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      道路橋梁施工中的裂縫成因及預(yù)防措施分析

      2018-03-27 14:11:43焦泳嗣
      設(shè)備管理與維修 2018年9期
      關(guān)鍵詞:穩(wěn)定性裂縫結(jié)構(gòu)

      焦泳嗣

      (中鐵十八局五公司,天津 300450)

      0 引言

      道橋工程已經(jīng)成為我國發(fā)展經(jīng)濟事業(yè)的重要基礎(chǔ),通過研究裂縫產(chǎn)生原因,從而制定合理的規(guī)避措施和開發(fā)相關(guān)的防治技術(shù),不僅能夠保證工程的使用質(zhì)量及壽命,還能為人民的生命安全保駕護航,與此同時不斷深入對裂縫問題的研究,也能夠不斷促進當(dāng)前道橋施工工藝的進步。

      1 危害

      裂縫問題是道橋工程中常見病害之一,如果不及時采取措施,將會導(dǎo)致不可預(yù)料的后果,因此,需要在明確問題危害性的基礎(chǔ)上,展開一定研究。

      (1)道橋工程中的裂縫有較大的可能性出現(xiàn)在工程的地基結(jié)構(gòu)中,而地基是承載工程基礎(chǔ)的重要部分,一旦其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題,整個工程的穩(wěn)定性就會受到影響,從而導(dǎo)致工程的質(zhì)量極度下降。

      (2)道橋工程的地基一般是由混凝土和鋼筋構(gòu)成,程度較淺的裂縫暫時不會導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題,并相對易于防治。而較深程度的裂縫則會進一步在荷載的作用下,使鋼筋產(chǎn)生斷裂,從而突出地表,帶來極為嚴重的安全隱患。

      (3)道橋工程中的裂縫問題會影響到橋梁道路使用的安全性和穩(wěn)定性,使工程使用年限縮短,使養(yǎng)護成本、維修成本及建造成本均進一步加大。

      2 成因

      2.1 設(shè)計導(dǎo)致后期裂縫的問題

      (1)設(shè)計人員沒能對整個工程進行全局把控,特別是工程后期在使用過程中的荷載分析未做到位,包括對工程建設(shè)環(huán)境的地質(zhì)因素勘察不到位等,由此設(shè)計的施工圖最有可能導(dǎo)致后期道橋工程受力不均,進而引起裂縫的出現(xiàn)。

      (2)設(shè)計者并未將設(shè)計方案與當(dāng)前具體施工情況進行緊密結(jié)合,使設(shè)計圖與現(xiàn)場施工出現(xiàn)矛盾,進而導(dǎo)致施工過程中產(chǎn)生裂縫。

      (3)設(shè)計者由于粗心大意或技術(shù)能力低等,對于相關(guān)細節(jié)問題把控不嚴,說明不到位,導(dǎo)致施工人員在工程中出現(xiàn)理解上的問題,最終影響了工程質(zhì)量。

      2.2 材料質(zhì)量問題

      在道橋工程中,混凝土與鋼筋是構(gòu)成工程的基礎(chǔ)材料,大部分情況下會用到工程的地基施工中,地基則是影響工程穩(wěn)定性與安全性的重要因素。因此,當(dāng)混凝土與鋼筋質(zhì)量出現(xiàn)問題,進一步會導(dǎo)致工程地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。目前國內(nèi)道橋工程特別是大型的工程建設(shè)中很少出現(xiàn)由于原材料采購導(dǎo)致的材料質(zhì)量缺陷,但是仍然不可避免的是由于在儲存或使用過程中相關(guān)人員技術(shù)不佳導(dǎo)致材料的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)產(chǎn)生了變化。最為明顯的問題就是當(dāng)水泥用量一次性較大時會使其內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量累積,從而使結(jié)構(gòu)的中心部分和表面產(chǎn)生一定的拉力效應(yīng),從而引起性能及強度的下降,并引發(fā)深層裂縫問題。

