摘要:混凝土是建造道路橋梁的主要材料之一,由于具有成本低、抗壓耐壓和不易被自然侵蝕破壞的優(yōu)點,被廣泛應用于道路橋梁建設中。然而,由于受到多種因素的影響,使得道路橋梁常發(fā)生裂縫問題,影響道路橋梁的使用壽命及來往行車、行人安全。因此,加強道路橋梁施工中裂縫的有效控制具有重要意義。本文首先分析了道路橋梁施工裂縫產(chǎn)生原因,然后分析其控制方法,以供參考借鑒。
關鍵詞:道路橋梁;設計施工;裂縫;控制
伴隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,道路橋梁建設規(guī)模日益擴大,混凝土是建設的主要材料。然而,在道路橋梁使用過程中,混凝土經(jīng)常出現(xiàn)裂縫問題,不僅影響整個建筑的美觀性,而且可能造成坍塌,威脅人們的生命安全。因此,解決混凝土建筑裂縫問題顯得尤為重要。導致混凝土產(chǎn)生裂縫的原因眾多,如:超負荷承載、外部溫度致使其膨脹或收縮等。下文則對其產(chǎn)生原因及控制方法給予詳細闡述。
一、道路橋梁施工中裂縫產(chǎn)生原因
1、結(jié)構(gòu)性裂縫
橋梁施工出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫的原因有很多,有時是多種因素的導致,分析原因,大致可以分為以下幾種。在施工中,由于施工人員不加限制地任意堆放施工工具、材料,不了解橋梁受力特點,隨意起吊、運輸、安裝等,擅自改變施工順序,這些都會引起荷載增加,導致裂縫的出現(xiàn)。施工工藝質(zhì)量也會引起結(jié)構(gòu)性裂縫。在混凝土的施工中,若是施工工藝不當,很容易造成各種表現(xiàn)的裂縫,尤其是細長壁結(jié)構(gòu)裂縫,混凝土保護層過厚會導致受力筋的保護層過厚,這就意味著構(gòu)件的有效高度無法達到,容易形成垂直裂縫;在混凝土的振搗操作中,若是振搗不密實,很容易在混凝土的表面出現(xiàn)裂縫;混凝土澆筑速度過快,會降低混凝土的流動性,引起裂縫。
2、非結(jié)構(gòu)性裂縫
非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因包括溫差、凍脹、施工材料、鋼筋腐蝕、滲水等。1)溫差。混凝土受到熱脹冷縮的影響,內(nèi)部結(jié)構(gòu)因為溫差出現(xiàn)變化,引起變形,若是變形沒有得到適當?shù)目刂凭蜁黾討Γ^混凝土的抗拉強度就會出現(xiàn)裂縫。2)凍脹。凍脹是導致非結(jié)構(gòu)性裂縫的常見原因之一,在零攝氏度情況下,飽和混凝土會出現(xiàn)冰凍情況,混凝土中游離的水分轉(zhuǎn)變?yōu)楸w積大幅度膨脹,導致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生膨脹應力?;炷聊z孔中的水結(jié)冰后,會引起滲透壓,也會加大膨脹,導致裂縫的出現(xiàn)。凍脹裂縫在混凝土初凝時最為嚴重。混凝土骨料空隙比較大,水灰比偏大,若是振搗不實,容易出現(xiàn)早期凍害,因此產(chǎn)生裂縫。3)施工材料。橋梁施工中混凝土材料主要包括骨料、水泥以及砂等,在混凝土的配置中,若是原材料不過關,就可能出現(xiàn)裂縫。如果砂石裂縫過小,在混凝土配置中意味著需要增加水泥和水的使用量,導致混凝土的強度出現(xiàn)偏差,混凝土的收縮能力大大增加,而砂石的直徑若是更小,產(chǎn)生裂縫可能性更大,在混凝土的配置中,若是砂石中云母含量比較高,這種物質(zhì)的存在會減小骨料和水泥的粘合度,進而導致混凝土的強度大大下降。另外砂石中的含泥量也是非常高,砂石比例過高,會增加水泥和水的使用量,降低混凝土的強度和抗?jié)B性。4)鋼筋腐蝕?;炷临|(zhì)量若是比較差,保護層出現(xiàn)碳化情況,隨著時間的延長,暴露在鋼筋附近的混凝土就會出現(xiàn)堿性下降的情況,堿性下降容易導致氯化物的進入,導致鋼筋周圍氯離子含量超標,破壞氧化膜,進而導致混凝土出現(xiàn)裂縫。除此之外,鋼筋銹蝕意味著端面截面積的減小,容易誘發(fā)其他形式的裂縫,進而破壞結(jié)構(gòu)。5)滲水。多數(shù)路橋工程建設中大多注重橋面工藝的施工,而忽視了排水系統(tǒng)的設計,尤其是層間排水。我國絕大多數(shù)橋面采用較好抗滑性能的抗滑表層,有著較大的空隙率,使得雨水容易滲透到空隙內(nèi)。當層間排水不暢時,滲透到空隙內(nèi)的雨水則停留于空隙中,在重載行駛下,則容易使瀝青從碎石表面逐漸剝落,不斷降低混合料的強度,導致橋梁出現(xiàn)裂縫。
