蘭偉貴
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摘要:公路橋梁的施工質(zhì)量一旦出現(xiàn)相關(guān)的問題將直接威脅到人民的生命安全和財產(chǎn)安全,但是隨著我國公路橋梁建設(shè)的不斷加快,其在施工過程中也都存在著一定質(zhì)量安全問題。本文就橋梁施工和使用過程中常出現(xiàn)的問題進(jìn)行試論,并對橋梁施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題及存在的現(xiàn)象進(jìn)行了相關(guān)的探討,防患于未然,以確保工程的使用壽命。
關(guān)鍵詞:公路橋梁;橋梁施工;質(zhì)量管理;控制措施
改革開放以來,我國公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展,尤其是高速公路建設(shè),從無到有,現(xiàn)已建成8700km。作為公路建設(shè)重要組成部分的橋梁建設(shè)也得到相應(yīng)發(fā)展,跨越大江(河)、海峽(灣)的長大橋梁建設(shè)也相繼修建,一般公路和高等級公路上的中、小橋、立交橋,形式多樣,工程質(zhì)量不斷提高,為公路運輸提供了安全、舒適的服務(wù)。
隨著我國公路對線型的要求,橋梁在公路工程中所占比重大大增加,而公路對路面平整度要求高。因此,路橋過渡段上的路面的合理結(jié)構(gòu)形式、高質(zhì)量的材料和先進(jìn)的施工工藝等問題引起了工程界的關(guān)注。公路中,橋梁的施工是個繁瑣的工程,因此,有必要對公路橋梁施工中相關(guān)問題進(jìn)行探討。
1在橋梁施工和使用過程中,常出現(xiàn)的問題
1.1裂縫的形成
裂縫是混凝土工程中最普遍的病害之一。裂縫的出現(xiàn),致使混凝土強(qiáng)度下降,承載力減弱,在持續(xù)的受力作用下,其結(jié)果更為嚴(yán)重,同時會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。但如果裂縫小于標(biāo)準(zhǔn)要求的極限,一般不會影響工程結(jié)構(gòu)的承載能力,使用功能和耐久性,往往只影響結(jié)構(gòu)外觀而產(chǎn)生疑慮。至于混凝土出現(xiàn)裂縫的原因很多,一般主要有以下幾點情況:
(1)混凝土原材料質(zhì)量差:①水泥標(biāo)號低,或放置時間過久,致使水泥變性,或受潮而性能低下。②骨料品種質(zhì)量差,為了降低成本,對骨料就近采挖,不經(jīng)過檢驗就用于施工。
(2)在施工時,對混凝土的配合比不規(guī)范,隨意性大,單憑經(jīng)驗不按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行配比操作。
(3)在澆筑灌漿過程中,對混凝土的振搗過猛或不足,使混凝土結(jié)構(gòu)整體不均勻,局部骨料沉塌,混凝土干膜后出現(xiàn)蜂窩、麻面狀。
(4)在混凝土澆筑后,由于混凝土在水化熱自干過程中受到混凝土結(jié)構(gòu)不均衡的預(yù)應(yīng)力制約而形成裂縫。正常情況下,在混凝土澆筑后,水泥的水化熱會使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度升高,在2~3d內(nèi)溫度可高達(dá)50~80℃。而混凝土的膨脹系數(shù)只為50~80℃。這就表明,在無風(fēng)和沒有太陽照射情況下,混凝土表面溫度與周圍環(huán)境溫度存在差別,這時,便出現(xiàn)溫度收縮現(xiàn)象,形成裂縫。
(5)在混凝土膜撤除后,沒有給予適當(dāng)?shù)谋癖pB(yǎng),從而使由于混凝土結(jié)構(gòu)在繼續(xù)凝干時混凝土體表過于脫水而出現(xiàn)干裂。
(6)由于氣候的急劇變化,容易導(dǎo)致混凝土體表面因克服氣溫而脫水蒸發(fā),在這種條件下沒有對混凝土體采取有效措施,進(jìn)行覆膜保濕,以致使混凝土體表面干裂。
