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        道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析以及應(yīng)對(duì)措施

        2020-07-12 11:45:53谷志
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2020年7期
        關(guān)鍵詞:橋梁混凝土施工

        文/谷志

        1 前言

        目前,我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,交通事業(yè)的進(jìn)步是主要推動(dòng)力量。道路橋梁施工具有施工周期長(zhǎng)、環(huán)境復(fù)雜、投入人力物力多等特點(diǎn),如果不科學(xué)利用施工技術(shù)將導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫問題,為人們的出行帶來安全隱患。為此,需要施工單位認(rèn)真分析混凝土裂縫成因,加強(qiáng)施工期間的人員和材料管理,嚴(yán)格按照相關(guān)工藝施工,最終有效提升道路橋梁施工質(zhì)量。

        2 道路橋梁混凝土裂縫類型分析

        在當(dāng)前我國道路橋梁工程施工中,鋼筋混凝土材料得到廣泛利用,結(jié)合道路橋梁結(jié)構(gòu)承載能力可以將道路橋梁裂縫分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩種,對(duì)道路橋梁也會(huì)產(chǎn)生不同影響,具體說來:

        首先,結(jié)構(gòu)性裂縫。導(dǎo)致這種裂縫出現(xiàn)的因素在于外力對(duì)橋梁的施加或者橋梁結(jié)構(gòu)自身承載力下降,比如說完成道路橋梁施工后,由于車輛的長(zhǎng)期通行或者外部承載力造成橋梁變形,在這一過程中橋梁自身會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力抵抗外部承載力,當(dāng)橋梁自身應(yīng)力無法支撐承載力或者橋梁內(nèi)部各部分力失去平衡時(shí),就會(huì)出現(xiàn)變形,進(jìn)而導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)[1]。

        其次,非結(jié)構(gòu)性裂縫。造成這種裂縫出現(xiàn)的主要原因是外界因素,比如說溫度的變化、雨水的侵蝕作用以及混凝土相關(guān)成分發(fā)生變化,都會(huì)導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)性施工裂縫出現(xiàn),一旦道路橋梁出現(xiàn)這種裂縫就會(huì)不同程度上影響美觀性和路面耐久性,也會(huì)對(duì)安全車輛的通行造成威脅。

        3 導(dǎo)致道路橋梁工程裂縫出現(xiàn)的主要因素

        首先,設(shè)計(jì)方案因素。在道路橋梁工程施工中,裂縫出現(xiàn)的一大因素與施工設(shè)計(jì)方案不合理有關(guān),比如沒有對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)做好勘察工作,而是根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)開展施工,未能充分考慮各種環(huán)境因素影響,或者設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)識(shí)內(nèi)容不明確以及在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)沒有提出嚴(yán)格要求,都會(huì)導(dǎo)致施工期間數(shù)據(jù)精確性無法得到保障,增加道路橋梁發(fā)生裂縫的概率。這就要求施工單位必須保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和規(guī)范性,認(rèn)真分析自然環(huán)境、地質(zhì)地貌等相關(guān)因素,在道路橋梁工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)做好全程監(jiān)管工作,避免設(shè)計(jì)期間存在一定漏洞[2]。

        其次,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管不到位。為打造高質(zhì)量道路橋梁工程,需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案開展施工作業(yè),然而部分施工單位為獲得更大施工效益存在擅自修改施工計(jì)劃的情況,使得設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工效果存在偏差,其中裂縫就是主要的問題體現(xiàn)。主要在于施工人員存在不規(guī)范操作的情況,或者監(jiān)管人員未能盡到自身職責(zé),導(dǎo)致原料配比不科學(xué)、攪拌和振搗不充分,并且整個(gè)道路橋梁工程施工期間也存在施工材料隨意堆放和施工秩序混亂的問題。

        再次,材料管理力度不足。在施工環(huán)節(jié)多種因素都會(huì)誘發(fā)裂縫,其中材料的質(zhì)量是出現(xiàn)的重要因素?;炷林饕伤嗌皾{、礦渣材料、骨料構(gòu)成,部分施工單位未能做好材料的采購質(zhì)量控制和現(xiàn)場(chǎng)材料檢查,導(dǎo)致混凝土的相關(guān)性能無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求,比如說使用的骨料顆粒過大或者主要材料配比不合理,都容易出現(xiàn)裂縫問題,進(jìn)而造成一定的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

        從次,荷載力因素。在道路橋梁正式投入使用后,其荷載力范圍都有明確規(guī)定,一旦超出相關(guān)范圍就會(huì)誘發(fā)施工裂縫。究其原因,主要在于建設(shè)階段施工重量大的設(shè)備施工材料隨意堆放,導(dǎo)致荷載力增大,同時(shí)也與施工人員未能深入了解工程結(jié)構(gòu)有關(guān),比如吊裝環(huán)節(jié)未能分析受力因素。

