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【摘 要】 本文从混凝土裂缝的概述出发,分析了道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因,针对加强道路桥梁施工中混凝土裂缝的应对措施进行详细探究。
【关键词】 道路桥梁;混凝土裂缝;应对措施
引言
在道路桥梁的施工和使用过程中,混凝土出现裂缝的现象十分常见,不仅影响了道路桥梁的整体美观性,还给道路桥梁的使用带来了巨大的安全隐患。因此,为了有效避免和防止道路桥梁工程裂缝的产生,必须对道路桥梁工程裂缝产生的原因进行深入的分析,掌握混凝土的特点,从而研究出裂缝防治以及修复的有效措施,提高道路桥梁工程的施工质量。
一、混凝土裂缝的概述
1、混凝土的特点
混凝土在道路桥梁工程中应用非常广泛,为此,需要对混凝土的特性进行深入细致的了解。混凝土取材范围广,价格较为低廉,有很高的抗压强度,能够浇筑成各种不同的形状,易于养护,花费的成本较低,因此,混凝土作为一种优秀的材料被广泛应用于建筑结构中。然而,混凝土也存在一定的缺点,其抗拉能力较弱,因此,很容易产生裂缝。通过理论分析和工程实践,证明混凝土结构件的裂缝是不可避免的,只是裂缝大小的区别,有些裂缝非常小,不会对混凝土的使用造成影响,也不会降低其安全性能。在外部荷载力的作用下,一些裂缝会逐渐扩大,进而导致更多的裂缝产生。裂缝数量的增多和蔓延,使混凝土的强度与耐久性受到影响,严重时还会引起坍塌等事故的发生。
2、混凝土裂缝的概况
在工程建设领域,混凝土的裂缝问题是一个普遍存在却难以根治的难题。何为混凝土?我们通常所说的混凝土指的是一种由砂石骨料、水、水泥和其他材料混合在一起而形成的非均质脆性材料。由于混凝土本身容易变形,再加上工程施工的疏忽等一系列问题,那些硬化成型的混凝土当中存在着大量的微孔隙和微裂缝,一般来说,这些带缝工作的混凝土建筑和构件会由于裂缝的存在而备受影响和冲击。在这之中,首当其冲的是混凝土结构内部的钢筋腐蚀问题,钢筋一旦发生腐蚀,就会严重降低钢筋混凝土材料的承载与抗渗能力,进而影响整个建筑物的外表形象及其使用寿命,如果腐蚀达到一定程度甚至会给人的生命财产安全造成严重威胁[1]。
二、道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因分析
1、荷载过大导致混凝土裂缝
随着我国道路交通四通八达局面的形成,超载超重车辆日益增多,这无疑是对道路及桥梁承重力的巨大挑战,也是混凝土道路、桥梁产生裂缝的直接诱因。混凝土道路桥梁在静、动荷载情况下产生的裂缝被称为荷载裂缝,荷载裂缝又被分为直接应力裂缝与次应力裂缝。所谓直接应力裂缝指的是由外部荷载所带来的直接应力产生的裂缝。比如在道桥的施工阶段,施工方不加限制地堆放各种施工材料与机器,甚至由于不了解道桥的预制结构的结构受力特点而随意运输、安装;而次应力裂缝,指的是由外荷载而引起的次生应力产生的裂缝。具体来说,在设计外荷载作用下,由于理论与实际之间存在一定范围内的偏差,道桥结构物的实际工作情况和常规计算存在出入,从而在道桥结构的某些部位上会引起次应力导致结构开裂。
2、热胀冷缩引起混凝土裂缝
作为道桥建设的主要材料,混凝土具有热胀冷缩的特性,一旦其外部环境或内部温度发生温度上的变化,混凝土就会变形。如果混凝土变形受到限制之时,混凝土结构内部就会产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度之时就会产生温度裂缝。具体来说,在一些跨径较大的桥梁中,温度应力会达到甚至有可能超出其荷载应力。而与其他混凝土裂缝相比,温度裂缝的最大特点就是会随着温度的变化而扩张或者合拢,在这里,造成混凝土温度发生变化的主要原因有:年温差较大、降温突然、冬季施工措施不当以及蒸汽养护等。
