【摘要】近幾年來,我國基礎(chǔ)建設(shè)加大了投資力度,在公路建設(shè)方面,取得了一系列不平凡的成就,使“全面緊張”的交通狀況得到了根本改變,然而,在公路建設(shè)的施工和使用過程中,公路工程出現(xiàn)裂縫的情況屢見不鮮。混凝土是公路工程中普遍用到的材料,公路工程出現(xiàn)裂縫主要是混凝土裂縫。本文總結(jié)了混凝土裂縫的類型,分析其形成的原因,由此提供了一些混凝土裂縫的防治對策,僅供同行參考。
【關(guān)鍵詞】公路工程;混凝土裂縫;防治
引言
混凝土因其原料豐富,價格低廉,生產(chǎn)工藝簡單,同時抗壓強度高,耐久性好,強度等級范圍寬等特點,成為公路工程最普遍的建筑材料之一。然而,由于混凝土施工不當(dāng)及其在荷載或溫濕度作用下會產(chǎn)生變形的特點,導(dǎo)致公路工程易于損壞,出現(xiàn)裂縫。公路工程中裂縫的出現(xiàn),影響了公路的質(zhì)量及使用壽命,使交通安全存在隱患,甚至危害到人身安全。要想控制公路混凝土裂縫的產(chǎn)生,就必須對其形成原因進行全面的分析、總結(jié),以便施工中做出行之有效的控制方法,保證工程的質(zhì)量。
一、公路工程施工中混凝土裂縫的類型
1.塑性收縮裂縫
塑性收縮裂縫是指混凝土在凝結(jié)之前,表面因失水較快產(chǎn)生收縮而出現(xiàn)的裂縫。這種裂縫受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮,因此產(chǎn)生龜裂。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達(dá)2~3m,寬1~5mm?;炷林姓舭l(fā)和吸收水分的速度越快,塑性收縮裂縫越容易產(chǎn)生。
2.沉降型收縮裂縫
沉降型收縮裂縫主要有兩種:一種是由于混凝土骨料沉降時受到阻礙(如鋼筋、模板)而產(chǎn)生的,在施工過程中如果模板綁扎的不好、模板沉陷、移動時會出現(xiàn)此類裂縫;二種是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,裂縫呈梭形,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30~45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。
3.溫度裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),主要特征是隨溫度變化而擴張或合攏,混凝土澆筑后,聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā),造成混凝土的內(nèi)部溫度升高,而混凝土表面散熱較快,這樣就形成內(nèi)外的較大溫差,較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝士表面就會產(chǎn)生裂縫。這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期,在進行蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當(dāng),混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫。
4.人為導(dǎo)致的裂縫
A.使用不合格的原材?;炷林饕伤?、砂、骨料、拌和水及外加劑組成?;炷了捎貌牧系馁|(zhì)量不合格,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
B.施工工藝不過關(guān)。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆注、構(gòu)件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理,施工質(zhì)量低劣,可能產(chǎn)生各種形式的裂縫,特別是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)裂縫。
C.養(yǎng)護不到位。混凝土養(yǎng)護,特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。
二、公路工程施工中混凝土裂縫形成的原因
1.設(shè)計問題
設(shè)計中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形,采用的混凝土等級過高,造成用灰量過大,對收縮不利。設(shè)計結(jié)構(gòu)對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng),造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過大)等,構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中,構(gòu)造處理不當(dāng)?shù)纫蛩厝菀讓?dǎo)致砼開裂,設(shè)計中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)。
