黃明瑜 謝麗
摘 要:上世紀(jì)90年代以來,我國交通運(yùn)輸業(yè)取得了蓬勃的發(fā)展,橋梁建設(shè)規(guī)模和數(shù)量不斷增加。經(jīng)濟(jì)建設(shè)推動(dòng)了橋梁領(lǐng)域的發(fā)展,同時(shí)也對(duì)橋梁建設(shè)質(zhì)量也有了更高的要求。當(dāng)前,我國橋梁施工中還存在很多問題,影響著橋梁施工質(zhì)量。其中,橋梁裂縫是最常見的一個(gè)問題。裂縫問題已經(jīng)成為影響我國橋梁建設(shè)質(zhì)量、阻礙橋梁建設(shè)行業(yè)健康發(fā)展的重要瓶頸,必須盡快加以解決。文章討論分析了橋梁施工中裂縫產(chǎn)生的原因和影響,然后就如何妥善解決進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:橋梁施工;裂縫;施工技術(shù)
引言
橋梁是綜合運(yùn)輸體系基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部份。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)腳步的進(jìn)一步加快,橋梁運(yùn)輸在我國國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮的作用日漸突出,成為連接區(qū)域經(jīng)濟(jì)和物質(zhì)交流的重要交通節(jié)點(diǎn)。目前,我國的橋梁建設(shè)施工水平已經(jīng)有了很大的提高,但在部分經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū),受施工條件所限,橋梁建設(shè)施工難度依然很大。隨著大量橋梁建設(shè)工程的上馬,一些問題也暴露出來。眾多問題中,橋梁施工中裂縫的情況尤為嚴(yán)重,已經(jīng)嚴(yán)重影響了橋梁施工速度、工程質(zhì)量、使用安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
由于影響橋梁施工過程中產(chǎn)生裂縫問題的因素種類繁多、來源廣泛,使得在裂縫產(chǎn)生前進(jìn)行預(yù)防和產(chǎn)生后進(jìn)行補(bǔ)救的困難程度非常高,導(dǎo)致橋梁裂縫問題長期以來一直難以獲得妥善解決,成為影響橋梁工程質(zhì)量的嚴(yán)重問題。橋梁裂縫不僅影響橋梁外部美觀,更直接威脅著橋梁使用安全,嚴(yán)重時(shí)甚至可以導(dǎo)致橋梁垮塌事故的發(fā)生,對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命安全造成重大損失。雖然橋梁施工中出現(xiàn)裂縫的原因非常復(fù)雜,以我國現(xiàn)階段的橋梁建設(shè)水平還不能完全妥善予以解決,但是通過積極有效的技術(shù)工程措施,可以在很大程度上對(duì)橋梁裂縫的產(chǎn)生進(jìn)行控制,降低裂縫對(duì)橋梁工程質(zhì)量的影響,減少安全事故發(fā)生的可能性,保障橋梁的正常使用。
1 橋梁施工過程中出現(xiàn)裂縫的原因分析
一般而言,橋梁施工過程中出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象主要分為兩種:一種稱之為結(jié)構(gòu)性裂縫,由于橋梁自身的承載力不足,載荷超過承載力上限引發(fā)開裂現(xiàn)象;另一種稱之為非結(jié)構(gòu)性裂縫,往往是因?yàn)闃蛄夯炷翗?gòu)件受外力作用發(fā)生收縮,導(dǎo)致變形超過構(gòu)件極限,進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。
1.1 荷載裂縫(結(jié)構(gòu)性裂縫)產(chǎn)生的原因
結(jié)構(gòu)性裂縫是橋梁施工中最常見的質(zhì)量問題。由于施工人員安全意識(shí)淡漠,沒有嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定使用和放制機(jī)械設(shè)備,造成橋梁的實(shí)際受力情況與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)載荷之間存在較大差異,同時(shí)施工人員對(duì)施工設(shè)計(jì)圖紙理解上存在偏差,或者沒有按照工藝規(guī)范執(zhí)行正確的施工工序和施工操作,導(dǎo)致橋梁構(gòu)件剛性和強(qiáng)度不足,二者共同作用導(dǎo)致橋梁在施工過程中出現(xiàn)裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫是橋梁載荷超過結(jié)構(gòu)承載力的結(jié)果。即便在設(shè)計(jì)中設(shè)置了預(yù)拱度,只要載荷足夠,預(yù)拱消失后橋梁還是會(huì)出現(xiàn)裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫根據(jù)所受載荷分為直接應(yīng)力裂縫和間接應(yīng)力裂縫。直接應(yīng)力裂縫就是在外部荷載直接應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫。
1.2 非結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因
由于非結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣,和結(jié)構(gòu)裂縫相比,其裂縫出現(xiàn)的位置、走向、寬度、大小等外觀表現(xiàn)存在極大的不確定性,更加分散不容易控制。凍脹、溫差以及施工材料是非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的主要原因。因產(chǎn)生原因不同,裂縫發(fā)生的機(jī)理也不相同。