3、施工工艺质量差造成混凝土裂缝
由于混凝土极易发生变形,如果这些变形的混凝土达到一定规模,道路桥梁产生裂缝的概率就极高。究其变形原因,我们不难发现这与道桥的施工工艺有着直接联系,尤其是在混凝土结构浇筑、构件制作以及运输吊装的过程当中,一旦其施工工艺与工程自身、周边环境不相适应,施工质量低劣,混凝土就会产生纵向的、横向的等各式裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。
4、地基变形引起的裂缝
我国幅员辽阔,道路、桥梁建设遍布全国各地,这也就造成不同地区道桥建设的不同情况。不同地区的地形地质条件均不相同,道桥建設的地基构造也不尽相同。有些道桥地基的基础会发生不均匀沉降,究其原因就在于这几点:对工程的地形地质勘察精度不够准确、试验资料不可靠;地基冻胀问题;道路桥梁基础建立在溶洞、滑坡体或活动断层等不良地质之上。也正是基于此,工程基础会发生竖向不均匀沉降以及水平方向的位移,会使混凝土结构中产生附加应力,一旦附加应力超出结构的抗拉能力,就会导致混凝土结构开裂[2]。
三、加强道路桥梁施工中混凝土裂缝的应对措施探究
1、控制混凝土原材料
由于混凝土自身构成材料的复杂性,其原材料的性质直接关系到混凝土的收缩问题。一般来说,混凝土是由表及里地产生干燥现象,干燥过程在混凝土结构内部呈水梯状,即混凝土表面收缩较大,而内部收缩较小,这就造成混凝土收缩的不均匀性。不均匀收缩能够导致表面混凝土承受的是拉力,而内部混凝土承受的是压力,裂缝便产生于表面拉力超过其抗拉强度之时。另一方面,水泥石的收缩同样也会因为受到原材料的限制而出现裂缝。
2、把握切缝时机
所谓切缝的时机就是要做到适时切缝,一般切缝要在水泥混凝土即将发生硬化收缩之前进行。那些有经验的施工人员能够灵活地掌握切缝时间并充分加以利用,举例来说,当遇到混凝土内外部温差较大时要提前进行切缝,提前切缝便意味着一切准备工作也要提前做好,要提前在切缝上按板块的长度打好线,与此同时,提前切缝要注意与拉毛向平行,并且要保证切缝深度够深。引人注意的是,要学会依据混凝土的强度来确定切缝的具体时间。 3、合理设计混凝土的结构
根据相关经验分析,结构长度影响收缩应力,所以为避免由于收缩应力引起的结构开裂,可以采取永久式伸缩的方法,适当增加构造配筋,提高结构整体性。在建筑工程施工的过程中,对于混凝土的设计尽量采用中低强度的混凝土进行施工,减少采用高强度的混凝土施工,这样可以有效控制混凝土的表面出现收缩和裂缝。如深圳地铁罗湖站的修建过程中,对其主体结构合理分块,减少了温差,有效控制温度应力,减少混凝土的收缩,利用混凝土裂缝控制技术,使九万多立方米的混凝土得到很好施工。
4、优化施工工艺
混凝土在浇筑过程中,要加强对混凝土振捣的监督,要适度振捣,做到不过量不欠缺,一般情况下,每点振捣大约25秒,但因水灰比不同等原因,更应实际问题实际分析,混凝土达到密实即可,表面泌水不易过多,若水灰比太大,应及时排出混凝土的泌水,并对混凝土做好压光等后续处理。对于大体积的混凝土浇筑时可按自然坡度、水平分层、斜向分段、连续逐层推移、一次到顶的方法进行,控制好浇筑的时间和各层厚度,选择合适的温度以减小水化热效应,全天24小时监测混凝土的温度,并做好记录,遇到反常情况,及时有效处理,确保工程的质量。混凝土骨料下沉和泌水性也会产生缩裂缝问题,骨料下沉过程和水泌出过程都会造成一定的塑性变形,针对这个问题,可以用木抹子和细光铁抹子等在初凝之后进行压实操作,在终凝之前进行抹光操作。所有混凝土均采用输送泵输送直接到位,提高施工效率,严格控制好混凝土的施工过程,并按照施工工序和操作规程进行,避免此过程中出现失误,为现场文明施工创造了条件[3]。
