申玉濤
摘要:近年來,隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展,混凝土橋梁已在我國得到廣泛的應(yīng)用,但是,由于地理環(huán)境的不同,在橋梁施工過程中,常會(huì)出現(xiàn)道橋裂縫的現(xiàn)象。加上自然因素和人為影響,一些橋梁在投入使用后,有的已出現(xiàn)了安全隱患,甚至已成為危橋。通過論述分析混凝土技術(shù)在橋梁施工中常見的問題及成因分析,提出了相關(guān)問題的解決措施。
關(guān)鍵詞:道橋工程;裂縫;防治措施
雖然混凝土的質(zhì)地十分堅(jiān)固,但在長期使用過程中,經(jīng)過頻繁的磨損,會(huì)對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性,如果不及時(shí)進(jìn)行處理維修,很可能造成嚴(yán)重的路面事故。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,如果道橋工程產(chǎn)生的裂縫處于允許的范圍之內(nèi),那么該裂縫并不會(huì)對整個(gè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,因此,我們只要將裂縫控制在可控的范圍即可?,F(xiàn)在就路橋發(fā)生的一些裂縫病害成因、危害以及防治情況做一研究。
一、道橋工程中裂縫的產(chǎn)生原因
1、施工材料質(zhì)量引起的裂縫
目前,在道路施工中多采用混凝土材料。這是因?yàn)榛炷辆哂性县S富,價(jià)格低廉,生產(chǎn)工藝簡單的特點(diǎn),適合大面積的施工建設(shè)?;炷潦怯缮笆⑺炔牧线M(jìn)行均勻攪拌后的最終產(chǎn)物,有很強(qiáng)的耐久性和抗壓性。所以說配置材料的比例把握十分重要,如果砂石多了,那么混凝土的黏性就有所欠缺,所筑成的材料密度就不夠,從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。
2、路基的破壞所引起的裂縫
建一所堅(jiān)固的房子必須要打好地基,那么修一段堅(jiān)固的路面自然也要重視路基的強(qiáng)度。每天都會(huì)有大量的車輛壓迫路面,如果在建造路基的過程中“偷工減料”,那么會(huì)造成相同路面的承受力不同,長久下去,承受力低的路面會(huì)出現(xiàn)坍塌、下陷,從而形成裂縫。
3、氣候原因所造成的裂縫
如果是混凝土的工程,由于混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降,而產(chǎn)生收縮,表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結(jié)構(gòu)裂縫??v橫交錯(cuò)。梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu),裂縫多平行于短邊,深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一。受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì),而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯,此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化。降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。
4、荷載引起的裂縫
道路所承受的荷載,除了外部如車輛施加的荷載外,還包括道路自身的重量。外部施加的荷載直接應(yīng)力,自身所具有的的荷載則被稱為次應(yīng)力。如果構(gòu)件發(fā)生的抗拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度,就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
二、道橋裂縫的防治措施
近年來,國外開發(fā)了一種新的修復(fù)技術(shù):在結(jié)構(gòu)表面涂上一層遷移型有機(jī)阻銹劑,它可以通過混凝土遷移到鋼筋表面,使鋼筋再鈍化。道路出現(xiàn)裂縫由于目前所采用的基層的結(jié)構(gòu)形式(強(qiáng)基薄面)和選用材料以及北方氣候的影響是不可避免的,但是出現(xiàn)裂縫就要及時(shí)有效的治理,并防止其發(fā)展到路面龜裂,出現(xiàn)坑槽以及碎裂等嚴(yán)重病害。其治理的目的主要是防止不讓雨雪水灌入縫內(nèi),將裂縫封住,通常叫做灌縫。治理的方法過去一直延用 40~70 號(hào)熱瀝青灌縫,近年來也有不少單位用乳化瀝青灌縫,由于灌縫材料是液體材料,可灌至裂縫深處,乳化瀝青灌入后經(jīng)過破乳、水分蒸發(fā)后,原灌滿的裂縫又出現(xiàn)一定空隙,經(jīng)過6~10 次反復(fù)灌注直至灌滿。裂縫修補(bǔ)的目的在于恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的防水性和耐久性,主要技術(shù)有:
1、設(shè)計(jì)中預(yù)防裂縫的措施