      2.3 施工中造成

      直接決定工程最終質(zhì)量的是工程的施工過程,一旦過程出現(xiàn)明顯的質(zhì)量問題及安全隱患就會進一步的導(dǎo)致工程整體質(zhì)量下降,如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低問題、工程承載力下降問題等。通過對國內(nèi)部分的工程施工情況進行研究和分析發(fā)現(xiàn),目前由于我國在施工工藝上存在較大的缺陷,因此,經(jīng)常會由于施工工藝選擇不當(dāng)或工作過程中出現(xiàn)問題,導(dǎo)致工程質(zhì)量有較為明顯的起伏。不僅會影響到工程的使用壽命,也會影響到后期道路橋梁養(yǎng)護過程中的成本投入及技術(shù)難度。

      2.4 荷載因素

      大部分的道橋工程出現(xiàn)裂縫,有一部分原因是在后期使用過程中出現(xiàn)超負荷情況所導(dǎo)致。而導(dǎo)致這一情況出現(xiàn)的主要原因有:①本身質(zhì)量不佳,沒有達到相應(yīng)的受力標(biāo)準(zhǔn)。從而導(dǎo)致在長時間使用過程中,所能夠承載的安全受力范圍逐漸縮小。②由于工程在使用過程中管理不當(dāng),如荷載力過重的車輛長期碾壓等,從而進一步導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。③在設(shè)計建造的過程中,由于不合理的設(shè)計使工程本身在靜態(tài)環(huán)境下出現(xiàn)次應(yīng)力,而不合理的道橋使用,都進一步加快了裂縫產(chǎn)生的速度。

      2.5 其他因素

      除以上因素外,導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的原因還有其他外部因素,如雨雪天氣、高溫天氣等,都會進一步影響到工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。例如,高溫天氣,常使工程表面道路軟化或產(chǎn)生膨脹,一旦溫度急劇下降,就會相應(yīng)的出現(xiàn)結(jié)構(gòu)收縮。長此以往將會極大影響結(jié)構(gòu)的拉力抗性,導(dǎo)致工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)。不僅會損害工程的壽命,也會使工程的荷載范圍急劇縮小。

      3 措施

      3.1 類型

      (1)由于道橋工程本身所能夠承載的外力較小而實際承載壓力過大,導(dǎo)致橋梁本身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷,從而引起裂縫出現(xiàn)。這種裂縫一般出現(xiàn)會在短時間內(nèi)造成巨大的破壞性,并加速對于工程本身結(jié)構(gòu)的破壞,因此一旦發(fā)現(xiàn),應(yīng)當(dāng)及時采取措施,找出破壞點,制定可行的維修或重建方案。

      (2)工程本身所處的地理環(huán)境較為惡劣,外部因素對工程本身質(zhì)量的影響性較大,在其慢慢滲透之下,就會導(dǎo)致工程的結(jié)構(gòu)性逐漸失衡,各個部位逐漸出現(xiàn)使用問題。而面對這種裂縫時,應(yīng)當(dāng)著重加強對于工程的養(yǎng)護,以期延長其使用壽命。

      3.2 預(yù)防

      (1)材料控制。由于材料質(zhì)量是決定工程施工質(zhì)量的重要因素,因此應(yīng)加大對材料質(zhì)量的控制和管理力度。在施工中為了保證材料質(zhì)量,必須加強對原材料的采購質(zhì)量管理、配置管理及使用管理。其中采購質(zhì)量管理,應(yīng)當(dāng)通過加強采購責(zé)任制度,強化采購流程的合理性來進行控制。配置管理,應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合當(dāng)前施工方案,進一步加大對于地質(zhì)環(huán)境及外部溫度濕度等影響因素的分析進行配置。使用管理,應(yīng)當(dāng)做好細致的前期處理工作,如對外部溫濕度的分析,對施工材料質(zhì)量進行再次檢驗,做好施工部位清潔工作等。