5、强化混凝土养护
有始必有终,做好混凝土的养护管理,才能使混凝土的裂缝控制工作事半功倍。混凝土在浇筑完之后,为了防止水分蒸发过快造成表面干裂,一定时间后,可以在其表面覆盖草席、树枝、麻袋片或塑料薄膜,待表面湿度下降后,及时洒水养护,水流不能太大太急,避免冲坏混凝土。比如广东省天气比较炎热,大多属于高温下施工,所以要更加重视养护的作用,一般情况下,养护时间越长,混凝土越牢固,养护过程不仅减少了温度裂缝,也利于混凝土应力松弛,减少应力裂缝。在混凝土的浇灌过程中,若碰到风雨等恶劣天气,就要做好相应的保护措施,如用塑料薄膜或者毡子遮盖,避免积水,做好相应的排水措施。对于建筑施工完成后混凝土的温度和湿度的测量,一天不能少于四次,并且要做好记录。
结束语
綜上所述,混凝土材料的组成成分、干燥收缩、水化热、外界环境和施工工艺是裂缝产生的主要影响因素,所以防止裂纹产生必须从这几方面入手,针对每一个施工现场的特点,抓住重点,制定详细的裂纹预防计划。若有裂纹产生,需要马上查清裂隙产生的原因,确定裂缝的位置和发展速度等,及时采用化学灌浆等处理方法进行修补,以保证混凝土的质量,做出优良的工程。
参考文献:
[1]张涛.浅议道路桥梁施工中裂缝的原因分析[J].科技创新与应用,2013(17):193.
[2]白永忠.公路桥梁施工中混凝土裂缝问题探讨[J].科技与企业,2013(08):198.
[3]俞晓鸣,程晋传,沈军.道路桥梁施工中混凝土原材料的质量控制研究[J].科技风,2013(19):153.
【关键词】 道路桥梁;混凝土裂缝;应对措施
引言
在道路桥梁的施工和使用过程中,混凝土出现裂缝的现象十分常见,不仅影响了道路桥梁的整体美观性,还给道路桥梁的使用带来了巨大的安全隐患。因此,为了有效避免和防止道路桥梁工程裂缝的产生,必须对道路桥梁工程裂缝产生的原因进行深入的分析,掌握混凝土的特点,从而研究出裂缝防治以及修复的有效措施,提高道路桥梁工程的施工质量。
一、混凝土裂缝的概述
1、混凝土的特点
混凝土在道路桥梁工程中应用非常广泛,为此,需要对混凝土的特性进行深入细致的了解。混凝土取材范围广,价格较为低廉,有很高的抗压强度,能够浇筑成各种不同的形状,易于养护,花费的成本较低,因此,混凝土作为一种优秀的材料被广泛应用于建筑结构中。然而,混凝土也存在一定的缺点,其抗拉能力较弱,因此,很容易产生裂缝。通过理论分析和工程实践,证明混凝土结构件的裂缝是不可避免的,只是裂缝大小的区别,有些裂缝非常小,不会对混凝土的使用造成影响,也不会降低其安全性能。在外部荷载力的作用下,一些裂缝会逐渐扩大,进而导致更多的裂缝产生。裂缝数量的增多和蔓延,使混凝土的强度与耐久性受到影响,严重时还会引起坍塌等事故的发生。
2、混凝土裂缝的概况
在工程建设领域,混凝土的裂缝问题是一个普遍存在却难以根治的难题。何为混凝土?我们通常所说的混凝土指的是一种由砂石骨料、水、水泥和其他材料混合在一起而形成的非均质脆性材料。由于混凝土本身容易变形,再加上工程施工的疏忽等一系列问题,那些硬化成型的混凝土当中存在着大量的微孔隙和微裂缝,一般来说,这些带缝工作的混凝土建筑和构件会由于裂缝的存在而备受影响和冲击。在这之中,首当其冲的是混凝土结构内部的钢筋腐蚀问题,钢筋一旦发生腐蚀,就会严重降低钢筋混凝土材料的承载与抗渗能力,进而影响整个建筑物的外表形象及其使用寿命,如果腐蚀达到一定程度甚至会给人的生命财产安全造成严重威胁[1]。