由于溫度變化產(chǎn)生的裂縫:受內(nèi)部或外部環(huán)境溫度的影響,混凝土構(gòu)件發(fā)生伸縮,當(dāng)各部分伸縮不一致時(shí)就會(huì)發(fā)生變形,并在構(gòu)件內(nèi)部形成內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力超過構(gòu)件的拉伸強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
由于凍脹產(chǎn)生的裂縫:當(dāng)環(huán)境溫度低于零度,混凝土內(nèi)部水分凝結(jié)成冰,冰受冷膨脹擠壓混凝土從而在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生向外的應(yīng)力,應(yīng)力超過構(gòu)件承受極限也會(huì)產(chǎn)生裂縫。
由于施工材料質(zhì)量問題產(chǎn)生的裂縫:施工材料是否滿足標(biāo)準(zhǔn)是決定橋梁工程是否安全可靠的重要因素。長期以來,因?yàn)槭┕げ牧腺|(zhì)量不達(dá)標(biāo)而引發(fā)的橋梁質(zhì)量事故屢見不鮮。由水泥、沙子和外加劑混合攪拌而成的混凝土是橋梁建筑最主要的材料。不合格的混凝土?xí)?dǎo)致橋梁建筑的質(zhì)量安全隱患,進(jìn)而影響到到橋梁竣工投入使用后的安全運(yùn)行和使用壽命。嚴(yán)重的質(zhì)量問題甚至?xí)斐纱髽蚩逅瑥亩{到正常的交通運(yùn)輸和過往人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。混凝土的質(zhì)量由組成材料的種類、質(zhì)量和配比所決定。舉例來說,沙子粒徑大小不同,與其搭配混合的水泥及拌合水用量也不同,最終混凝土的強(qiáng)度和剛度也不同。如果沙粒過細(xì),低于施工規(guī)范要求,就會(huì)導(dǎo)致橋梁在施工過程中出現(xiàn)大量的裂縫,進(jìn)而影響到整個(gè)橋梁的施工質(zhì)量。此外,礦石中云母的含量越高,混凝土拌合用水量也會(huì)越多,從而降低水泥和骨料的粘結(jié)力,導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度的下降。
2 緩解橋梁施工過程中產(chǎn)生的裂縫危害的措施
要有效緩解橋梁施工過程中裂縫產(chǎn)生問題,必須從源頭抓起,從建筑設(shè)計(jì)、施工建設(shè)以及后期使用等多個(gè)環(huán)節(jié)著手,多方發(fā)力,針對(duì)裂縫形成原因和產(chǎn)生結(jié)果予以充分處置。
2.1 在橋梁圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中加強(qiáng)對(duì)裂縫問題的預(yù)防
設(shè)計(jì)圖紙是工程施工的根本依據(jù)和出發(fā)點(diǎn)。要想解決橋梁施工過程中出現(xiàn)的裂縫問題首先要從橋梁的施工設(shè)計(jì)開始。從設(shè)計(jì)階段就要對(duì)橋梁施工過程產(chǎn)生裂縫的問題予以充分重視和考慮。盡量減少結(jié)構(gòu)突變,避免應(yīng)力集中現(xiàn)象的產(chǎn)生,精細(xì)設(shè)計(jì)施工細(xì)節(jié),提升混凝土構(gòu)件的抗裂性。比如將轉(zhuǎn)角處的棱角轉(zhuǎn)換成圓角,加強(qiáng)構(gòu)造配筋、加強(qiáng)斜向鋼筋等等。通過提高構(gòu)件的承載力,降低應(yīng)力集中,從而可以有效防止或者避免因混凝土收縮與溫度變化而產(chǎn)生的裂縫。同時(shí),由于裂縫無法完全避免,為保障施工質(zhì)量,需要根據(jù)科學(xué)的技術(shù)規(guī)范設(shè)定合理的裂縫存在范圍,從而將橋梁施工過程中產(chǎn)生的裂縫控制在能夠承受的范圍內(nèi)。
2.2 對(duì)已出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理
橋梁竣工投入使用后要定期進(jìn)行檢查養(yǎng)護(hù)和維修,以保障橋梁設(shè)施的運(yùn)行安全和使用質(zhì)量。其中的一項(xiàng)重要任務(wù)就是對(duì)橋梁施工過程中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)處理,以保障其不對(duì)橋梁質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。表面修補(bǔ)法,灌漿、嵌縫封堵法,加固封閉法以及電化學(xué)防護(hù)法是應(yīng)用較為廣泛的橋梁裂縫修補(bǔ)處理方法。上述方法各有特點(diǎn),機(jī)理不同,取得的效果也不同。在實(shí)際工作中要根據(jù)具體情況選擇合適的方法進(jìn)行處理。幾種方法中,表面修補(bǔ)法和灌漿、嵌縫封堵法最為常見。表面修補(bǔ)法具有操作簡單、見效快、成本低廉的特點(diǎn),主要用于修補(bǔ)對(duì)橋梁質(zhì)量和使用安全沒有影響的表面縫隙。灌漿、嵌縫法通過將填充材料注入裂縫或裂縫鑿槽中,填充材料硬化后能夠與混凝土構(gòu)件充分粘結(jié)成為一個(gè)整體,從而達(dá)到加固橋梁結(jié)構(gòu)、封堵裂縫的目的。該法主要用于有防滲要求或者對(duì)整體結(jié)構(gòu)有影響的裂縫的修補(bǔ)。
3 結(jié)束語
綜上所述,導(dǎo)致橋梁施工過程中產(chǎn)生裂縫的原因多種多樣。要保障橋梁工程質(zhì)量和使用安全,必須從工程設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、后期維護(hù)等所有環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管和控制。要嚴(yán)格依照國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工要求進(jìn)行精確設(shè)計(jì),從根本上減少裂縫產(chǎn)生的概率;在施工階段要堅(jiān)決實(shí)施科學(xué)有效的質(zhì)量管理,保障各工序的施工質(zhì)量;在日常使用階段要做好維護(hù)保養(yǎng)工作,確保存在的裂縫受到控制,不會(huì)擴(kuò)大。
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