二、道路橋梁施工中裂縫的控制方法
1、完善施工圖紙設計
在施工圖設計中需要盡量避免裂縫的產(chǎn)生,這是從源頭上解決裂縫產(chǎn)生的問題。橋梁設計圖紙是橋梁施工的基礎,在設計時,充分考慮到裂縫問題,能夠有效減少結(jié)構(gòu)性的突變。因此在圖紙的設計中需要重視橋梁的細節(jié)部分,精確的定位,如可以將轉(zhuǎn)角部位設計為圓角等,避免混凝土收縮引起裂縫。
2、控制施工材料質(zhì)量
1)采用優(yōu)質(zhì)改性瀝青。由于橋面各個鋪裝層的使用功能有有所不同,這就要求混合料的比例也有所不同。為了有效解決以上裂縫問題,鋪裝上層可采用有著優(yōu)良抗裂性能、較好熱穩(wěn)性能的改性瀝青混合料,而鋪裝下層可采用穩(wěn)定性高、勁度大的改性瀝青混合料,進而滿足橋梁高熱穩(wěn)性要求,提高橋梁的抗裂性和抗車轍能力。2)使用高強度的粗細集料。粗集料質(zhì)量的好壞直接影響橋梁的強度與硬度。因此,選擇粗集料時,盡量選擇干燥、無風化及潔凈,且具有良好顆粒形狀的粗集料;并合理控制石料中的針片狀顆粒含量,提高瀝青混合料的內(nèi)摩擦角,增強瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。而細集料對瀝青混凝土橋梁的施工也有著重要影響,最好采用人工砂作為橋梁瀝青混凝土的細集料,與改性瀝青有良好的粘附性。這主要是因為天然砂的質(zhì)量變化較大,且與瀝青有著較差的粘附性,對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性會產(chǎn)生不利影響。因此,一般橋梁混合料中天然砂的含量少于過20%,可采用 0~3mm 的石屑粉代替天然砂。3)填充料的選擇。填充料適宜選擇干燥、潔凈的強基性巖石,不宜使用混合料生產(chǎn)中干法除塵的回收粉。若填料選擇消石灰粉或水泥時,其用量應小于填充料總量的2%。
3、及時進行修補
道路橋梁一旦出現(xiàn)裂縫問題時,需要采取合理的手段和措施進行修補。實踐中修補道路橋梁裂縫的常用方法有以下幾種:1)內(nèi)部灌漿修補法。該方法屬于修補道路橋梁裂縫的常用方法之一,適用于修補較大的裂縫,并且修補過后的效果比較顯著。為了加強修補的效果,可往內(nèi)部灌漿的同時修堵和嵌縫。道路和橋梁出現(xiàn)出現(xiàn)裂縫,可先灌漿,然后在填補之后用涂抹的方式將裂口堵住,效果非常好。2)表面修補法。道路橋梁也經(jīng)常會有細小的裂縫,若發(fā)生此種情況,可對混凝土表面進行處理,然后再采用修補的方式進行填補,從而使其達到防水堵漏。在其他具體的裂縫修補中,需要根據(jù)實際情況選擇合適的方法。若是鋼筋混凝土梁件出現(xiàn)主應力裂縫,可以采用加箍的方法封閉裂縫。
4、完善防排水系統(tǒng)
首先,確保橋梁鋪裝層的平整度,嚴格按照混凝土路面的平整度標準,最大限度避免橋面積水;其次,對泄水孔進行合理設計,使泄水孔不僅能排橋表面水,而且還能夠?qū)⑦M入到瀝青面層后滯留的水排出;再次,在橋梁鋪裝層上設置防水層,可有效防止雨水滲透到橋梁鋪裝層中,提高橋梁瀝青面層的壓實度;最后,控制泄水孔的標高,低于橋面鋪裝層表面 4cm,也可在橋面鋪裝層橫坡下側(cè)做寬、深為6cm的縱向溝槽,使各個泄水孔都連接起來,進而形成盲溝。此外,可在瀝青混合料中添加抗剝落劑,進而提高瀝青混凝土的抗水性。
三、結(jié)束語
總而言之,道路橋梁裂縫產(chǎn)生因素較多,需要做好多方面工作,如:要對混凝土材料進行合理檢查,對有裂縫的橋梁給予及時處理,嚴格把好質(zhì)量關,同時在條件允許的情況下,全面引進新工藝與新設備,從而打造出質(zhì)量高、水平高的混凝土道路橋梁。
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