二、道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因分析
1、荷载过大导致混凝土裂缝
随着我国道路交通四通八达局面的形成,超载超重车辆日益增多,这无疑是对道路及桥梁承重力的巨大挑战,也是混凝土道路、桥梁产生裂缝的直接诱因。混凝土道路桥梁在静、动荷载情况下产生的裂缝被称为荷载裂缝,荷载裂缝又被分为直接应力裂缝与次应力裂缝。所谓直接应力裂缝指的是由外部荷载所带来的直接应力产生的裂缝。比如在道桥的施工阶段,施工方不加限制地堆放各种施工材料与机器,甚至由于不了解道桥的预制结构的结构受力特点而随意运输、安装;而次应力裂缝,指的是由外荷载而引起的次生应力产生的裂缝。具体来说,在设计外荷载作用下,由于理论与实际之间存在一定范围内的偏差,道桥结构物的实际工作情况和常规计算存在出入,从而在道桥结构的某些部位上会引起次应力导致结构开裂。
2、热胀冷缩引起混凝土裂缝
作为道桥建设的主要材料,混凝土具有热胀冷缩的特性,一旦其外部环境或内部温度发生温度上的变化,混凝土就会变形。如果混凝土变形受到限制之时,混凝土结构内部就会产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度之时就会产生温度裂缝。具体来说,在一些跨径较大的桥梁中,温度应力会达到甚至有可能超出其荷载应力。而与其他混凝土裂缝相比,温度裂缝的最大特点就是会随着温度的变化而扩张或者合拢,在这里,造成混凝土温度发生变化的主要原因有:年温差较大、降温突然、冬季施工措施不当以及蒸汽养护等。
3、施工工艺质量差造成混凝土裂缝
由于混凝土极易发生变形,如果这些变形的混凝土达到一定规模,道路桥梁产生裂缝的概率就极高。究其变形原因,我们不难发现这与道桥的施工工艺有着直接联系,尤其是在混凝土结构浇筑、构件制作以及运输吊装的过程当中,一旦其施工工艺与工程自身、周边环境不相适应,施工质量低劣,混凝土就会产生纵向的、横向的等各式裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。
4、地基变形引起的裂缝
我国幅员辽阔,道路、桥梁建设遍布全国各地,这也就造成不同地区道桥建设的不同情况。不同地区的地形地质条件均不相同,道桥建設的地基构造也不尽相同。有些道桥地基的基础会发生不均匀沉降,究其原因就在于这几点:对工程的地形地质勘察精度不够准确、试验资料不可靠;地基冻胀问题;道路桥梁基础建立在溶洞、滑坡体或活动断层等不良地质之上。也正是基于此,工程基础会发生竖向不均匀沉降以及水平方向的位移,会使混凝土结构中产生附加应力,一旦附加应力超出结构的抗拉能力,就会导致混凝土结构开裂[2]。
三、加强道路桥梁施工中混凝土裂缝的应对措施探究
1、控制混凝土原材料
由于混凝土自身构成材料的复杂性,其原材料的性质直接关系到混凝土的收缩问题。一般来说,混凝土是由表及里地产生干燥现象,干燥过程在混凝土结构内部呈水梯状,即混凝土表面收缩较大,而内部收缩较小,这就造成混凝土收缩的不均匀性。不均匀收缩能够导致表面混凝土承受的是拉力,而内部混凝土承受的是压力,裂缝便产生于表面拉力超过其抗拉强度之时。另一方面,水泥石的收缩同样也会因为受到原材料的限制而出现裂缝。
2、把握切缝时机
