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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(guó)公路橋梁工程事業(yè)的快速推進(jìn), 公路橋梁施工裂縫成為人們關(guān)注的焦點(diǎn), 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(huì)導(dǎo)致施工質(zhì)量下降、工程進(jìn)度延長(zhǎng), 甚至?xí)霈F(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(shí)有效的應(yīng)對(duì)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(yīng)對(duì)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(guó)極其重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容, 對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(yīng)對(duì)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(rèn)識(shí)
(1) 滲漏危害。公路橋梁施工裂縫會(huì)導(dǎo)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(shí), 滲漏的水流還會(huì)產(chǎn)生凍脹作用, 使公路橋梁裂縫不斷擴(kuò)大, 導(dǎo)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(huì)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(huì)與空氣、水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng), 生成穩(wěn)定性較差的碳酸鈣, 導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、物理特點(diǎn)發(fā)生改變, 給公路橋梁帶來(lái)安全和穩(wěn)定隱患。
(3) 腐蝕危害。公路橋梁施工裂縫會(huì)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(guò)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(xué)合理, 則會(huì)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(lái)說(shuō), 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(hù)層的厚度過(guò)大。由于施工工藝設(shè)計(jì)不夠科學(xué), 導(dǎo)致鋼筋混凝土的保護(hù)層過(guò)厚;或者鋼筋受到外界反復(fù)的踩踏而導(dǎo)致其保護(hù)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(guò)程中, 對(duì)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(guò)對(duì)混凝土的振搗施工方式以達(dá)到增強(qiáng)混凝土強(qiáng)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(xué)合理, 如:振搗速度過(guò)快、過(guò)慢、插點(diǎn)沒(méi)有均勻排列等問(wèn)題, 則會(huì)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(xué)合理, 如:速度過(guò)快、澆筑高度問(wèn)題、澆筑的分段分層出現(xiàn)問(wèn)題、沒(méi)有持續(xù)連貫操作等, 都會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑的裂縫問(wèn)題。
2.2 溫度變化引發(fā)的施工裂縫
公路橋梁工程施工會(huì)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(guó)地域遼闊, 不同地區(qū)的公路橋梁施工難免會(huì)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(diǎn), 會(huì)在溫度變化的條件下而產(chǎn)生相應(yīng)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(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)包括以下方面的內(nèi)容: (1) 年溫差。年溫差的變化相對(duì)緩慢, 會(huì)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(yáng)曝曬之后, 溫度梯度會(huì)呈現(xiàn)出非線(xiàn)性分布的狀態(tài), 導(dǎo)致其局部拉應(yīng)力增大而出現(xiàn)裂縫。 (3) 驟然降溫。這種情況會(huì)導(dǎo)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?xí)霈F(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(hù)施工措施不夠科學(xué)合理, 也會(huì)使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)較大的溫度差異, 而引發(fā)裂縫問(wèn)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(duì)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(huì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn), 則會(huì)導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。加之如果在混凝土澆筑或養(yǎng)護(hù)的操作中, 如果不夠科學(xué)合理, 則也會(huì)降低結(jié)構(gòu)的荷載能力, 造成對(duì)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(guò)程中, 混凝土也會(huì)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(hù)施工環(huán)節(jié)為例, 如果混凝土養(yǎng)護(hù)期間操作不夠合理, 則會(huì)加快水分蒸發(fā)的速度, 導(dǎo)致混凝土失水過(guò)多而產(chǎn)生收縮和干縮性裂縫。