        最后,溫度因素?;炷敛牧鲜軠囟纫蛩赜绊戄^大,容易出現(xiàn)熱脹冷縮情況。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)來說,其內(nèi)部和外部都會(huì)受到溫度的影響而出現(xiàn)裂縫情況,比如說不同的日照時(shí)間以及季節(jié)變換會(huì)造成內(nèi)外溫度差異。與此同時(shí),在施工期間水泥水熱化以及澆筑溫度等因素會(huì)對(duì)混凝土質(zhì)量造成影響,在外界氣溫較高時(shí),提升澆筑溫度會(huì)使混凝土大量熱量聚集在內(nèi)部,隨之出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象和裂縫問題,而外界濕度偏低也會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干縮裂縫[4]。

        4 道路橋梁施工期間混凝土出現(xiàn)裂縫的危害

        當(dāng)前我國道路工程中主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),這種材料的施工工藝較為成熟,具有施工效率、施工成本低的優(yōu)勢(shì),不過在施工期間也會(huì)受到外界因素影響,導(dǎo)致裂縫問題出現(xiàn)。一方面,影響道路橋梁的整體性,比如對(duì)人們的駕駛舒適性產(chǎn)生影響,還一定程度上導(dǎo)致交通堵塞,甚至嚴(yán)重威脅人身和財(cái)產(chǎn)安全;另一方面,道路橋梁中出現(xiàn)裂縫后,初期會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)表面美觀性產(chǎn)生不利影響,隨著時(shí)間推移,裂縫逐漸延伸,不僅面積擴(kuò)大,同時(shí)深度也在增加,甚至導(dǎo)致鋼筋暴露,空氣、降水對(duì)鋼筋腐蝕后會(huì)對(duì)整個(gè)道路橋梁整體性構(gòu)成破壞。從施工單位的角度講,一旦出現(xiàn)混凝土裂縫問題,后期的維護(hù)成本大量增加,將嚴(yán)重?fù)p害施工單位的行業(yè)形象。因此,需要道路橋梁施工單位嚴(yán)格按照相關(guān)工藝操作,加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理[5]。

        5 如何應(yīng)對(duì)橋梁施工中的混凝土裂縫問題

        第一,全面提升道路橋梁工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員需要在道路橋梁設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),切實(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)考察工作,比如在實(shí)地勘察過程中,認(rèn)真分析水文、地質(zhì)條件、地勢(shì)地形、交通運(yùn)輸線路和工程項(xiàng)目實(shí)際情況,確保設(shè)計(jì)方案合理性。在該環(huán)節(jié)要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范,從整體出發(fā),保證設(shè)計(jì)方案具有科學(xué)性和合理性,最大程度減少施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題。完成方案設(shè)計(jì)后,根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)施工作業(yè),與施工單位做好技術(shù)交底,從而減少裂縫出現(xiàn)。當(dāng)前的道路橋梁工程設(shè)計(jì)中,BIM 技術(shù)得到了有效利用,設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合工程實(shí)際情況設(shè)計(jì)出幾套合理方案,然后對(duì)不同方案進(jìn)行專家評(píng)估,確定出最佳施工方案。

        第二,加強(qiáng)施工過程質(zhì)量管理。在道路橋梁工程施工期間,需要施工單位做好工程質(zhì)量監(jiān)管工作,有效分析施工的內(nèi)部和外部環(huán)境,建立健全工程管理機(jī)制。與此同時(shí),對(duì)建設(shè)單位和施工單位的關(guān)系有效協(xié)調(diào)明確監(jiān)管內(nèi)容,隨著質(zhì)量監(jiān)管體系的不斷完善,確保設(shè)計(jì)方案的落實(shí)。在施工質(zhì)量管理環(huán)節(jié)對(duì)荷載進(jìn)行科學(xué)控制,也是有效減少裂縫出現(xiàn)的重要途徑。施工單位需要結(jié)合工程用途以及等級(jí)進(jìn)行荷載控制,具體說來:一方面,技術(shù)人員需要深入到施工現(xiàn)場(chǎng)考察具體情況,設(shè)計(jì)和優(yōu)化方案,結(jié)合氣候、溫度,水溫、土壤等相關(guān)因素確定荷載量,并且對(duì)荷載裂縫出現(xiàn)原因進(jìn)行深入分析,采取針對(duì)性的預(yù)防措施。此外,做好混凝土結(jié)構(gòu)的加固處理,全面提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[6]。