1.2局部蜂窩、麻面和氣泡現(xiàn)象的出現(xiàn)
造成這種現(xiàn)象的結(jié)果,主要是使混凝土結(jié)構(gòu)大大降低了結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性,其疏松的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度幾乎降低到最低點,在使用過程中其承受能力極大地減少,并且容易遭受腐蝕而造成重大的損傷,嚴(yán)重地降低了工程的承載力和耐用性。造成這種現(xiàn)象的原因大體有以下幾點:
(1)在施工時,不按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行配比,施工工藝差,在操作上不按程序操作,隨機(jī)性調(diào)整時有發(fā)生。
(2)在澆筑混凝土后,進(jìn)行振搗不規(guī)范,不均衡,使得振搗不足部位的結(jié)構(gòu)疏松,不密實,在撤膜后容易出現(xiàn)蜂窩、麻面等現(xiàn)象;在振搗過多部位,骨料易下沉,混凝土漿泌于表面,混凝土體中間段(層)砂漿富集,易發(fā)生由表及里塑性裂縫和干縮裂縫。
(3)對混凝土模加工的精度不夠,或周轉(zhuǎn)次數(shù)多,導(dǎo)致局部變形漏洞,接縫不夠密封而漏漿,從而使骨料間隙無漿,干硬后形成稀疏狀蜂窩現(xiàn)象。
(4)從攪拌到澆筑之間的時間過長,混凝土水灰分發(fā)生離析,混凝土結(jié)構(gòu)不密實,在澆筑時不加以振搗或振搗不均。由此可知,許多因素都可以導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的裂縫和蜂窩麻面等現(xiàn)象。而由于混凝土是多元、多相、非勻質(zhì)的復(fù)合型材料,其品種多樣化,性能不一樣,規(guī)格類別的適用范圍也不一致。所以,要控制混凝土在施工時出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題,必須從結(jié)構(gòu)設(shè)計、混凝土原材料到施工工藝、養(yǎng)護(hù)等每一步都盡量減少失誤或操作的不當(dāng),對每一道工藝流程都按照標(biāo)準(zhǔn)來施工,并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況和氣候特點進(jìn)行合理的調(diào)劑。
2在橋梁施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題以及存在的現(xiàn)象,應(yīng)根據(jù)具體情況和標(biāo)準(zhǔn)要求,采取相應(yīng)有效的措施,進(jìn)行如下控制
(1)對原材料的組織和選用。為了避免在施工中出現(xiàn)這樣那樣的質(zhì)量問題,施工單位應(yīng)嚴(yán)格依照國家建材標(biāo)準(zhǔn)組織好材料,并自始至終地保證材料的質(zhì)量穩(wěn)定,不變質(zhì)。對于組織好材料,應(yīng)從以下入手:
①水泥及摻合料的品種:對于大體積混凝土,原則上應(yīng)采用水化熱低的水泥,以避免早期溫度應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土裂。對于小體積混凝土,可采用標(biāo)號為425#的普遍硅酸鹽水泥或純硅酸鹽水泥加礦碴粉或I級粉煤灰等配制成的膠凝材料,它們的干縮率基本一致。
水泥的細(xì)度:因水泥的細(xì)度對水化放熱時收縮率不一致,水泥越細(xì),其導(dǎo)致的混凝土收縮率越大,所以,在選擇水泥細(xì)度時,應(yīng)根據(jù)工程工件的實際情況,進(jìn)行試驗后方可利用。而目前很多水泥廠都基本把水泥磨得很細(xì),在使用時應(yīng)適當(dāng)摻合些礦碴粉或粉煤灰,使其在施工中不出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。另外,對于選用的水泥應(yīng)現(xiàn)買現(xiàn)用,而不能用過期的水泥,并隨時保證水泥不受潮濕和變質(zhì)。