所谓切缝的时机就是要做到适时切缝,一般切缝要在水泥混凝土即将发生硬化收缩之前进行。那些有经验的施工人员能够灵活地掌握切缝时间并充分加以利用,举例来说,当遇到混凝土内外部温差较大时要提前进行切缝,提前切缝便意味着一切准备工作也要提前做好,要提前在切缝上按板块的长度打好线,与此同时,提前切缝要注意与拉毛向平行,并且要保证切缝深度够深。引人注意的是,要学会依据混凝土的强度来确定切缝的具体时间。 3、合理设计混凝土的结构
根据相关经验分析,结构长度影响收缩应力,所以为避免由于收缩应力引起的结构开裂,可以采取永久式伸缩的方法,适当增加构造配筋,提高结构整体性。在建筑工程施工的过程中,对于混凝土的设计尽量采用中低强度的混凝土进行施工,减少采用高强度的混凝土施工,这样可以有效控制混凝土的表面出现收缩和裂缝。如深圳地铁罗湖站的修建过程中,对其主体结构合理分块,减少了温差,有效控制温度应力,减少混凝土的收缩,利用混凝土裂缝控制技术,使九万多立方米的混凝土得到很好施工。
4、优化施工工艺
混凝土在浇筑过程中,要加强对混凝土振捣的监督,要适度振捣,做到不过量不欠缺,一般情况下,每点振捣大约25秒,但因水灰比不同等原因,更应实际问题实际分析,混凝土达到密实即可,表面泌水不易过多,若水灰比太大,应及时排出混凝土的泌水,并对混凝土做好压光等后续处理。对于大体积的混凝土浇筑时可按自然坡度、水平分层、斜向分段、连续逐层推移、一次到顶的方法进行,控制好浇筑的时间和各层厚度,选择合适的温度以减小水化热效应,全天24小时监测混凝土的温度,并做好记录,遇到反常情况,及时有效处理,确保工程的质量。混凝土骨料下沉和泌水性也会产生缩裂缝问题,骨料下沉过程和水泌出过程都会造成一定的塑性变形,针对这个问题,可以用木抹子和细光铁抹子等在初凝之后进行压实操作,在终凝之前进行抹光操作。所有混凝土均采用输送泵输送直接到位,提高施工效率,严格控制好混凝土的施工过程,并按照施工工序和操作规程进行,避免此过程中出现失误,为现场文明施工创造了条件[3]。
5、强化混凝土养护
有始必有终,做好混凝土的养护管理,才能使混凝土的裂缝控制工作事半功倍。混凝土在浇筑完之后,为了防止水分蒸发过快造成表面干裂,一定时间后,可以在其表面覆盖草席、树枝、麻袋片或塑料薄膜,待表面湿度下降后,及时洒水养护,水流不能太大太急,避免冲坏混凝土。比如广东省天气比较炎热,大多属于高温下施工,所以要更加重视养护的作用,一般情况下,养护时间越长,混凝土越牢固,养护过程不仅减少了温度裂缝,也利于混凝土应力松弛,减少应力裂缝。在混凝土的浇灌过程中,若碰到风雨等恶劣天气,就要做好相应的保护措施,如用塑料薄膜或者毡子遮盖,避免积水,做好相应的排水措施。对于建筑施工完成后混凝土的温度和湿度的测量,一天不能少于四次,并且要做好记录。
结束语
綜上所述,混凝土材料的组成成分、干燥收缩、水化热、外界环境和施工工艺是裂缝产生的主要影响因素,所以防止裂纹产生必须从这几方面入手,针对每一个施工现场的特点,抓住重点,制定详细的裂纹预防计划。若有裂纹产生,需要马上查清裂隙产生的原因,确定裂缝的位置和发展速度等,及时采用化学灌浆等处理方法进行修补,以保证混凝土的质量,做出优良的工程。
参考文献:
[1]张涛.浅议道路桥梁施工中裂缝的原因分析[J].科技创新与应用,2013(17):193.
[2]白永忠.公路桥梁施工中混凝土裂缝问题探讨[J].科技与企业,2013(08):198.
[3]俞晓鸣,程晋传,沈军.道路桥梁施工中混凝土原材料的质量控制研究[J].科技风,2013(19):153.