        第三,加強(qiáng)施工材料管理。在道路橋梁工程中施工材料質(zhì)量管理十分關(guān)鍵。施工單位需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況科學(xué)確定施工材料數(shù)量規(guī)模,在不影響工程成本的前提下選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的材料。一方面,確保合作的供應(yīng)商具有良好信譽(yù);另一方面,采購人員要堅(jiān)持質(zhì)優(yōu)價(jià)廉和貨比三家的原則。材料入場(chǎng)后需要加強(qiáng)管理工作,科學(xué)存放與保管材料,避免材料存在材料潮濕、腐蝕等問題,遵守倉庫取料管理制度。在材料質(zhì)量控制過程中,以水熱化較低的水泥為主,適量加入粉煤灰等摻合料,有效減緩水化熱的釋放速度。對(duì)于初級(jí)料的選擇來說,要以粒徑40mm 內(nèi)的原料為主,有利于增加骨料的體積,減少水泥使用量。

        第四,制定出科學(xué)的養(yǎng)護(hù)機(jī)制。道路橋梁施工后期也需要根據(jù)養(yǎng)護(hù)機(jī)制加強(qiáng)有效管理,以此延長(zhǎng)道路橋梁工程的壽命,有效減少路面裂縫以及混凝土變形問題的出現(xiàn)。在材料使用期間,需要對(duì)不同材料的比例進(jìn)行確定,明確溫度范圍,在攪拌骨料過程中適量加水,保證化學(xué)反應(yīng)充分。冬季運(yùn)輸期間要適當(dāng)提升混凝土整體溫度,使用溫水澆筑,在表面鋪設(shè)塑料薄膜,從而起到保溫作用。夏季則要加強(qiáng)保濕降溫工作。

        第五,做好鋼筋銹蝕預(yù)防工作。在道路橋梁工程施工中,做好鋼筋銹蝕預(yù)防工作是保證工程質(zhì)量的重要內(nèi)容。為此需要施工單位技術(shù)管理人員對(duì)鋼筋銹蝕問題加強(qiáng)分析,對(duì)鋼筋銹蝕部位做好全面檢查工作,及時(shí)搶修銹蝕位置。具體說來:根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙讓表面形成保護(hù)層,以免橋梁裂縫寬度增加,近年來我國在鋼筋原材料保護(hù)方面不斷加大力度,有效減少了由于鋼筋材料質(zhì)量問題而導(dǎo)致工程變形和坍塌問題。

        第六,做好后期的養(yǎng)護(hù)工作。在道路橋梁工程施工中,后期的養(yǎng)護(hù)工作同樣關(guān)鍵,該項(xiàng)工作直接關(guān)系到工程結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性,對(duì)裂縫的防控同樣有著重要作用,需要技術(shù)人員認(rèn)真分析出導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的因素以及橋梁結(jié)構(gòu)的受力特征之后,采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。一方面,對(duì)于裂縫寬度大于0.5mm 的情況要使用開槽法修補(bǔ),該環(huán)節(jié)需要技術(shù)人員利用灌縫機(jī)和開槽機(jī)對(duì)裂縫部位注入密封膠,施工工序?yàn)槊芊饽z準(zhǔn)備、開槽、灌縫和養(yǎng)護(hù);另一方面對(duì)于裂縫寬度在0.2~0.3mm 的情況使用低壓注漿法,具體施工工藝流程為搭設(shè)腳手架、表面處理、找平材料、噴涂樹脂、粘貼碳纖維片材、表面防護(hù)、拆除腳手架。

        第七,預(yù)防溫度變化導(dǎo)致的裂縫。技術(shù)人員在施工過程中需要嚴(yán)格控制水泥用量,降低水熱化程度,施工期間不斷優(yōu)化攪拌配置方式,通過有效的溫度控制減少裂縫出現(xiàn)。此外,在施工期間需要對(duì)含堿材料進(jìn)行科學(xué)配比,合理選擇低碳水泥,減少化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)。在實(shí)際施工期間,要求施工人員采取科學(xué)措施降低水化熱延遲熱高峰,比如做好科學(xué)遮陽和防風(fēng)工作都能有效減少混凝土溫度變化。

        6 結(jié)語

        綜上所述,在道路橋梁工程施工中,施工單位需要對(duì)混凝土裂縫問題高度重視,認(rèn)真分析混凝土裂縫類型以及發(fā)生原因,全面做好方案設(shè)計(jì),加強(qiáng)施工過程材料的質(zhì)量管理,制定出科學(xué)的養(yǎng)護(hù)機(jī)制,重視鋼筋銹蝕預(yù)防工作,預(yù)防由于溫度變化而導(dǎo)致的裂縫問題。同時(shí),對(duì)收縮裂縫、沉降裂縫的發(fā)生原因和預(yù)防措施認(rèn)真分析,最終達(dá)到全面提升裂縫預(yù)防的效果,延長(zhǎng)道路橋梁工程使用壽命。

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