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道路桥梁施工中混凝土裂缝的形成及解决对策

2019-01-16孙安庆马文峰刘天林

中国设备工程 2019年14期
关键词:桥梁工程荷载桥梁

孙安庆,马文峰,2,刘天林

(1.潍坊市公路管理局公路养护处;2.山东绿达景观工程有限公司;3.潍坊顺达公路工程有限公司,山东 潍坊 261041)

近年来,伴随着我国经济的快速发展,城市化进程也在逐渐加快,随之而来的则是各种道路桥梁工程项目的增加。目前,我国每年的道路桥梁工程项目数量已经远远超过了曾经的建设数量,道路桥梁的大量增加使得其建设水平不断提高,是实现我国交通全面覆盖的重要内容。而在道路桥梁施工中,混凝土是最为常见的一种施工材料,其具有耐腐蚀和耐压性强等优点,是道路桥梁工程中的重要结构,但在实际的工程开展和应用中,也存在着很多影响道路桥梁工程施工质量的因素,常见的问题是混凝土的裂缝问题,这一问题是道路桥梁工程施工中需要重点解决的问题之一,这是由于这一问题会对道路桥梁的使用寿命等造成严重的影响。

1 道路桥梁施工中混凝土裂缝的形成原因分析

1.1 何在变化

对于道路桥梁施工中的混凝土裂缝问题,其最主要的影响因素就是道路桥梁的荷载发生了较大的变化,此外还有直接应力裂缝和次应力裂缝等两种荷载影响。对于混凝土中的应力裂缝问题,其出现的主要原因是操作人员在进行施工的过程中出现施工预算错误或者施工中的开动等环节影响,造成了混凝土本身的荷载出现较大的变化,这是造成混凝土裂缝问题的主要原因。而直接应力裂缝问题的出现,其实由于施工过程中的荷载计算不合理,造成了实际荷载超过预算荷载问题,出现了混凝土裂缝问题。此外,在进行工程开展的过程中,若存在材料的堆积问题,也会非常容易造成裂缝问题的出现。

1.2 混凝土材料质量

混凝土材料是一种混合型材料,包括了掺合料和水泥等多种组成结构,不同的混凝土材料配比和原材料本身质量也是影响混凝土裂缝问题的常见原因。混凝土在制作过程中,若实际标准值和水分等含量同预算相差较大,会造成混凝土的收缩性出现较大变化,若混凝土中的骨料质量不符合标准,对混凝土的强度具有较大的影响。在混凝土强度不符合标准的情况下,非常容易造成裂缝问题的出现。另外,在进行混凝土制作的过程中,需要对各种外加剂和掺合料的配比以及质量等进行严格的控制,保证混凝土制作过程中的反应满足标准,这样才能够最大程度上保证混凝土的制作质量符合道路桥梁标准,降低桥梁裂缝问题的出现概率。

1.3 收缩冻缩

对于道路桥梁施工过程中,混凝土因收缩冻缩出现裂缝也是比较常见的一种原因,这是由于道路桥梁的工程周期较长,在施工过程中混凝土由于自身的材料物理特性而出现较大的变化,造成冻胀问题的出现,这时的混凝土材料体积和强度会发生较大的变化,从而造成混凝土裂缝问题的出现。

1.4 温度变化

道路桥梁建设过程中,混凝土会由于外界温度的变化而出现热胀冷缩问题,因此,无论混凝土施工处于何种环境,都会对混凝土本身的膨胀系数等造成一定的改变。若混凝土的变化较大,会对混凝土的整体强度造成较大的影响,同时影响混凝土的应力问题,最终造成混凝土出现裂缝现象,影响其正常使用。在进行道路桥梁施工的过程中,需要对可能的影响因素进行确认,并开展针对性的措施对其进行预防,常见的有雨雪和温差变化等,其都是造成道路桥梁裂缝问题的常见原因。

2 道路桥梁混凝土裂缝的危害性

对于道路桥梁来说,混凝土裂缝问题的出现对其整体机构强度具有较大的影响,包括对道路桥梁本身的承载能力和使用功能等。混凝土裂缝的出现会造成路面或者桥面出现渗漏问题,一方面会造成地面的水渗入到混凝土的内部,从而对混凝土结构造成二次破坏,另一方面则是混凝土裂缝在外部压力的作用下逐渐扩大,从而使整个表面裂缝逐渐变为深层裂缝,最终出现贯穿性的混凝土裂缝,对整个道路桥梁工程的使用质量造成严重的影响。混凝土的碳化作用也会造成各种收缩和开裂变异频繁出现。长此以往,对混凝土的内部结构造成严重的影响,而混凝土裂缝对碳化作用还是一种促进效果,特别是对于大气中的二氧化碳,其能够通过裂缝渗透到混凝土的内部结构中,同混凝土结构中的水泥等发生化学反应,形成碳酸钙等物质。碳化作用会对混凝土中的钢筋结构造成破坏,降低混凝土本身的碱性,同时,裂缝还会造成外界空气和水分进入混凝土内部,同钢筋结构接触后造成钢筋的锈蚀问题,影响钢筋结构本身的强度,降低其对混凝土结构的保护效果。

