黃華麗
摘 要:我國的交通建設(shè)歷來是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重中之重,為保證我國國民經(jīng)濟快速、持續(xù)、健康發(fā)展,必須加快公路設(shè)施建設(shè)。大量工程實踐以及近代科學(xué)關(guān)于混凝土強度的細(xì)觀研究都表明結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的,它是材料的一種特性。形成可見裂縫的原因錯綜復(fù)雜,主要原因有設(shè)計不妥、混凝土材料缺陷、施工質(zhì)量問題等,本文針對主要原因提出了鋼筋混凝土構(gòu)件在各方面的相應(yīng)防治措施。
關(guān)鍵詞:混凝土構(gòu)件;裂縫;預(yù)防處理
中圖分類號:TU528 文獻標(biāo)志碼:A
0 前言
就已建公路工程質(zhì)量而言,仍存在不盡人意的地方,如交通建設(shè)中主要組成部分模注混凝土存在裂縫問題。本文通過分析混凝土裂縫產(chǎn)生的各方面原因,并針對原因提出了相應(yīng)的防治措施。
1混凝土裂縫的類型
混凝土結(jié)構(gòu)存在裂縫是相當(dāng)普遍的現(xiàn)象,由于混凝土裂縫形式類型眾多,導(dǎo)致裂縫的原因復(fù)雜錯綜,甚至是各種各樣因素互相影響,但各條裂縫均有其存在的一種或幾種原因,鋼筋混凝土橋梁裂縫種類大致如下:
(1)按裂縫的成因分類:根據(jù)鋼筋混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,可將分為結(jié)構(gòu)變形裂縫(結(jié)構(gòu)性裂縫,約占10%)和無荷載變形裂縫兩大類。
(2)按裂縫的產(chǎn)生時間分類:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成型需要一定時間和長期服役的過程,因而在不同的時期和階段也形成了各異的裂縫,如:施工階段產(chǎn)生裂縫(0d~3d);混凝土早期裂縫(3d~28d);混凝土中期裂縫(28d~180d);混凝土后期裂縫(180d~360d、720d);混凝土結(jié)構(gòu)長期放置產(chǎn)生的裂縫及使用階段產(chǎn)生的裂縫。
(3)按裂縫的形狀及尺寸分類:橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫按形狀可分為:縱向裂縫、橫向裂縫、斜向裂縫、其他各種不規(guī)則裂縫;橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫按尺寸可分為:微觀裂縫和宏觀裂縫兩類。
2 混凝土裂縫的成因
混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫類型形式眾多,形成可見裂縫的原因錯綜復(fù)雜,從技術(shù)的角度分析大體有以下幾個方面:設(shè)計不妥引起的裂縫;混凝土材料缺陷引起的裂縫;施工質(zhì)量問題引起的裂縫;使用—維護不當(dāng)引起的裂縫;受到環(huán)境侵蝕而產(chǎn)生的耐久性裂縫;偶然作用后產(chǎn)生的殘余裂縫等。
2.1 設(shè)計階段的影響因素
設(shè)計階段決定了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最終形式。設(shè)計對我們交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及鋼筋混凝土構(gòu)件運營養(yǎng)護中起到非常重要的作用。在設(shè)計階段可能產(chǎn)生的是結(jié)構(gòu)性裂縫。
2.2 施工階段的影響因素
施工階段的影響因素主要:施工工藝和方案引起裂縫、混凝土的原材料及配合比引起裂縫。
混凝土是由水泥、水、粗集料、細(xì)集料、外摻料和外加劑按適當(dāng)比例配合而成的膠結(jié)材料,因此,原材料及配合比設(shè)計是混凝土成形后的性能的重要影響因素,如何選用合格的原材料,并進行合理的配合比設(shè)計,對控制混凝土成型后質(zhì)量有著重要的意義。
(1)原材料的影響
水泥:傳統(tǒng)思想中,認(rèn)為水泥強度等級越高越好,實際上,如果低等級混凝土選用高等級強度水泥,既浪費了材料,又因水泥的水化熱過高,混凝土的溫度應(yīng)力不能得到及時釋放而造成混凝土開裂,所以在保證混凝土強度的基礎(chǔ)上,應(yīng)盡量選用低等級水泥,并減少水膠比。
粗、細(xì)集料:首先,應(yīng)做好骨料的原材料檢測工作,確保骨料質(zhì)量,由于骨料原因造成混凝土的開裂,大部分是因為集料本身存在有害的物質(zhì)及化學(xué)成分。另外粗骨料粒徑小、自身強度低,都容易形成混凝土裂縫,細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)較小時,混凝土終凝后容易造成表面水分損失,形成細(xì)小裂縫。
外摻料、外加劑:在混凝土中適當(dāng)摻入外摻料、外加劑等,可以有效改變混凝土穩(wěn)定性,減少收縮,減少裂縫出現(xiàn),但如使用不當(dāng),也會對混凝土質(zhì)量造成危害。
(2)配合比設(shè)計的影響
混凝土配合比設(shè)計分4個階段,分別為:配合比設(shè)計計算,基礎(chǔ)配合比設(shè)計、試驗室配合比試配、調(diào)整施工配合比。