同時(shí), 混凝土自身的變形會(huì)受到內(nèi)部的限制, 當(dāng)其表面拉應(yīng)力比抗拉力要大時(shí), 則會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)干縮裂縫現(xiàn)象。另外, 當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)在水平、豎向移動(dòng)不均勻的過(guò)程中, 由于受力不均勻則會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力, 當(dāng)其超出抗拉力時(shí)也會(huì)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(guò)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(huì)導(dǎo)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(shí)淡薄等, 也會(huì)導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。
3 公路橋梁施工裂縫的應(yīng)對(duì)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(qiáng)對(duì)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?jī)?yōu)良、價(jià)格低廉的水泥, 并注重混凝土的配合比, 要通過(guò)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)和測(cè)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(dá)到強(qiáng)化混凝土塑性、增強(qiáng)混凝土抗拉性能的效果。同時(shí), 還要在公路橋梁施工工藝之中, 注重對(duì)預(yù)埋件的合理設(shè)計(jì)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(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗裂性能, 并在易于出現(xiàn)裂縫的區(qū)域, 預(yù)設(shè)傳感器, 有效地防范和應(yīng)對(duì)混凝土施工中出現(xiàn)的裂縫。另外, 還要加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)的管理和控制, 要進(jìn)行科學(xué)施工、規(guī)范施工, 對(duì)于可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的處理和控制, 較好地避免裂縫問(wèn)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(wèn)題, 要注重混凝土施工過(guò)程中的溫度控制, 具體來(lái)說(shuō)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(jìn)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(yīng)當(dāng)將其控制在450kg/m3以?xún)?nèi);還要降低水灰比, 將其控制在0.6以?xún)?nèi)。同時(shí), 要改善水泥骨料級(jí)配, 可以通過(guò)摻加粉煤灰或高效減水劑的方式, 減少水泥的用量, 以達(dá)到降低水泥的水化熱的作用。
(2) 在混凝土澆筑施工的過(guò)程中, 可以合理利用澆筑層面, 避免混凝土澆筑的厚度過(guò)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(shí)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(dòng)性, 實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土內(nèi)部進(jìn)行散熱;還可以采用薄層連續(xù)澆筑的方式, 以達(dá)到混凝土快速散熱的目的。
(3) 控制混凝土入模時(shí)的溫度。通常在春季或秋季時(shí)進(jìn)行大體積混凝土的澆筑施工, 以達(dá)到嚴(yán)格控制混凝土入模時(shí)溫度的效果。然而如果是在夏季進(jìn)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(shí)的溫度, 并要注意避免使混凝土受到陽(yáng)光的直接曝曬。
(4) 混凝土支架的安裝必須先進(jìn)行預(yù)壓, 降低混凝土的非彈性變形, 并對(duì)混凝土表面的受力情況進(jìn)行計(jì)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(duì)購(gòu)買(mǎi)的工程施工原材料進(jìn)行檢測(cè), 包括原材料的質(zhì)量、性能的檢測(cè), 使之符合公路橋梁施工的要求, 要關(guān)注原材料采購(gòu)、質(zhì)量驗(yàn)收等每一個(gè)環(huán)節(jié), 加強(qiáng)施工管理人員的質(zhì)量意識(shí), 將不合格的原材料擋在公路橋梁施工場(chǎng)地之外, 預(yù)防和規(guī)避施工裂縫的生成。
3.4 對(duì)生成裂縫的技術(shù)處理
對(duì)于公路橋梁施工中已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫, 要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)和養(yǎng)護(hù), 避免裂縫繼續(xù)擴(kuò)大。通常可以采用表面修補(bǔ)法、直接注入法等技術(shù)措施, 對(duì)公路橋梁已經(jīng)生成的裂縫進(jìn)行處理。通常來(lái)說(shuō), 對(duì)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(bǔ)法進(jìn)行處理。對(duì)于寬度大于0.3mm的裂縫則可以采用直接注入法進(jìn)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(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步有重大的意義, 要充分認(rèn)識(shí)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(shí)有效的應(yīng)對(duì)策略和方法, 避免公路橋梁裂縫的生成, 并采用有效的科學(xué)修復(fù)技術(shù)對(duì)已經(jīng)生成的裂縫進(jìn)行處理, 提升公路橋梁的整體質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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