2.材料質(zhì)量問題
材料問題主要是所選的材料不符合其質(zhì)量要求。公路工程中的偷工減料,混泥土所選材料的不合格,是路面出現(xiàn)裂縫的一個重要原因。
A.砂石含泥量超過規(guī)定,不僅降低混凝土的強度和抗?jié)B性,還會使混凝土干燥時產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫;
B.拌和水及外加劑不合格。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應(yīng)有影響;
C.水泥強度不夠,受潮或者超期等。所選水泥不符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通硅酸鹽水泥》(GB175-92)、《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》(GB1344-92)。
3.施工工藝問題
混凝土是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。模板構(gòu)造不當(dāng),漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中,鋼筋表面污染,混凝土保護層太小或太大,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。
三、公路施工中混凝土裂縫的防治對策
混凝土表面裂縫易發(fā)展成破壞性裂縫,對建筑結(jié)構(gòu)的危害是巨大的,對混凝土裂縫的檢查和處理工作十分困難。預(yù)防混凝土裂縫,必須對原材料、澆筑過程、養(yǎng)護和表面保護進行嚴(yán)格控制,防止混凝土早齡期表面裂縫的發(fā)生。
1.嚴(yán)格控制原材料,減少混凝土自身收縮
科學(xué)設(shè)計配合比,確定適且的水灰比、水泥用量、砂率。大體積混凝土配比設(shè)計要考慮選用適宜的摻和料和緩凝減水型外加劑,減少混凝土單位用水量,降低水泥早期水化熱。水泥使用前應(yīng)進行檢測,細(xì)骨料宜選用中砂,細(xì)度模數(shù)控制在2.4-3.0,粗骨料級配應(yīng)合理,減小粗骨科空隙率,在滿足施工要求前提下,粗骨料最大粒徑盡量增大,以節(jié)約水泥,提高混凝土密實度。
2.加強施工過程的控制
拌制混凝土?xí)r,必須嚴(yán)格遵守實驗室簽發(fā)的配料單進行配料,水、水泥、砂、石子均應(yīng)以重量計,不得以車、锨數(shù)計量;高溫季節(jié)應(yīng)控制好混凝土澆筑時間;降低混凝土澆筑溫度,運輸時對運輸車進行遮陽防曬和保溫措施;混凝土澆筑倉面要遮陽,減少混凝土冷量損失;在混凝土初凝前進行二次抹壓,消除因混凝土干縮?;炷翝仓r應(yīng)防止離析現(xiàn)象,振搗應(yīng)均勻、適度;加強混凝土溫度的監(jiān)控,及時采取防護措施。
3.養(yǎng)護和表面保護
澆筑完畢12h后即可開始養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不得低于14d。高溫季節(jié)和重要部位應(yīng)適當(dāng)加長養(yǎng)護時間,并用保水材料覆蓋。嚴(yán)禁陽光直射新澆混凝土表面,充分養(yǎng)護是防止混凝土干縮裂縫的重要措施。冬季澆筑混凝土拆模時間不宜過時,一般在5d左右。拆模后應(yīng)立即對混凝土面進行保溫。防止混凝土突然暴露在寒冷的空氣中產(chǎn)生溫度裂縫。冬季混凝土嚴(yán)禁灑水養(yǎng)護,應(yīng)采取噴涂養(yǎng)護劑、覆蓋保水材料等措施。
4.基礎(chǔ)地基加固
開挖基槽時,要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。加強地基的檢查與驗收工作,基坑開挖后應(yīng)及時通知勘察及設(shè)計單位到現(xiàn)場驗收,對較復(fù)雜的地基,設(shè)計方在基坑開挖后應(yīng)要求勘察補鉆探,當(dāng)探出有不利的地質(zhì)情況時,必須先對其加固處理,并經(jīng)驗收合格后,方可進行下一步施工。
結(jié)語
公路建設(shè)的速度關(guān)系到我國的經(jīng)濟發(fā)展,因此我們只有提高我國的公路建設(shè)的科技水平,才能建設(shè)更好的公路,混凝土裂縫問題一直影響著公路工程的施工質(zhì)量,在混凝土生產(chǎn)以及施工過程中有針對性地采取預(yù)防措施,盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫,以確保工程質(zhì)量,使公路具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,從而為我國的社會發(fā)展提供強大的交通運輸支持。
參考文獻
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