3 道路桥梁工程中混凝土裂缝的处理措施

3.1 控制原材料本身的质量,优化混凝土的配比

对于道路桥梁工程的准备阶段,其在进行混凝土配置选材时,首先需要对道路桥梁工程的相关标准和要求等进行详细的了解,明确道路桥梁工程设计过程中的各项要求,在此基础上,选择合适的混凝土配比材料和比例,这样能够保证调配处的混凝土强度满足道路桥梁工程的荷载需求,防止因混凝土强度和荷载不足而造成使用过程中的裂缝问题。另外,混凝土在进行配置过程中还需要添加对应的外加剂,通过这些外加剂能对混凝土进行增塑和减水等效果。一般情况下,在保证混凝土本身的强度和塌落度不变的情况下,可以对用水量进行适当的减少,这样能够降低混凝土材料本身的绝热温升。像掺加改性木钙减水剂时,能够减少混凝土的用水量,从而减少道路桥梁工程中的水泥用量,而对于缓凝型减水剂的应用,其能够降低混凝土制作过程中的水化温升效果,从而减少混凝土制作中的水泥用量,降低裂缝出现的概率。

3.2 关注施工工艺流程,控制施工现场温度

对于道路桥梁工程施工中的混凝土,其温度控制不力是造成裂缝问题出现的原因之一。为了更好地预防混凝土温度裂缝的出现,需要在开展混凝土施工的过程中对其现场施工工艺流程进行全面的监控,严格控制现场的温度条件。特别是对于炎热的天气下,沪宁图在进行浇筑施工时需要严格控制浇筑厚度,这样能够保证混凝土中的水分在短时间内快速散去,同时还需要对浇筑速度进行科学的控制,保证上层已经符合初凝条件之后再进行浇筑。

对于道路桥梁施工,其可以参照浇筑面积选择合适数量的测温管,定期对混凝土内外温度进行检测,同时将测得的数据进行详细的记录,施工后的混凝土需要将内外温差控制在25℃,这样才能够降低温度裂缝问题的出现概率。在进行现场拆模操作时,需要根据施工现场的状况确定拆模计划,不可随意拆卸,避免因温度骤降对混凝土结构造成较大的拉应力。对于拆模的时间,需要根据混凝土的具体情况进行确定,在浇筑完成后,需要采取有效的措施对其进行养护,在浇筑施工完成后,可以先用塑料薄膜对其进行覆盖,然后通过锯末对其进行填充覆盖。而对于炎热天气,为了防止混凝土中的水分过快蒸发,可以通过洒水方法对长时间暴露的混凝土地面进行养护。

3.3 优化系统结构设计,加强施工过程控制

道路桥梁工程在开展前,需要综合多方面的因素对其进行合理的设计,通过对混凝土的结构受力进行详细的调查,选择最高效和安全的结构来保证混凝土的结构稳定性。另外,还需要根据相应的标准对混凝土的耐久性等进行规范,通过对混凝土的保护层厚度进行适当增加,能够提高混凝土使用过程中的质量;为了延长混凝土内部钢筋结构的强度和使用时间,可以增加混凝土的保护层,这样能够避免混凝土的内部受到外界因素的影响。对于混凝土内部的钢筋结构,其可以通过加强配筋构造来对其进行提升,在选择配筋时尽量选择小直径和小间距的方法,而在必要时还可以对钢筋的构造进行调整,或者通过混凝土表面增加金属扩张网等来对其整体的抗裂性能进行提升,降低混凝土使用过程中出现裂缝的概率。在进行工程设计的过程中,对于软土地基中的道路施工,需要避免超静定结构的使用,而对于大型的道路桥梁工程,在进行施工前,需要对施工现场的地质进行勘查工作,避免施工区域出现软弱下卧层。

而在现场施工过程中,需要对混凝土浇筑工作进行全面的展开,浇筑前需要对模板进行仔细的检查,这样能够对模板的刚度和牢固度等进行确定。而在进行混凝土浇筑时,其需要保证混凝土的塌落度和流动性符合后续的道路桥梁使用需求,并保证所有的混凝土材料配比一致性。而对于混凝土的搅拌和运输等工序开展,需要对其进行严格的管控,由于浇筑过程中的数量较多,需要对其进行分段和分层浇筑工作。在混凝土入模的过程中,还需要对其温度进行合理的控制,并最好对应的振捣操作,对于振捣的时间和距离进行严格的控制,并保证其插入深度等符合标准。通过这些措施的执行,其能够保证混凝土浇筑过程中的密实度和均匀性,提高混凝土道路桥梁的施工质量。对于混凝土浇筑操作,其应该是一次完成,避免施工缝问题的发生,若操作过程中不可避免地需要进行间断,间断时间也需要控制在合理的范围内。

4 结语

综合上述所说,随着道路桥梁工程的快速发展,混凝土结构已经成为一种比较常见的建筑方式和建筑材料,伴随着对道路桥梁材料的研究深入,其施工水平也在不断提高,这使得混凝土结构裂缝问题的发生逐渐减少。在当前,混凝土结构道路桥梁施工前,需要制定科学合理的施工方案,同时,通过有效的现场处理措施和管理对各项工作进行落实,保证现场施工的规范性和标准化。

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