摘要:在社會經(jīng)濟和科技飛速發(fā)展的背景下,公路工程的建設(shè)取得了顯著成果,然而在施工中混凝土的裂縫問題仍然層出不窮,影響公路工程的質(zhì)量?;诖?,本文首先分析公路工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的消極影響和裂縫產(chǎn)生的成因,然后探討解決混凝土裂縫問題的措施,以期為提升公路工程施工質(zhì)量提供參考。
關(guān)鍵詞:公路工程;混凝土;裂縫
公路工程是交通設(shè)施的重要組成部分之一,其施工質(zhì)量與交通安全息息相關(guān)。混凝土在公路工程的施工過程中得到廣泛運用,原材料的質(zhì)量關(guān)系著工程的施工質(zhì)量,然而,在公路工程的施工過程中,受多種因素的影響,混凝土產(chǎn)生裂縫的問題時常發(fā)生,降低了公路工程的安全性和穩(wěn)定性。因此,解決混凝土裂縫問題、提升施工質(zhì)量刻不容緩。
一、公路工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的消極影響
公路工程施工過程中使用的建筑材料數(shù)量和種類較多,混凝土在眾多原材料中居主導(dǎo)地位,混凝土原材料的質(zhì)量為工程施工質(zhì)量提供保障,裂縫是混凝土原材料常見的質(zhì)量問題,產(chǎn)生裂縫會降低整個工程的施工質(zhì)量和安全性?;炷亮芽p會增加公路負荷,再加上天氣情況的影響,雨天雪水會從縫隙流進公路深處,導(dǎo)致裂縫進一步擴大,引起公路坍塌,需要耗費大量的資源進行修補,甚至威脅人們的生命財產(chǎn)安全。
二、公路工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的成因
(一)荷載設(shè)計不合理
混凝土施工原材料的抗磨損性能好,被廣泛用于公路工程的施工中,但混凝土的承載能力有標(biāo)準(zhǔn),一旦超過標(biāo)準(zhǔn)會因為承受壓力過大產(chǎn)生裂縫,影響整個工程的質(zhì)量。目前,很多施工單位對荷載設(shè)計不合理,僅根據(jù)計算機軟件的計算結(jié)果,沒有現(xiàn)場實測,造成結(jié)構(gòu)的受力與設(shè)計不相符,設(shè)計的合理性和科學(xué)性大大降低,增加了混凝土開裂的危險。
(二)溫度變化
熱脹冷縮是混凝土材料的主要物理性質(zhì),當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境發(fā)生較大的溫度變化時,會引起混凝土的變形,造成混凝土開裂??偨Y(jié)混凝土開裂原因,可以得出如下結(jié)論:首先,在冬季進行道路建設(shè)項目中,外部施工的氣溫很低,混凝土中存在著一定濕度,很容易產(chǎn)生凍結(jié)現(xiàn)象,導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生膨脹應(yīng)力。同時,由于混凝土中凝膠孔隙中的冷水發(fā)生了微觀遷移和再分布的變化,引起滲透壓力,從而使內(nèi)部的膨脹應(yīng)力不斷增大,超出內(nèi)部結(jié)構(gòu)的抗拉強度,從而產(chǎn)生裂縫。其次,公路工程施工需要大面積的混凝土澆筑,在混凝土水化期會產(chǎn)生大量的熱量,如果不能及時釋放熱量,就會使混凝土的內(nèi)部溫度升高且高于混凝土表面,當(dāng)拉應(yīng)力超出混凝土的拉伸極限,會產(chǎn)生溫度趨變而開裂。
(三)混凝土收縮
在現(xiàn)代公路施工中,混凝土的收縮開裂問題會嚴重影響整個工程的質(zhì)量,而收縮開裂主要與水泥含量和水分含量有關(guān)。在施工中,如果混凝土中含有大量水分,將會引起嚴重收縮從而開裂。凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中水分的蒸發(fā)速度不同,如果不能合理控制濕度,也會引起開裂。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形時,如果受力超其承受極限會發(fā)生收縮開裂。從混凝土收縮開裂的表面看,其結(jié)構(gòu)形式以平行、網(wǎng)狀為主,會對混凝土的抗?jié)B性產(chǎn)生很大影響,降低承載力和耐久性,不能有效保障整個工程的施工質(zhì)量與安全。
(四)人員操作不當(dāng)
施工人員的操作不當(dāng)會造成混凝土開裂。如果在分層澆筑時沒有嚴格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),只靠工作經(jīng)驗控制澆筑的時間和厚度,就會影響混凝土的質(zhì)量,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。
