáng)度還低,不足以承受行車荷載,在荷載作用下,混凝土路面很容易產(chǎn)生裂縫,所以后來路面養(yǎng)護(hù)沒有達(dá)到要求強(qiáng)度的,不允許開放交通。
三、結(jié)語
針對引起混凝土路面開裂的原因,采取恰當(dāng)?shù)拇胧?,要在建設(shè)階段抓住最好防治機(jī)會,爭取從根本上防范于未然,在工程建設(shè)階段進(jìn)行科學(xué)管理,在質(zhì)量上層層把關(guān),能最大限度地減小路面裂縫的產(chǎn)生。同時,還要從道路養(yǎng)護(hù)、設(shè)計、施工管理各方主體各負(fù)其責(zé),分頭把關(guān),按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合工程實際,嚴(yán)格履行各自職能,從面保障水泥混凝土道路的使用和正常運(yùn)營。
(作者單位:中國十九冶集團(tuán)公司)