徐明春
寧夏交通建設(shè)股份有限公司,寧夏銀川 750000
道路橋梁建設(shè)過程中,混凝土作為不可或缺的重要原材料,其施工質(zhì)量對工程建設(shè)總體質(zhì)量存在直接影響。而當(dāng)前道路橋梁建設(shè)使用過程中,混凝土裂縫是較為常見的病害問題,其存在不僅影響路橋工程質(zhì)量,還對其結(jié)構(gòu)安全造成較大隱患問題,因此,必須采取合理的設(shè)計(jì)、施工措施克服和控制混凝土裂縫問題,減少嚴(yán)重危害類型的裂縫。在明確路橋工程混凝土結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上,了解混凝土裂縫成因,采取有效措施進(jìn)行防治、處理。
混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題會顯著降低路橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性能,其裂縫產(chǎn)生會造成嚴(yán)重的安全隱患,影響道路橋梁的正常運(yùn)營,縮短其使用壽命。若不能及時采取有效促使,會造成裂縫擴(kuò)大,危害增加,不僅會帶來較大經(jīng)濟(jì)損失,還會危及人身安全,造成不利影響。
道路橋梁混凝土裂縫的存在對于橋梁的影響最為顯著,混凝土裂縫會影響橋梁剛?cè)嵝阅?,降低其抗彎度,?yán)重者會破壞橋梁結(jié)構(gòu),造成橋梁運(yùn)營出現(xiàn)問題,而且混凝土裂縫較深的情況下會造成內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重腐蝕,大大降低橋梁內(nèi)部強(qiáng)度,影響橋梁整體使用壽命。
在路橋工程施工期間,混凝土是由骨料、水泥、摻合料與外加劑經(jīng)過一定比例混合而成的,混凝土裂縫通常是由于溫度差異、地表沉降、內(nèi)部鋼筋銹蝕、材料質(zhì)量等多種因素造成的,或者混凝土在拌合、澆筑、施工操作不當(dāng)引發(fā)的。在道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中,因熱脹冷縮變化,且結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)拉力,如果拉力值超過混凝土自身抗拉強(qiáng)度,就會出現(xiàn)裂縫;如果混凝土質(zhì)量不合格,或外部保護(hù)層較薄,結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋容易出現(xiàn)銹蝕問題,會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn);由于混凝土收縮造成的裂縫,分為塑性收縮裂縫、干性收縮裂縫兩種類型。
混凝土是由骨料、水泥以及摻合料與外加劑共同混合而成,若混凝土原材料質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,會在施工過程中引發(fā)裂縫問題。如果混凝土骨料質(zhì)量不達(dá)標(biāo),會對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響,并對混凝土攪拌過程中的水量產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響混凝土的收縮性能,最終在道路橋梁工程施工過程中出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫。另外,混凝土中的摻合料與外加劑在質(zhì)量與類別方面的選擇,以免在攪拌過程中其與骨料、水出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng),在施工過程中出現(xiàn)裂縫問題。
由于荷載而導(dǎo)致的混凝土裂縫問題,是指路橋混凝土結(jié)構(gòu)在其正常運(yùn)營過程中,需要承受常規(guī)動靜荷載和次應(yīng)力,兩者的共同作用下會形成一定的裂縫問題。這種類型的裂縫問題又分為直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫。首先,之所以產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫,是由于道路橋梁設(shè)計(jì)、施工階段出現(xiàn)計(jì)算問題,造成荷載計(jì)算量不足,加上后期施工階段材料、機(jī)械堆積,荷載超標(biāo)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫;其次,產(chǎn)生次應(yīng)力裂縫的原因是設(shè)計(jì)、施工階段考慮不周全,對于相關(guān)的鑿槽、開洞等工序出現(xiàn)遺漏,使得荷載發(fā)生變化,從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。
從混凝土組成成分可以看出其具有熱脹冷縮的特征,具體施工過程中,無論是內(nèi)部因素變化,還是外部環(huán)境變化,都會造成混凝土形態(tài)變化。一旦混凝土溫度出現(xiàn)變化或異常,都會造成結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力變化,溫度的這種變化直接反應(yīng)出來就是混凝土出現(xiàn)裂縫問題,影響混凝土強(qiáng)度,而溫度變化的原因如季節(jié)溫差、天氣變化、日照變化等都會對溫度產(chǎn)生影響。
在混凝土裂縫成因當(dāng)中,凍脹、收縮是較為常見的原因。由于混凝土收縮現(xiàn)象的產(chǎn)生而造成的裂縫問題,主要是由于混凝土出現(xiàn)了非常大的體積變形。在施工過程中,混凝土表層水分蒸發(fā)、吸收非???,但內(nèi)部水分損失、吸收相對較為緩慢,由于混凝土表層變形和內(nèi)部變形不一致,一旦混凝土表面拉力超過荷載能力,就會形成裂縫。而凍脹所導(dǎo)致的裂縫一般會發(fā)生在0℃以下的環(huán)境中,此時混凝土因?yàn)閮?nèi)部水出現(xiàn)結(jié)冰發(fā)生體積膨脹,嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度,最終造成混凝土出現(xiàn)裂縫。
