关于桥梁施工技术及裂缝成因的分析
2018-02-14范龙渭
范龙渭
(抚远市公路管理站 抚远市 156500)
前言
随着城市化建设的不断加快,人们对良好出行条件的需求也水涨船高,交通工程施工量也日益增加,这就对桥梁施工工程来说既是机遇也是挑战。而由于道路桥梁结构工程是交通工程的一个重要环节,对主体钢筋混凝土工程进行裂缝的缺陷原因分析和技术预防措施分析是至关重要的。桥梁工程作为民生大计工程的一项重要内容,对安全性和稳定性的要求是非常高的,一旦出现裂缝等质量问题,就可能出现渗水甚至坍塌危险。因此,就桥梁结构主体施工中存在的问题予以探讨,提出相应的技术预防措施,具有十分重要的意义。
1 桥梁施工方法概述
1.1 桥梁基础施工
一般来说,桥梁基础工程发展到今天,已经不受水文、地质条件的控制,所重视的是工程结构本身和经济效益。目前国内已经拥有了合符我国国清的一整套施工工艺及相应的设备,而特大桥梁基础已经向“组合基础”发展。扩大基础、桩基和沉井在各自的发展中又彼此“联合”。这种联合就是根据不同的水文、地质来发挥各类型式的特点而组成的一个整体,故出现了很多基础形式。桥梁基础工程由于在地面以下或在水中,涉及水和岩土的问题,从而增加了它的复杂程度,使桥梁基础的施工无法采用统一的模式。但是根据桥梁基础工程的形式大致可以归纳为扩大基础、桩和管桩基础、沉井基础、地下连续墙基础和组合基础几大类。
1.2 桥梁上部结构的施工
桥梁上部结构的施工方法,70年代以后随着预应力混凝土的广泛应用,已经得到了迅速发展,并发生了重大的变革。在钢筋混凝土桥梁的时代,可以说主要是现场浇注的施工方法。由于桥梁类型增加与跨径增大,构件生产的预制化,结构设计方法的进步、机械设备的发展,由此而引起施工方法的进步和发展,形成了多种多样的施工方法。主要有:就地浇注法;预制安装法;悬臂施工法;转体施工法;顶推法施工;移动模架逐孔施工法;横移法施工;提升与浮运施工
2 桥梁施工裂缝成因
2.1 负荷超重引起的裂缝
在桥梁施工的过程中,需要借助很多的大型机械,所以施工人员没有很好的安排机械的摆放位置,则非常容易出现施工桥梁的负荷超重,导致是施工区域出现因超重而引发的裂缝。再者,为因为施工人员没有按照施工图纸进行施工,导致桥梁结构的应力不足,当出现严重的外力的时候,会因为超负荷而让桥梁出现裂缝。这是因为施工单位没有精确的考虑到施工中桥梁负荷的情况,而且施工单位也没有严格的按照施工的要求和设计进行,更加严重的是,施工单位过于考虑到利益的最大化,而忽视了质量问题。
2.2 温度差异过大引起的裂缝
桥梁建设过程中使用的材料都是混凝土,其在温度变化的情况会以为结构的变化导致桥梁路面出现裂缝,而若是不能够及时的进行补救,在桥梁使用的过程中,则会让裂缝逐渐增大,从而影响桥梁的使用寿命。桥梁在施工的过程中,遇到的外界环境无法进行抵抗和干预,当桥梁施工遇到极端的天气,则会因为混凝土受到的温度差异过大,导致热胀冷缩,从而内部的温差与外部温差的差异性,形成了裂缝。再者,因为桥梁施工中,都是暴露在阳光之下,其光照也会对桥梁的结构产生影响,特别是在炎热的夏季,暴露在光照的时间非常长,会导致桥梁的整体受热不均匀,从而进一步加速了桥梁裂缝的形成。
2.3 收缩引起的裂缝