②骨料的級配:骨料的級配對于混凝土收縮的影響比較復(fù)雜。如果級配不合理,選料單一,則骨料所購成的骨架會不那么緊密,這對于混凝土的干縮會很大,易形成干裂,離析,蜂窩,麻面等狀,所以在進(jìn)行混凝土混合比時,應(yīng)多選用幾種粒級石子進(jìn)行搭配,級配應(yīng)以盡量減少空隙率為目的,并通過試驗確定。根據(jù)實驗確定骨料體積含量最佳為大于或等于70%。在滿足混凝土用粗骨料級配要求范圍的基礎(chǔ)上,應(yīng)采取措施將粗骨料級配控制在接近級配的范圍內(nèi)。若有條件,可選用有利于減少收縮的優(yōu)質(zhì)骨料。一般情況下,細(xì)骨料對混凝土干縮影響最小的砂是各種砂質(zhì)中的機(jī)制砂,而河砂等則相對大一些。粗骨料對于混凝土干縮影響最小的碎石是各種石料中的石灰石碎石,其他如河礫石、機(jī)碎石則相對大一些。因此,在選用骨料時,細(xì)骨料最好選用機(jī)制砂,粗骨料最好選用石灰石碎石。如果當(dāng)?shù)貨]有石灰石碎石,可在施工周圍選取符合條件的粗骨料,杜絕使用風(fēng)化石、表土軟石和火山灰石。在選用符合條件的粗骨料石時,必須把附著的粘土等雜質(zhì)清理,沖洗干凈。
(2)在施工時,對混凝土的配合比必須按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比,即根據(jù)強(qiáng)度等級,抗?jié)B等級,耐久性和工作性等進(jìn)行配合比設(shè)計。同時,在滿足施工要求的條件下,盡量采用較小的混凝土塌落度;對于水灰比,一般應(yīng)小于或等于60%;即每立方米的混凝土用水量應(yīng)小于或等于180kg;對于水泥用量,普通強(qiáng)度的混凝土應(yīng)為270~450kg/m3,高強(qiáng)度混凝土應(yīng)小于550kg/m(3其中含一定量的礦物粉);對于砂的比率,在滿足施工要求的條件下,應(yīng)適當(dāng)采用較小的砂率。在操作中,應(yīng)攪拌均勻,并隨時檢驗混凝土的塌落度,根據(jù)不同構(gòu)件調(diào)整塌落度。同時,在攪拌時間上應(yīng)控制在90s之內(nèi)。
(3)在進(jìn)行澆筑時,應(yīng)根據(jù)不同構(gòu)件采取相應(yīng)的澆筑方法,如對于橋墩柱的澆筑,應(yīng)該分層來進(jìn)行澆注,一般層厚為30~40cm。同時,在澆注時應(yīng)配以足夠的振搗人員和工具,以確保連續(xù)作業(yè)在混凝土初凝前完成。在對澆筑的混凝土進(jìn)行振搗時,應(yīng)力求整體得到振搗,受振均勻,但不能過久,過重,以保證混凝土結(jié)構(gòu)密實,不出現(xiàn)氣泡,不使粗骨料下沉、漿液滲出混凝土表面或流失,從而避免蜂窩,氣泡的形成。
(4)在混凝土膜撤除后,應(yīng)及時給予保濕養(yǎng)護(hù),根據(jù)不同季節(jié)、氣候采取相應(yīng)有效的措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以確保因混凝土干縮而不發(fā)生干裂現(xiàn)象。
(5)其它有關(guān)的控制措施
對于鋼筋種類的選用,也應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組織和加工,在搭接時的焊接要以標(biāo)準(zhǔn)要求來進(jìn)行焊接,并防止焊接技術(shù)不過關(guān)的現(xiàn)象出現(xiàn)。
并且在設(shè)計和制作模板時,應(yīng)盡量減少錯臺和漏縫現(xiàn)象,并要求模板必須具有足夠的剛度和光潔度,同時要求單元面積大,接縫少,接縫嚴(yán)密平順。在使用膜板時,首先進(jìn)行試拼,對精度差的地方要進(jìn)行修平,刨光處理,并涂以防護(hù)油,以確保撤膜后混凝土結(jié)構(gòu)表面平順、光潔。
3其他質(zhì)量問題的出現(xiàn)與預(yù)防