(五)養(yǎng)護不到位
混凝土具有很強的吸水性,是一種吸水類建材,只有當(dāng)混凝土的濕度達到一定程度后才能固化。因此,在混凝土固化期間,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護措施,以確保獲得足夠的濕度,并合理控制內(nèi)外溫差與濕度,為固化質(zhì)量提供保障。但在實際的施工中,由于存在未落實的養(yǎng)護措施,導(dǎo)致水泥固化質(zhì)量達不到驗收標(biāo)準(zhǔn),影響著整個公路施工的安全運行。
(六)水泥下沉
塌陷開裂是一種常見的混凝土開裂現(xiàn)象,這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要有:首先,在完成混凝土澆筑后,由于受到鋼筋、預(yù)埋件等因素的影響,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生剪切應(yīng)力、拉應(yīng)力,從而產(chǎn)生裂縫。其次,混凝土在澆筑后,由于集料和水泥的自然下沉,會產(chǎn)生泌水現(xiàn)象,在沉降期會造成混凝土開裂,但這種開裂一般都在混凝土澆筑后1~3h出現(xiàn),是一種早期開裂,在塌陷結(jié)束后必須馬上修復(fù),然后用壓力措施將其平整,以促使混凝土裂縫的愈合。同時,由于地基土太軟、浸水、填土不夠緊密,如果模板的剛性不夠或支撐間距過大,都會造成混凝土結(jié)構(gòu)開裂,尤其是冬季,模板往往會在凍土上進行支撐,一旦凍土融化,就會出現(xiàn)不均勻沉降。
三、公路工程施工中混凝土裂縫成因的解決措施
(一)調(diào)整工程設(shè)計方案
公路工程建設(shè)的順利開展離不開合理的設(shè)計方案的支撐,設(shè)計方案對減少質(zhì)量問題的發(fā)生具有至關(guān)重要的作用。從施工單位的角度看,為了盡可能減少混凝土裂縫問題的發(fā)生,首先要優(yōu)化與調(diào)整工程設(shè)計方案,目的在于展現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)和施工的獨特優(yōu)勢。因此,在設(shè)計環(huán)節(jié),施工單位可以與專業(yè)的設(shè)計機構(gòu)深度合作,邀請專業(yè)的設(shè)計人員擬訂方案,確保設(shè)計工作科學(xué)合理。其次,在開展設(shè)計工作前,設(shè)計人員要全方位勘察施工現(xiàn)場,例如,地形地貌條件、線路的鋪設(shè)方向等,考慮混凝土的張力、內(nèi)部應(yīng)力等情況,確保設(shè)計方案與混凝土荷載保持一致,以此降低混凝土裂縫問題發(fā)生的概率。
(二)強化管理施工人員
施工單位是施工中的重要主體,而施工人員的施工方案會直接影響工程的質(zhì)量。首先,在施工前,要對施工工人進行嚴格的操作技能訓(xùn)練,了解混凝土開裂的成因以及混凝土的配比,以便更好地了解混凝土在公路建設(shè)中的重要性,在混凝土材料的配比上,必須嚴格遵守施工規(guī)范,在調(diào)配工人時,要完善分配制度,以確保各施工項目的全面實施,同時要履行自身的職責(zé),確保工程的順利進行。
其次,要保障公路建設(shè)的有序進行,對各施工團隊精確分組,在每個團隊中選出組織能力強、知識儲備豐富的隊長,嚴格監(jiān)督隊員的建設(shè)過程。如果遇到問題,必須由項目負責(zé)人處理,確保項目的進度不會受到影響,有效解決日后公路在使用中產(chǎn)生的開裂問題。
再次,在施工場地內(nèi)還要配備施工設(shè)備,選材時一定要把質(zhì)量放在首位,確保材料達到國家規(guī)定,從根本上防止混凝土結(jié)構(gòu)開裂,確保公路項目的順利進行。
最后,公路企業(yè)要注重人才選拔,注重對工人理論知識的考查,在公路工程建設(shè)項目實施前,要統(tǒng)一培訓(xùn)工人,讓他們清晰認識具體的操作和施工要求,為公路工程的施工質(zhì)量提供保障。
(三)控制原材料質(zhì)量
為了提高公路工程的混凝土施工質(zhì)量,施工單位要嚴格控制原材料的質(zhì)量,為后期的混凝土施工打下堅實的基礎(chǔ)。嚴格管理和控制各工程材料的質(zhì)量,以提高公路工程建設(shè)質(zhì)量,為了防止不良物料流入工地,必須以信息化技術(shù)為基礎(chǔ),全程控制原材料的質(zhì)量,為下一步的工程建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。
(四)規(guī)范施工標(biāo)準(zhǔn)