桥梁建设中因为收缩引起的裂缝主要表现为两种情况:塑性是收缩、缩水收缩。所谓的塑形收缩就是桥梁在进行混凝土浇筑之后的5h左右,因为其内部的相互反应和融合,会出现混凝土中的水分严重流失,从而产生了塑性裂缝,但是这种裂缝产生的几率比较小。但是若是桥梁建设的过程中真的遇见这样的塑形收缩引起的裂缝,则会导致表面变形,从而严重的影响钢筋在内部的走向,形成明显的桥梁质量问题。而所谓缩水收缩,指的是在桥梁施工中,针对已经完成混凝土浇灌的路段出现的水分严重蒸发,导致路段的含水量不断下降,从而出现路表面结构与内部结构出现巨大的反差,导致内外受力不均,从而出现极限拉伸的裂缝。这种裂缝出现的位置一般都是混凝土的表面,而且缝隙比较小,深度也很小,其一般呈现为龟裂的状态。
3 桥梁施工裂缝处理措施
3.1 表面封闭法
表面封闭法多用于在处理混凝土表层的裂缝,且裂缝的宽度不能超过0.15mm。使用表面封闭法能够从根本上解决混凝土表层裂缝问题,然而对于混凝土内部的裂缝,则效果非常小。以下列举出该工法的五个实施步骤:利用刷子将出现裂缝的部位清理干净,刷出一个宽度不小于5cm的施工区域;如果某部位裂缝分布很多,则宽度不小于8cm。利用工具将裂缝周围为完全凝固的混凝土清理干净,以致裂缝四周只有已终凝的混凝土。利用工业乙醇或是药剂在裂缝四周的混凝土表明仔细的涂抹,以便能够完全清理掉混凝土表面的杂物。等到上一步使用的药剂没有残留后,在裂缝处均匀刷上裂缝修补液,涂刷几遍,保证修补液的厚度约1mm。涂刷修补液后,等待一段时间,仔细检查涂刷工作,如果发现某部位漏涂或是修补液厚度不足,须及时补涂。此外,还需要保证裂缝涂刷后的颜色与周围混凝土的颜色基本一致,以体现建筑的整体性。
3.2 压力注浆法
压力注浆法通常是借助于空气机提供的压力将一些裂缝修补液输送到混凝土表层或内部的裂缝,该方法多用于修补0.3mm左右的混凝土裂缝,其能够在一定程度上避免裂缝的进一步扩大。该方法有以下五个施工环节:利用工具将混凝土裂缝四周的杂物清理干净,并通过空气压缩机将压缩空气注入到混凝土内部裂缝,彻底清理内部裂缝的杂物,最后使用乙醇擦拭一下裂缝四周,保证宽度不小于5cm。将灌胶嘴布设在裂缝方向上的节点处,通过在工业胶水将灌胶嘴牢牢固定住。利用环氧胶泥或是胶布将混凝土裂缝开口封闭起来,然后用空气压缩机注入空气检验是否完全封闭。接着向裂缝内注入环氧树脂浆液,将灌注的压力控制在0.3MPa左右,灌注工作直至裂缝不再吸入浆液,再延续4min,即刻停止注浆工作。等待一段时间,当浆液已成固态时,撤离注浆设备,处理注浆嘴部位时,可以使用快速固化胶进行封闭处理。最后检测可以向裂缝注入空气或是清水,也可钻芯抽样检查灌浆工作是否合格。
3.3 充填法
充填法其实就是将混凝土裂缝扩大,形成一个U型的槽,然后将修补材料填进U型的开口裂缝内进行封闭处理。该方法多用于混凝土裂缝不小于0.5mm的情况,修补材料多为环氧树脂或是水泥与砂的混合料。此外,还需要加入一定量的丙酮进行稀释,以便能够及时供给。充填法缺点明显,就是成本高,耗时多,但不可否认该法能够较好的解决混凝土裂缝问题,如下列出了该方法的三个施工步骤:将裂缝四周的杂物清除,遇到钢筋外露情况,及时进行除锈处理。制备修补材料,及时填充U型槽,待修补液呈固态时,上覆保温材料,并按时洒水养护。抽样检查,如果发现某部位遗漏,应及时采取修补措施进行二次回补。
4 结束语
为了最大化实现桥梁工程道路桥梁的质量和安全,确保各项技术指标符合规定要求,施工过程中必须对相关环节的施工加以重视,做好裂缝问题的预防与处理,完善混凝土工程施工配比方案,改进混凝土施工技术,注意强化施工人员的技术能力,对主体结构桥梁的质量进行合理控制,提高节点施工的精确度,确保主体结构合理、稳定、可靠。