      (2)設(shè)計優(yōu)化。設(shè)計質(zhì)量對于道橋工程施工過程具有重要的決定作用。因此,應(yīng)該通過進一步優(yōu)化工程設(shè)計方案以此保障工程在施工過程中的質(zhì)量及效率。①應(yīng)當(dāng)注意細節(jié)問題,設(shè)計方案完成之后,應(yīng)當(dāng)交由施工方、建設(shè)方、監(jiān)理方等共同研究,認可通過后方可投入使用。②應(yīng)當(dāng)制定明確的數(shù)據(jù)參考標(biāo)準(zhǔn),減少設(shè)計及施工過程中錯誤理解情況的出現(xiàn)。

      (3)工程監(jiān)督。必須通過加強工程監(jiān)督來對工程建設(shè)的每個環(huán)節(jié),每個部分進行質(zhì)量檢查,以此保障當(dāng)前施工的合理與有序,符合國家標(biāo)準(zhǔn)。道橋工程質(zhì)量問題關(guān)系重大,并且通常施工環(huán)境較為特殊及不便,由此導(dǎo)致了工程每一步施工都有可能帶來安全問題及質(zhì)量隱患,為此監(jiān)理人員應(yīng)當(dāng)秉持認真負責(zé)的態(tài)度,通過對于工程施工環(huán)節(jié)進行合理劃分從而實現(xiàn)有序監(jiān)管。

      (4)后期養(yǎng)護。后期的工程養(yǎng)護是保障道橋工程使用年限、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、實際承載力等一系列內(nèi)容的重要基礎(chǔ),因此,合理有效的養(yǎng)護方案能夠使工程的安全性有所提高。①在道橋工程長久使用過程中不可避免的會出現(xiàn)各種損傷,如受到外部溫差影響導(dǎo)致的凍裂、疏松等問題,最好以養(yǎng)護為主,盡可能的防止裂縫路線以及裂縫的進一步擴大。②由于工程本身質(zhì)量問題導(dǎo)致的裂縫問題,應(yīng)當(dāng)在裂縫治理的基礎(chǔ)上采用合理防護措施,如抗凍養(yǎng)護、結(jié)構(gòu)加強等。

      3.3 防治

      (1)修補。修補辦法主要是針對的是一些淺層表面的裂縫,由于裂縫深度較淺,因此對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響較小,此時采用表面修補辦法能夠進一步防止裂縫擴大。在修補過程中一般采用水泥漿進行表面涂抹,依據(jù)當(dāng)前的裂縫程度進行合理取量,裂縫修補完成之后,依據(jù)情況進行瀝青涂刷以及油漆防腐工序,以作加強防護。

      (2)加固。加固辦法主要是針對裂縫影響到工程基體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況,首先是擴大裂縫所在部位的截面面積,通過加設(shè)橋體構(gòu)件,設(shè)置支點,采用鋼板以及加入混凝土等工序進行結(jié)構(gòu)加固。而當(dāng)裂縫較為嚴重時,為了進一步保障工程的穩(wěn)定性,還需要對其他部位進行進一步防護,如采用灌漿進行橋體加固。必要時還可通過改變橋體的結(jié)構(gòu)來保證工程的安全。

      (3)填充。填充也是對裂縫治理時經(jīng)常采用的主要方法,采用的材料多為混凝土,針對的是寬度較大的裂縫。在填充之前要采用相關(guān)工具,對裂縫部位的雜物進行清理,必要時可開設(shè)V形槽,以便于修補材料能夠發(fā)揮最大的效用。

      4 結(jié)束語

      裂縫是由于各種原因引起并有較大的發(fā)生概率的不能避免的工程病害之一,有的裂縫雖然只出現(xiàn)在表面,但是隨著道橋工程承載力不斷加大,受到外部溫度、濕度、水分、雷電等進一步的腐蝕破壞,繼而使結(jié)構(gòu)逐漸不穩(wěn),使裂縫的寬度和深度加大加深,從而造成嚴重后果。在結(jié)合與總結(jié)實際經(jīng)驗的同時,參考國內(nèi)的相關(guān)研究資料,在分析裂縫成因的基礎(chǔ)上提出相關(guān)建議,以為裂縫的防治研究作為參考。

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