摘要:道路桥梁的建设不仅与人们的出行息息相关,也对经济社会的长久发展起着基础性的支持作用。作为影响施工质量的重要因素之一,混凝土裂缝的出现既潜藏着令人不安的道路安全问题,也会对整个工程的施工质量和使用寿命产生严重的影响。本文阐述了混凝土裂缝可能会对道路桥梁工程施工产生的严重危害,通过分析设计、施工以及材料等各个环节中可能导致裂缝出现的原因,提出相应的管理以及防范措施。
关键词:道路桥梁工程施工;混凝土裂缝;成因与防治
引言:
隨着我国基础设施建设能力的快速发展和不断创新,施工技术也在不断进步,但仍有不少问题有待解决。在道路桥梁建设中,混凝土裂缝外观虽小,但随之产生的问题和危害并较大,混凝土裂缝的出现和扩大严重威胁着工程施工质量,进而引发结构变形,承载力下降,运行安全等一系列问题,对此,相关人员应该积极管控,从根源上进行防范和控制,降低其对工程的危害。
一、混凝土裂缝对整个工程的危害
首先,如果道路或者桥梁的表面出现大的裂缝,会使原本在结构内部的钢筋直接暴露在空气中,可能受到雨雪的冲刷等天气环境的影响,加速内部材料的腐蚀,直接影响到工程质量;其次,一旦裂缝出现不及时补救的话,缝隙必然会越来越大,最终使得混凝土内部结构发生变化,工程结构也会出现问题,尤其是当裂缝产生在主体结构上时,会对工程的整体性能产生严重的影响;[1]再次,材料的腐蚀以及结构的破坏等问题会间接缩短道路桥梁工程的使用寿命。
二、出现裂缝的原因分析
(一)前期设计预算考虑不足
在前期设计建模阶段,荷载预算是一项庞大且复杂的工作,一般会出现设计人员对实地考察不够完备、计算中出现遗漏或者荷载分布不当、结构安全系数取值不合理和忽略实际通行的重型车辆对地面荷载能力的考验等主观因素,以及由于缺乏合理的规划而导致的在实际场地中随意堆放施工材料和重型机械所引起的某一处荷载超标,都有可能在实际运行中导致道路桥梁所承受的直接应力远大于设计施工的结构应力,过高的外部荷载会直接引起裂缝。
(二)混凝土自身因素以及材料质量出现问题
受其本来结构性能的影响,混凝土材料自身的收缩与变化也是导致裂缝出现的主要原因之一,严重时会威胁到整体的施工质量。在浇筑完成后的一段时间内,水泥会随着时间的推移发生强烈的水化反应,释放出大量的热量使得混凝土结构空隙中的水分随之蒸发,从而导致混凝土的体积收缩、自重下降,而内部和外部受力大小的不同会导致内外部收缩量的差异,使得所受拉力超出正常范围。另外,收缩反应还受到外界因素的影响和制约,不遵循特定的规律或定律,从而产生长度宽度、形状交错各不相同的收缩裂缝。[2]
此外,水泥、砂石和外加剂等材料的优劣质量也与整个混凝土工程的施工质量密切相关,例如,水泥中氧化钙的比例含量会影响水泥凝结的速度,而硬化的混凝土又会对抗凝强度产生影响,从而降低混凝土的抗拉强度,导致裂缝产生。因此,施工材料的质量问题也不可忽视。
(三)环境温度等外部因素引起裂缝
在道路桥梁工程中进行浇筑时,如果内外部的温差过大,也易引起裂缝问题。外界的气温高时浇筑温度也会比较高,反之亦然,温度的高低变化不仅会影响混凝土内部水分的蒸发速度,由此而产生相应的温度应力问题,也会引发裂缝,除温度以外,当外界的环境湿度相对过低时,可能会引起混凝土的干缩,导致裂缝出现。此外,桥梁道路施工的区域跨度比较大,在不同的施工区域地基也可能受到不同的压缩力,还有基础荷载的差异,都会导致混凝土受力不均,地基和结构荷载不均匀下沉,附加的应力和抗拉能力也随之下降,造成混凝土内部结构产生裂缝。
三、相应的防范与管理措施
(一)改进材料的选择和配比,加强温湿度维护
要减少裂缝的出现,完善混凝土材料的选择和配比非常重要。在选择水泥时,应该尽量寻找低热或者中热性能的水泥,例如粉煤水泥或者矿渣水泥,水泥的用量也需严格把控,在保证施工性能的前提下,降低水化反应强度;科学合理进行骨料配比,适量应用外加剂以提高材料的整体性能。此外,为减少混凝土自身的收缩变化,除了科学选择混凝土材料、合理配置比例,在浇筑环节中还需保持湿度的均匀,可以通过在表面覆盖一层保护膜来确保混凝土的温润度;基于不同地域季节温度的变化,制定相应的养护措施;通过砂浆填充等措施及时补救,防止裂缝进一步扩大等等。
(二)加强对设计、施工环节的监督和管理
对于设计人员而言,必须依据工程施工的现场实际环境和气候条件,对道路桥梁的整体结构尤其是荷载能力进行科学合理、细致严谨的预算和规划,将施工机械、堆放材料以及可能承载的重型辆等荷载提前考虑在内,设计荷载必须大于实施荷载,以保证在施工和使用过程中受到的外部荷载始终在混凝土的可承受范围之内,避免因设计不当而出现裂缝;此外,在施工过程中,加强对钢筋质量的把关,严格按照施工规范,对钢筋进行检测和维护,确保钢筋的整体强度;及时修补已经出现的裂缝,避免钢筋的进一步腐蚀等因素造成混凝土荷载力下降,进而扩大裂缝;
(三)改进现有工艺,加强现场管理
为了减少开裂,首先要加强施工现场的规范化管理,做到工创施工全过程管控,提高施工人员的施工技术,确保施工人员能够严格按照设计方案的要求进行施工,根据规范的操作流程操作,保证各项施工工作能够落到实处;此外,技术人员在施工中可以不断改进现有的施工工艺,按照实际情况改进施工技术,例如,通过提前预埋管线来加大钢筋强度,管线的直径要小于板厚的三分之一,另外,也可以在套管的上、下部位设置钢丝网片来加固钢筋,防止开裂。
四、结束语
在桥梁道路的建设中各种因素综合影响,外部环境不可估测,裂缝的防范和补救工作并非易事。但从源头做好施工中各个环节的把控和规范管理,优化选材和配比方案,提高工程管理质量等等能够在一定程度上提升施工质量,确保后续工程施工的通畅运转,满足道路桥梁建设的持续效益和通行需求。
参考文献:
[1]李春彬.李春彬试析道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J].四川水泥,2016(9):31-31.
[2]苗玉泉.公路工程施工中混凝土裂缝成因与解决措施探讨[J].工程建设与设计,2018(6):99-100.