在公路工程建設(shè)中的混凝土施工中,為了減少混凝土裂縫問題的發(fā)生,施工人員要嚴格把控施工工藝和技術(shù)。為了達到預(yù)期的施工目標(biāo),要規(guī)范施工標(biāo)準(zhǔn)和施工技術(shù),確保工作人員嚴格制定施工的組織方案、標(biāo)準(zhǔn)要求,包括混凝土的澆筑、振搗、抹平及養(yǎng)護等工作,從而為施工質(zhì)量提供保障。
(五)控制混凝土溫度
為了解決混凝土溫度開裂問題,需要有效控制混凝土溫度,必須確保的溫度不低于標(biāo)準(zhǔn)值,在進行運輸、攪拌、澆筑及振搗等工序時,混凝土內(nèi)部物料會產(chǎn)生較大的摩擦力比,從而增加混凝土的溫度。為了更好的解決這一問題,應(yīng)采用專用的冷卻水管對混凝土冷卻,有效降低混凝土的溫度。如果在大面積混凝土施工中,應(yīng)適當(dāng)設(shè)置冷卻水管進行固定,以防止混凝土澆筑時發(fā)生變形和破壞,影響施工質(zhì)量和安全。在混凝土澆筑完畢后,冷卻管道將經(jīng)過冷卻水對混凝土冷卻,為了達到科學(xué)控制的溫度,必須設(shè)置測溫點,以有效監(jiān)控混凝土溫度,使內(nèi)外溫差小于25℃,避免產(chǎn)生溫度開裂。
(六)加大使用添加劑
經(jīng)驗豐富的混凝土澆筑人員會根據(jù)具體的施工情況發(fā)掘新的預(yù)防和控制混凝土裂縫的方法,即增加添加劑的用量。采用減水防裂劑是預(yù)防混凝土開裂的有效措施,減水防裂劑可以在一定程度上降低混凝土用量,提高收縮性能,改善水泥漿的粘性,避免沉降和變形。此外,減水防裂劑可以提高混凝土的抗張強度,從而大大提高抗裂能力,有的添加劑還能改善混凝土的致密程度,提高抗碳化性能。貫穿性是較常見的開裂問題,要想有效治理,必須加強防治,提高綜合性能,從而確保整個公路工程的質(zhì)量。
(七)加大施工監(jiān)督力度
目前,除部分使用商砼外,由于受環(huán)境條件的制約,混凝土的攪拌仍以人工為主的地區(qū),攪拌方法對混凝土的質(zhì)量影響較大,因此必須采取科學(xué)的攪拌方式。除了攪拌外,施工人員還要優(yōu)化澆注工藝,采取多次澆注,并在澆注時進行二次模壓,以增強彈性。要達到以上目的,相關(guān)單位應(yīng)加強對工程質(zhì)量的管理與監(jiān)督。
(八)重視養(yǎng)護工作
混凝土養(yǎng)護工作的重要性不低于澆筑工作,如果養(yǎng)護工作不到位,會加大混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性,在公路項目完工后,應(yīng)根據(jù)施工技術(shù)的需求,制定一套科學(xué)、嚴密的施工方案和技術(shù)規(guī)范,以確保后期養(yǎng)護工作的可靠和有效性,降低裂縫問題出現(xiàn)的概率。在具體的混凝土養(yǎng)護中,應(yīng)結(jié)合公路的實際運營狀況和季節(jié)變化,制定相應(yīng)的養(yǎng)護技術(shù)方案,如果在夏季公路項目完工后,要做好養(yǎng)護工作,必須加強對混凝土的濕度控制,防止因缺水導(dǎo)致混凝土開裂,混凝土的水分含量可以通過適時噴水保濕處理和表面覆膜處理,實現(xiàn)科學(xué)控制混凝土濕度的目的。
(九)物理加固法
在處理公路工程的混凝土裂縫時,還可以將物理加固法引入混凝土裂縫的處理中,從而完善整體管理和維護,提升公路工程的運行水平。工作人員可以借助物理加固法的合理運用,既能有效處理混凝土裂縫問題,又能有效加固混凝土的結(jié)構(gòu)性能。通過混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定點支點、鋼板的設(shè)置,提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,在保障混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,借助噴射混凝土的方法加固裂縫,提升混凝土結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)定安全。
四、結(jié)語
總而言之,公路工程作為重要的基礎(chǔ)建設(shè),對社會經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展具有重要作用。施工中出現(xiàn)的混凝土裂縫會直接影響公路工程的施工質(zhì)量,縮短公路工程的使用壽命,還容易引發(fā)安全事故。在施工過程中,混凝土裂縫會受到主觀人為和客觀條件的雙重影響,在解決這一問題時,需要從人員、材料、施工客觀條件等方面采取有針對性的措施,從而確保問題得到切實解決,為公路工程的施工質(zhì)量提供可靠保障。
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作者簡介:王立(1985),男,湖北省廣水市人,本科,工程師,從事公路橋梁施工工作。