道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及应对措施探讨
2021-04-16刘烝
刘烝
【摘 要】道路桥梁构件出现裂缝后,整个结构的耐久性和强度都会受到影响,从而导致道路桥梁建设的安全性及稳定性隐患,若出现安全事故,不仅会造成一定经济损失,对社会及公众也会造成诸多负面影响,因此在道路桥梁建设过程中,要注重对裂缝的严格预防及控制,结合现场的环境及各方面的影响因素,采取合适的控制措施,使道路桥梁工程建设中的裂缝问题能得到顺利解决。
【关键词】道路桥梁;施工;裂缝;成因;应对措施
1.道路桥梁施工中裂缝危害性
道路桥梁工程施工过程中出现裂缝,不仅会影响道路桥梁的美观性,还会对道路桥梁的安全性造成一定的影响。若在道路桥梁施工过程中出现裂缝,在运营过程中受可变荷载影响就会不断扩大,从而导致道路桥梁整体质量受到影响,使用寿命降低。比如有水分进入到裂缝中,就会在重力及压力的作用下,使裂缝的面积不断扩大。若因腐蚀原因造成裂缝,就会导致道路桥梁工程内的金属结构及钢筋受到一定的损坏,从而让工程安全性受到一定的威胁。加上裂缝达到一定程度,水分及空气就会侵入,从而让路桥的内部碳化速度加快。内部碳化是不同物质之间产生化学反应的一个过程,会产生碳酸钙化合物,这些都会对道路桥梁的安全性及使用寿命造成直接影响。
2.道路桥梁施工中裂缝的成因
2.1温度变化导致
道路桥梁工程施工过程中混凝土施工要经过冷凝及硬化过程,在这个过程中,水泥会因为反应从而产生水化热,混凝土结构内部温度与表面温度就会形成非常大的差距,内外的温差增大,从而导致一定的拉伸应力。混凝土结构的外部温度迅速降低,混凝土表面的强度就会降低,抗拉能力不足,内部的拉伸应力超过了表面的抗压能力,也就是说混凝土结构不具备足够的抗裂性,就会造成裂缝。温度原因导致道路桥梁建设中出现裂缝,这是一种常见的情况。道路桥梁裂缝会对施工质量造成直接的影响。
2.2收缩引起
收缩裂缝也是道路桥梁裂缝中最常见的一种形式,基本上道路桥梁裂缝可分成几种类型。塑性收缩、碳化收缩导致裂缝产生,在道路桥梁工程施工过程中是较常见的情况。收缩冻胀也是导致裂缝的原因。混凝土结构本身的收缩冻胀很常见,在完成浇筑施工后,因为水化反应,导致混凝土结构因养护不及时缺少水分导致收缩情况的出现,从而让混凝土结构的表面拉应力增加。当拉应力超过混凝土结构自身的承受能力,收缩裂缝就会不规则出现。冻胀导致的裂缝多数情况下是在冬季容易出现,因为早晚温差较大且混凝土结构本身并不是均质密实的结构,在混凝土结构内部会有一些空隙存在,低温导致内部空隙中的水分冻结,这样混凝土结构体积膨胀,从而出现一定的拉应力,导致裂缝出现。
2.3荷载造成
荷载超过一定限度也会导致道路桥梁工程出现裂缝,一般情况下分成直接应力及次应力2种类型。在道路桥梁工程设计中,若对荷载未做好准确测算,存在遗漏或不完全计算的情况,就会导致在公路运营过程中,实际荷载要比设计荷载高,从而导致道路桥梁裂缝出现。在现场施工过程中道路桥梁工程受力体系未转化完成,超荷载随意堆放施工材料也会形成裂缝,这些都是直接应力导致的裂缝。另外是次应力导致的裂缝,在施工中因为一些原因,要进行开洞或凿槽作业,荷载出现变化,无法达到设计标准,这样在工程运营过程中也会导致路桥裂缝出现。
3.道路桥梁施工中裂缝应对措施
3.1做好设计前准备
在施工前的设计阶段,需对项目情况展开详细分析,并对现场的情况展开充分勘察,这是进行科学设计的重要基础。为了使道路桥梁工程设计符合实际工程建设的要求,要安排专业的勘察人员,对现场的地质情况及周围建筑的情况展开充分勘察以及分析,勘察结果要保证足够准确,这样道路桥梁工程设计也能更加具备针对性,能在最大限度上提升道路桥梁工程结构的稳定性及安全性,避免因为设计不科学造成的施工裂缝,也可避免裂缝对工程造成的诸多危害。
