文艷
重慶對外建設(shè)集團有限公司 重慶 401121
道路橋梁工程施工中后期階段出現(xiàn)的混凝土裂縫問題一直是市政工程建設(shè)管控預(yù)防的要點,本文就混凝土裂縫成因及其預(yù)防措施進行了簡要探討,旨在為市政橋路施工建設(shè)中對混凝土裂縫的防控工作提供借鑒。
要重視對施工方案的可行性研究,選擇最佳施工方案。在路橋工程施工開展前,應(yīng)該對工程項目圖紙進行細致審查,全面核對,充分考慮工程施工結(jié)構(gòu)與工藝技術(shù)要求,以此提高建設(shè)工程質(zhì)量及安全。對工程涉及的各類專業(yè)圖紙按要求嚴格把關(guān),一旦發(fā)現(xiàn)有不合理圖紙應(yīng)及時修正完善,為項目施工提供準確可靠的依據(jù)。需要明確的是,施工方案的科學與否直接會影響到路橋工程施工進度的快慢與否,為了使得道路橋梁工程施工能保質(zhì)保量進行,一定要科學合理規(guī)劃施工方案,良好科學的施工方案有利于工程造價成本的縮減,使其建設(shè)周期得到優(yōu)化,在保證道路橋梁質(zhì)量的基礎(chǔ)上,減少裂縫出現(xiàn)的可能性。
施工材料與施工設(shè)備的質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁工程施工裂縫形成的概率。驗收員在接收材料前一定要仔細審查材料規(guī)格與質(zhì)量,對于不符合規(guī)格的問題材料,一律不得使用。符合標準的進場材料按照一定型號或規(guī)格擺放,對于施工中用到的機械設(shè)備,應(yīng)按照國家相關(guān)要求對其型號、規(guī)格進行檢查,根據(jù)現(xiàn)場的實際情況做好施工準備工作。特別應(yīng)注意,道路橋梁工程施工過程中應(yīng)重視對大體積混凝土質(zhì)量的控制,確?;炷翝M足相應(yīng)質(zhì)量標準,在管理混凝土時必須具有完備的科學管理手段和先進的施工技術(shù)。目前,新材料技術(shù)在路橋工程施工中的應(yīng)用越來越廣泛,必須健全材料管理體系,不斷提高材料使用效率,減少出現(xiàn)裂縫問題的概率[1]。
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中,部分情況與實際荷載狀態(tài)有著比較顯著的差別,特別是溫度過高時,收縮變形情況極易出現(xiàn)在陰角位置,這種情況會易造成斜裂縫。所以,若不用鋼筋進行鞏固完善,只根據(jù)理論軟件的結(jié)果配鋼筋,則此處就會產(chǎn)生裂縫。此外,溫度過高還會造成混凝土面板發(fā)生收縮變形,從而出現(xiàn)拉應(yīng)力,產(chǎn)生或重或輕的裂縫問題。道路橋梁架構(gòu)中含有橋面板時,會有明顯的溫度應(yīng)力,應(yīng)運用彈性原來進行運算進行施工操作。還需注意,當板厚顯著低于梁高時,截面會隨著溫度的變化而變化。當梁處于較高位置時,其受溫度的影響較小。此時,板、梁兩者之間的變形會發(fā)生較大差異,受不同溫度應(yīng)力作用影響,導致板內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力。尤其是板的面積比梁大很多,混凝土干縮時間較短,而變形的速度或快或慢,造成橋面板受收縮應(yīng)力的影響。因橋面板邊界約束低于豎向約束,故一旦出現(xiàn)收縮現(xiàn)象將會出現(xiàn)不同程度的裂縫。
在道路橋梁施工過程中,因水泥的超強黏性使得對路基下鋼筋的包裹成為可能。但混凝土由水泥、外添加劑、 粗細骨料、外添加劑等多種材料混配而成,其質(zhì)量與配比比例難以掌控,易出現(xiàn)混凝土的錯誤使用。因水泥的特性與混凝土黏合的強度有直接關(guān)系,施工原材料本身質(zhì)量存在缺陷或是混凝土材料配比不當均會造成混凝土黏度的降低、混凝土塌落,從而易出現(xiàn)裂縫。不符合要求的水泥中氧化鈣游離量超標,且穩(wěn)定性較差,若投入使用,往往會降低混凝土抗拉強度。同時,水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量,在施工過程中極易產(chǎn)生水熱化現(xiàn)象,增加裂縫出現(xiàn)概率;從配比方面來講,混凝土的各種材料有配比范圍,任何一種材料的多施和寡施都不利于與保證混凝土強度,預(yù)防裂縫出現(xiàn)。