施工中出現(xiàn)的鋼筋銹蝕問題也嚴(yán)重危害著橋梁的使用安全,銹蝕產(chǎn)生的原因通常是由于原材料不符合質(zhì)量要求、施工中對材料存放保護(hù)不周、以及施工不當(dāng)?shù)纫蛩匾鸬?。由于鋼筋銹蝕的機(jī)理較為復(fù)雜,因此施工也應(yīng)結(jié)合多種預(yù)防手段進(jìn)行綜合質(zhì)治理。不管是在運輸、儲存還是在安裝過程中,都必須保證鋼筋上的防腐涂層不被破壞,以幫助鋼筋在其使用壽命周期內(nèi),能夠一直保持其結(jié)構(gòu)功能。施工中還可使用電化學(xué)防護(hù)法阻止橋梁鋼筋銹蝕,即通過讓鋼筋攜帶足夠數(shù)量的多余電子,使其始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。而對于已經(jīng)出現(xiàn)銹蝕的鋼筋要積極進(jìn)行修復(fù):清除掉所有出現(xiàn)銹蝕區(qū)域內(nèi)的混凝土,采用噴砂法除掉銹跡,根據(jù)實際情況增加一定數(shù)量的鋼筋以確保梁體內(nèi)的含筋量。此外,還要根據(jù)道路橋梁所處的氣候條件和地理位置等對橋梁進(jìn)行分級,根據(jù)分級篩選符合使用要求的、經(jīng)濟(jì)合理的鋼筋與防腐材料。在橋梁鋪裝層的施工中,其工藝質(zhì)量往往不被重視,而鋪裝層工藝控制不嚴(yán),將直接導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫、松散、脫落等早期病害,影響交通的舒適度和安全性,并造成維修管理階段成本的大幅提高。因此,應(yīng)合理計算橋面負(fù)荷,并以此為標(biāo)準(zhǔn)選擇適宜彎曲性能的鋪裝材料,確保其在使用期間保持良好的形態(tài)與性能。應(yīng)防止水滲入材料引起各種水損壞,從而縮短橋梁鋪面層的使用壽命。對于處于非冰凍地區(qū)的道路橋梁,可以在橋梁鋪面層鋪上一定厚度的防水混凝土;對于處于冰凍地區(qū)而可能出現(xiàn)水損害的道路橋梁上,可以鋪上瀝青混凝土等柔性材料,以預(yù)防橋梁鋪裝層出現(xiàn)裂紋。
4結(jié)束語
作為國家最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,道路橋梁的建設(shè)和使用在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。由于影響道路橋梁施工的因素多而復(fù)雜,相關(guān)工作人員必須在施工的全過程中,通過富有針對性的質(zhì)量管理措施對各種不良因素加以控制。以高品質(zhì)的路橋工程實現(xiàn)施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,并為國家的基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
綜上所述,在高速公路橋梁施工過程中,通過對橋梁在施工中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行有效的質(zhì)量控制,可以總結(jié)歸類出多種預(yù)防措施,在持續(xù)發(fā)展的橋梁業(yè)中有了更加寶貴的經(jīng)驗,在工程建設(shè)中可以避免諸多不良因素,為公路建設(shè)的穩(wěn)步發(fā)展創(chuàng)造更多的有利條件和有效方法。
參考文獻(xiàn):
[1]吳迪軍,熊偉,張建軍.橋梁施工平面控制網(wǎng)必要精度的研究[J].地理空間信息,2008
[2]胡友健,曾云,陳剛,梁新美. GPS快速靜態(tài)定位進(jìn)行短基線平面控制測量的試驗,礦山測量2002.
[3]俞建輝.王建國.淺談公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用及存在的問題[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2010(03).
[4]李海洲.淺談路橋施工中體外預(yù)應(yīng)力加固法的工程應(yīng)用[J].科學(xué)之友,2010(06).