3.2加强施工过程管理
在道路桥梁工程施工过程中,要注重材料方面的管控,材料进入现场后要进行全面监管,材料可以说是裂缝的重要成因。在材料质量有所保证的情况下,对混凝土施工也要加强控制。混凝土结构施工中,要保证混凝土材料本身的配合比是科学的、可实际生产的,这样可避免在施工中,因为对一些材料的使用不合理而出现裂缝。除了材料方面的问题,道路桥梁工程施工过程中施工工艺控制以及人员素質也非常关键,也是对施工质量会造成直接影响的重要因素。在施工前要组织工人进行安全技术交底,让作业人员熟练掌握施工工艺,并根据实际施工环境对施工工艺进行适当细化,确保施工质量和安全。
3.3合理控制温度
混凝土凝结过程中的温度会直接影响其凝结的时间与质量,施工人员必须对其进行合理控制。受到混凝土原材料本身品质的影响,在进行搅拌的过程中会与水发生反应向外释放热量,要求在采买过程中尽量选择水化热程度更低的材料,按照道路桥梁设计需求做好配比与养护的测试。经过充分搅拌与振捣过后的混凝土还须要略微静置一段时间,使其恢复到常温状态,并将混合在混凝土中细微气泡消除,提升混凝土浆体质量。
3.4裂缝修复处理
在施工完成后,需要对混凝土的浇筑质量进行检测,若发现存在开裂情况,要及时进行修复和加固处理,保障建设的安全性。施工人员要对产生的裂缝进行评估和检测,包括开裂深度、开裂尺寸等,根据裂缝等级的不同,采用不同的修复处理办法。对于一些不会对道路桥梁工程稳定性造成影响的浅表性开裂,只需要进行简单的补浆处理即可。施工人员按照原有混凝土的调配比例重新搅拌,使用喷涂设备对裂缝处进行加固补涂,并保证裂缝处填充紧实平整。而对于一些可能会对承载能力造成影响的混凝土开裂问题,则需要使用高强度的材料其进行修复,使补涂材料可以深入到裂缝内部形成良好的连接效果。还可以使用薄膜法在开裂位置的表面上形成强度更高的连接整体。
3.5开展浇筑检测
浇筑检测技术可以通过探测设备对混凝土的凝结程度进行检验,对于一些具有隐藏性或细小的裂缝有较为精确的检测效果。探测设备主要是通过超声波的方式向混凝土结构发出探测波,浇筑良好位置的混凝土结构均匀,回弹的超声波波面更加平整光滑,而存在裂缝处的混凝土会影响超声波的相位和波面。检测设备通过对超声波回弹的参数分析,能够建立混凝土结构模型,帮助施工人员及时发现其中隐藏的裂缝。但这种工艺的工作量较大且成本更高,主要应用于一些对于强度和施工质量要求较高的部位。
3.6加强混凝土结构养护
养护是路桥施工中不可忽视的一个环节,尤其是对混凝土结构的养护,更是重中之重。在混凝土结构的实际施工中,若是遇到了恶劣天气,要注重对混凝土结构温湿度的严格控制,避免混凝土结构养护不足形成的裂缝。如恶劣天气突然出现,无法对气候因素进行控制,要对结构展开加固设计,温度的变化是导致出现裂缝的一个重要的因素,需让温度变化对混凝土结构的影响尽量降低。各部分结构对外界因素是有适应时间的,因此对各部分的钢筋要进行加强,从而使混凝土结构具备更强的抗裂性,避免因温度原因出现裂缝问题。企业需安排专门的人员,在混凝土结构施工中做好养护工作,采取必要的养护措施,并建立相应的责任机制及奖惩机制,让养护工作得到严格落实,避免因养护不及时或养护不到位导致出现裂缝。
参考文献
[1] 徐明春. 探讨道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J]. 智能城市, 2018, 004(005):132-133.
[2] 李季欣. 道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及应对措施探讨[J]. 砖瓦世界, 2019, (008):198.
天津市公路工程总公司 天津 300000