在道路橋梁施工過程中,由于施工工藝、操作方法不當?shù)葎t極易出現(xiàn)施工裂縫,這種裂縫的分布沒有規(guī)律可言。其中,施工工藝水平如何是產(chǎn)生混凝土裂縫的主要原因之一。在道路橋梁施工混凝土結(jié)構(gòu)中,若施工操作不當,極易造成混凝土產(chǎn)生裂縫。如混凝土的保護層超出一定厚度時,各個方向鋼筋保護層厚度也會加厚,此時,橋梁的整個構(gòu)件高度也只能降低,使得裂縫在鋼筋的垂直方向出現(xiàn)。另外,假如在對混凝土進行振搗時,不按振搗工藝進行操作,則極易出現(xiàn)荷載裂縫。由于混凝土的流動性較差,在硬化前若不對其進行充分的攪拌和沉實,則會造成硬化后的混凝土因其沉實硬化不均勻,造成后續(xù)裂縫的出現(xiàn)[2]。
在道路橋梁施工組織設(shè)計過程中,應(yīng)對現(xiàn)場氣候條件、地質(zhì)水文等進行有效的勘察評估,全面準確地對施工中可能出現(xiàn)的施工荷載進行分析和評價。確保規(guī)劃和設(shè)計的施工組織設(shè)計能有效對預(yù)防混凝土裂縫。如,針對混凝土橋面板的轉(zhuǎn)角處可設(shè)計鋼筋,為了讓不同方向的鋼筋產(chǎn)生合力,可在橋梁所有向陽處設(shè)計雙向雙層鋼筋,防止出現(xiàn)斜裂縫;對于橋面雙向板的處理,可采用同步聯(lián)通配置,進行雙層雙向配筋;若道路橋梁工程長度超過40m,后澆帶要盡可能的設(shè)置在橋梁中部,為有效控制混凝土層面板與橋面板位置的裂縫,可將抗裂劑UEA、HEA等加入混凝土,以此提高其抗拉性。
混凝土穩(wěn)定性、耐久性與有害裂縫是緊密相連的,為減少因混凝土因施工材料問題而造成的裂縫,為有效控制混凝土收縮變形,應(yīng)依據(jù)工程特點選用合適的水泥。合理使用水泥,控制細骨料用量,避免因溫度變化導致混凝土發(fā)生變形。為使用高強度混凝土,嚴格按照要求配置水灰比,應(yīng)根據(jù)標準進行配比,(見表1)。
表1 擬采用高強度混凝土配合比
此外,在施工過程中,混凝土中的水泥石凝結(jié)硬化時非常容易出現(xiàn)大量的水分蒸發(fā),為有效降低混凝土的水分蒸發(fā)量,可在混凝土拌合時降低用水量,從而有效降低混凝土的收縮。介于此,在施工過程中必須嚴格控制拌和混凝土的用水量,若條件允許還可添加高效減水劑。
圖2 橋面板預(yù)埋管處鋼筋補強措施
通過有效安排施工順序,可以降低建筑物各構(gòu)件之間的應(yīng)力作用,從而避免混凝土早期裂縫的產(chǎn)生。管理者要懂得用一定的工藝監(jiān)測手段來進行控制,如降低預(yù)埋管道的直徑,因為線路、管道與混凝土以90°角收縮時,會加大裂縫出現(xiàn)概率,所以應(yīng)使混凝土收縮垂直方向異于與管道方向,從而降低裂縫出現(xiàn)的概率;其中預(yù)埋管線直徑應(yīng)控制在板厚的1/3以下,當使用偏粗管線時可采用PVC電線管上、下間距200mm處設(shè)鋼絲網(wǎng)片的方法,補強鋼筋(參照圖2)。
注重混凝土的養(yǎng)護,結(jié)束混凝土澆筑工作后,通常盡快用草簾等進行覆蓋進行澆水養(yǎng)護,這有利于降低混凝土的收縮量,其更加穩(wěn)固,防止混凝土裂縫的產(chǎn)生,將混凝土的養(yǎng)護時間應(yīng)當不少于14d。大體積混凝土的養(yǎng)護時間不宜小于28d。若澆筑面積偏大,應(yīng)選用合適的養(yǎng)護劑,更合理的養(yǎng)護混凝土。
混凝土的澆筑和養(yǎng)護過程中所用到的模板作用具大,其具有支撐混凝土重量、確保混凝土形狀的作用。故在進行模板拆除過程中,必須先確認混凝土自身的強度能承受外部荷載作用。模板的拆除時間視混凝土澆筑、養(yǎng)護條件而定,切記勿因拆模過早而產(chǎn)生荷載裂縫。
總之,道路橋梁工程施工中裂縫產(chǎn)生的原因交錯復雜,要想更好地對其進行解決,就必須明確了解混凝土裂縫的成因,并針對不同成因采取有效的預(yù)防措施。同時,積極學習并引進國內(nèi)外道路橋梁工程施工中先進的技術(shù),更進一步提高管理水平,保證道路橋梁工程施工質(zhì)量安全性和穩(wěn)定性。