路橋工程設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合工程需求和現(xiàn)場實(shí)際情況,對路橋工程整體布局進(jìn)行有效規(guī)劃,對施工中所涉及的各類系統(tǒng)進(jìn)行合理布局。通過調(diào)整施工設(shè)備、設(shè)施的荷載作用,減少設(shè)計(jì)荷載小于實(shí)際荷載的情況,確?;炷翉?qiáng)度能夠有效承載實(shí)際荷載,控制道路橋梁施工過程中的混凝土裂縫問題。
混凝土抗裂強(qiáng)度的提升,首先就要嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量,骨料粒徑大小、整體抗壓強(qiáng)度、水泥質(zhì)量,都要嚴(yán)格進(jìn)行控制篩選,只有確保混凝土原材料質(zhì)量,才能根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求施工,確?;炷聊苡行С休d荷載。另外,在混凝土配制過程中,要根據(jù)設(shè)計(jì)好的配比進(jìn)行材料供給。實(shí)際攪拌過程中,要注意控制各類外部因素,嚴(yán)格遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作,對于攪拌用水,要進(jìn)行控制,減少混凝土形變,提升其抗裂性能。
路橋工程施工過程中,多數(shù)施工放會在施工區(qū)域進(jìn)行混凝土攪拌,這樣操作技能縮短施工時間,還能降低工程成本。但是在攪拌過程中,要根據(jù)混凝土攪拌情況及時加水,有效降低混凝土溫度,特別是在夏季施工過程中,要合理控制溫度,控制澆筑厚度,確?;炷聊艹浞掷脻仓用娣e發(fā)散熱量。根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際狀況在內(nèi)部增設(shè)降溫管,提高混凝土溫度控制能力。在混凝土澆筑完成后,要及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù),采取有效的降溫或保溫措施,降低混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性。
鋼纖維混凝土成本相對其他混凝土來說,價格較高,但是其阻裂效應(yīng)非常有效,這種效應(yīng)可以有效降低,甚至消除混凝土原始裂紋和收縮性,比較適宜于大面積的混凝土施工。可以通過在混凝土中摻合纖維,全面提高混凝土性能,減少早期收縮裂縫出現(xiàn)的概率,達(dá)到良好的施工效果,確保工程建設(shè)質(zhì)量。
道路橋梁工程施工過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)大體積混凝土結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)中混凝土凝結(jié)時間會受到一定影響,其水化熱效果必須加以重視。在水泥水化速率加快的情況下,混凝土短時間內(nèi)即可發(fā)生凝結(jié),但是容易出現(xiàn)早期硬化的問題,也會造成最高中心溫度時間的縮短,進(jìn)而引起混凝土凝結(jié)溫度峰值的升高。實(shí)際的路橋工程施工期間,必須充分注意混凝土凝結(jié)問題,合理控制凝結(jié)時間,避免推遲或超前的情況出現(xiàn),從而確保混凝土整體性能和質(zhì)量能夠有效控制,施工前要對水泥溫度、砂石淋水、混凝土入模后的溫度進(jìn)行合理控制。
一些較寬的裂縫可以借助填充法進(jìn)行處理,填充法的操作便利、成本低、應(yīng)用廣泛;小型裂縫可在其基礎(chǔ)上開挖凹槽,然后再填充,若路橋表面出現(xiàn)的裂縫較大,就必須使用澆筑材料及時進(jìn)行修補(bǔ),以便提升道路橋梁的防水性能,還能降低混凝土內(nèi)部鋼筋的腐蝕速度。
路橋工程混凝土施工期間,受施工工藝、外部其他因素影響,可能會出現(xiàn)漏漿、泌水等問題,容易造成混凝土內(nèi)部存在氣泡、孔洞等缺陷,嚴(yán)重影響混凝土工程質(zhì)量。路橋工程運(yùn)營過程中需要承載較大載荷,也容易出現(xiàn)各類裂縫問題,若不能及時發(fā)現(xiàn)并處理,必然會對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能、整體強(qiáng)度等產(chǎn)生不利影響。在此基礎(chǔ)上,可以采用局部補(bǔ)強(qiáng)、預(yù)應(yīng)力錨固等方式及時進(jìn)行修補(bǔ),或者采用灌漿法進(jìn)行處理。修補(bǔ)完成后,要及時進(jìn)行檢查驗(yàn)收,確保修補(bǔ)后的混凝土結(jié)構(gòu)能夠滿足路橋工程整體需求和工藝標(biāo)準(zhǔn)。特別是在模板拆除后,要嚴(yán)格依照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題及時處理,確?;炷潦┕べ|(zhì)量。
混凝土施工期間,進(jìn)行表面施工時要提前清理表面雜物、塵土,并用沖洗進(jìn)行清洗,然后晾干,在確認(rèn)混凝土表面干燥后,可以在其表面涂抹樹脂保護(hù)膜,以便保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu),避免雨水滲入其中,減少混凝土滲漏問題的可能性。
道路橋梁施工過程中,造成混凝土裂縫的原因較多,嚴(yán)重的裂縫問題會影響整體工程質(zhì)量,因此,在施工設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把關(guān),這能夠有效預(yù)防混凝土出現(xiàn)裂縫,并且嚴(yán)格監(jiān)管施工工序以及流程,也能夠有效減少由于溫度以及收縮冷脹等變化引發(fā)的裂縫問題。所以,預(yù)防混凝土裂縫主要方式,應(yīng)從施工設(shè)計(jì)、材料組成、工序流程、養(yǎng)護(hù)管理等多方位展開,從而有效提升道路橋梁的整體質(zhì)量以及抗裂強(qiáng)度。
[1] 徐勝利. 道路橋梁設(shè)計(jì)與施工中裂縫成因分析[J]. 工程技術(shù)研究,2017(10) :225.
[2] 時美超. 道路橋梁施工中產(chǎn)生裂縫的原因及應(yīng)對措施[J]. 交通世界,2017(33) :76.
[3] 林超. 道路橋梁建設(shè)中混凝土裂縫控制技術(shù)分析[J]. 四川水泥,2016(12) :12.