增配構(gòu)造鋼筋,增強(qiáng)其抗裂性能。應(yīng)該采用小間距、小直徑的配筋方式。全截面配筋率應(yīng)該控制在在0.3% ~ 0.5%之間。避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生的應(yīng)力集中,在容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的環(huán)節(jié)采取一些加強(qiáng)措施。在容易出現(xiàn)裂縫的邊緣位置設(shè)置暗梁,以提高這個(gè)部位的配筋率,增強(qiáng)道橋混凝土的極限抗拉強(qiáng)度。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)合理設(shè)置后澆帶,后澆帶的保留時(shí)間不應(yīng)少于60天。當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)置于巖石類地基上時(shí),宜在道橋混凝土墊層上設(shè)置滑動(dòng)層,可采用一氈二油等,來減少基礎(chǔ)的約束。
2、對施工材料進(jìn)行控制
施工材料的好壞決定著施工的質(zhì)量,所以我們要對施工材料進(jìn)行控制,并在混凝土路面施工時(shí),調(diào)兌好各種原料的比例,防治裂縫的產(chǎn)生,對于高強(qiáng)混凝土,應(yīng)盡量使用中熱微膨脹水泥,摻超細(xì)礦粉和膨脹劑,使用高效減水劑,通過試驗(yàn)滲入粉煤灰,滲量15~50以防止裂縫的產(chǎn)生。
3、對施工時(shí)候的溫度進(jìn)行控制
根據(jù)現(xiàn)場混凝土配合比和施工中的氣溫氣候情況及各種養(yǎng)護(hù)方案,采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對混凝土施工期溫度場和溫差進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)態(tài)預(yù)測,提供結(jié)構(gòu)沿厚度方向的溫度分布及隨混凝土齡期變化情況,制定混凝土在施工期內(nèi)不產(chǎn)生溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)優(yōu)化選擇,并且對天氣進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測,防止在施工過程中造成裂縫。設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式,可以減少工程數(shù)量,減低水化熱。如可根據(jù)懸索橋錨碇受力特點(diǎn),設(shè)計(jì)挖空非關(guān)鍵受力部分混凝土體積,利用土方壓重方案,來減少混凝土結(jié)構(gòu)體積。要充分利用混凝土在基坑有限條件,在混凝土中摻加微膨脹劑,使其在基坑約束下形成一定的預(yù)壓力,補(bǔ)償混凝土內(nèi)部溫度,收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而有效的避免混凝土裂縫的產(chǎn)生,采用綜合措施,控制混凝土初始溫度、混凝土溫度和溫度變化。引起溫差裂縫澆筑時(shí)間盡量安排在夜間,最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時(shí)要求在沙、石堆場搭設(shè)簡易遮陽裝置,或用濕麻袋覆蓋,必要時(shí)向骨料噴冷水?;炷帘盟蜁r(shí),在水平及垂直泵管上加蓋草袋,并噴冷水。
4、施工控制措施
施工前編制道橋混凝土的澆筑方案,道橋混凝土澆筑時(shí)根據(jù)實(shí)際情況采用全面分層、分段分層、斜面分層的澆筑方式。嚴(yán)格控制道橋混凝土入模溫度,夏季施工時(shí)降低入模溫度,采取對碎石灑水降溫、水泥庫通風(fēng)良好、采用地下水等措施。施工過程中應(yīng)加強(qiáng)插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護(hù),同時(shí)加強(qiáng)初凝前的抹壓,以消除初期裂縫。加強(qiáng)早期道橋混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,提高道橋混凝土的抗拉強(qiáng)度,道橋混凝土養(yǎng)護(hù)常采用保濕法和內(nèi)部降溫法。保溫法是在結(jié)構(gòu)物外露的道橋混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料(如草袋、鋸木、濕砂等),在緩慢的散熱過程中,使道橋混凝土獲得必要的強(qiáng)度,以控制道橋混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃。內(nèi)部降溫法是在道橋混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管,通入冷卻水,降低道橋混凝土內(nèi)部最高溫度。
結(jié)語
道路裂縫算是道路工程中最常見的問題,在施工過程中,只有結(jié)合氣候、地理環(huán)境、建筑材料等多方面因素的限制,不斷增加路面的承載力,保持內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,針對結(jié)構(gòu)裂縫或毛細(xì)孔道的處理,提高原結(jié)構(gòu)的密實(shí)度和防水抗?jié)B性能,才能從根本上減少裂縫的出現(xiàn)。
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