因此,從原材料選擇到配合比設(shè)計,必須經(jīng)反復(fù)試驗校核,逐漸調(diào)整至合理的程度。其中水灰比、砂率、用水量是影響混凝土配合比設(shè)計的3個重要參數(shù),通過對混凝土配合比設(shè)計的優(yōu)化,可以有效得控制裂縫產(chǎn)生。
2.3 運營養(yǎng)護的影響因素
在運營過程中,由于管理不當(dāng),如在使用過程中超過設(shè)計荷載的重型車輛過橋;受車輛、船舶的接觸、撞擊;發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等災(zāi)害;橋梁處于地理環(huán)境惡劣等情況,最終都會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。
3 混凝土裂縫的預(yù)防措施
3.1 設(shè)計方面
受力鋼筋的布置采用細(xì)筋密配方式,配筋率在0.3%~0.5%,可以改變裂縫分布情況,同時增配構(gòu)造鋼筋,提高混凝土抗殘裂性能;在混凝土結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)突變形成應(yīng)力集中的部位,應(yīng)在設(shè)計階段進行考慮,在薄弱部位,采取配置加強鋼筋等加強措施;在結(jié)構(gòu)中布置預(yù)應(yīng)力鋼筋,可抵消、減少一部分拉應(yīng)力,從而控制裂縫出現(xiàn);在混凝土的表層布置鋼筋網(wǎng)片,可有效控制可見裂縫的出現(xiàn);在設(shè)計中,充分考慮施工時的環(huán)境、條件因素,設(shè)置合理的后澆帶,可減少早期混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。
3.2 施工方面
(1)原材料質(zhì)量及配合比:嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量,并進行抽檢試驗,保證所使用原材料符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及要求;對骨料進行含水量試驗,及時調(diào)整施工配合比;施工過程中,對混凝土坍落度進行控制,檢測混凝土拌合物的和易性,以避免由于混凝土和易性太差而導(dǎo)致混凝土離析,從而出現(xiàn)裂縫;在混凝土拌和過程中,要注意攪拌方式、時間及入模時間;澆筑過程中,要保證澆筑混凝土的振搗時間、位置,應(yīng)分層澆筑,分層厚度要滿足要求,并注意避免漏振、欠振、過振,此外,嚴(yán)禁振搗棒靠近鋼筋進行振搗或插入保護層振搗;混凝土在運輸過程中,也應(yīng)檢測混凝土坍落度,避免由于水分流失而造成的損失;混凝土初凝后應(yīng)及時灑水,保濕養(yǎng)護,如橋梁下部結(jié)構(gòu)建設(shè)采用薄膜保濕養(yǎng)護,梁板采用工廠化施工噴淋養(yǎng)護等。
(2)施工工藝及操作:工程施工開始前,施工單位應(yīng)編制施工組織設(shè)計和施工方案,特別對于大體積混凝土澆筑,應(yīng)編制專項施工技術(shù)方案,以保證混凝土澆筑質(zhì)量;按設(shè)計文件及施工方案要求,合理布置施工縫布置,通常情況下,施工縫可設(shè)置在受力較小且便于施工的部位;對于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,應(yīng)在預(yù)應(yīng)力端部錨固區(qū)布置構(gòu)造鋼筋,應(yīng)保證一定的混凝土層厚度。
3.3 運營養(yǎng)護及外界環(huán)境方面
嚴(yán)禁控制超限、超載車輛過橋,以防車輛對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生接觸和碰撞,對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害;對于已產(chǎn)生危害的橋梁,也應(yīng)進行一系列的檢測和分析,并采取加強和維護措施;對于使用過程中的結(jié)構(gòu)物,應(yīng)進行定期的檢測和分析,特別是已產(chǎn)生安全隱患的裂縫,如橋梁梁板、立柱、蓋梁等產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性裂縫,應(yīng)及時采取相應(yīng)的加強維護措施,消除隱患;結(jié)構(gòu)物在使用過程中,如遭受到偶然非工況損害后,也應(yīng)進行觀察、檢查裂縫情況,進行分析,如有必要需采取相應(yīng)的加固措施。
結(jié)語
在混凝土結(jié)構(gòu)物中,裂縫是一種常見的病害。裂縫產(chǎn)生的原因很多,本文就其中的一部分原因進行了簡單分析。如何控制混凝土結(jié)構(gòu)物發(fā)生裂縫,也應(yīng)做到事先預(yù)防、事中控制,事后預(yù)防等3個方面。首先,要保證設(shè)計過程中有足夠的強度儲備;其次,要控制好施工過程中的原材料和配合比質(zhì)量、施工環(huán)境條件、施工工藝等;而在養(yǎng)護階段,重點應(yīng)對已產(chǎn)生的裂縫進行正確的判斷,并采取針對性的措施進行處理,才能達(dá)到事半功倍之效。
參考文獻
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