《桥梁施工中的裂缝成因及预防对策》

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年2月6期   作者:温佳衡
[导读] 随着经济和科学技术的高速发展,人们对建筑工程的质量提出了更高的要求

         摘要:随着经济和科学技术的高速发展,人们对建筑工程的质量提出了更高的要求。现如今,我国的桥梁仍然存在着很多的问题,这些问题严重影响了桥梁的稳定性以及安全性,其中最主要的就是裂缝问题。目前我国对桥梁裂缝的问题越来越关注,逐渐提高了对桥梁裂缝的管理与控制力度,但要想对其加强管理控制,必须找到桥梁出现裂缝的主要原因,并根据原因进行分析,以便更好地管理裂缝问题。文章首先对桥梁出现裂缝的主要原因进行了简单的介绍,并结合笔者的施工经验,提供了部分难以控制的裂缝预防方法。

         关键词:道路桥梁;裂缝问题;成因;预防措施
前言
         现代社会经济发展迅猛的同时,带动了交通的发展。我国人口众多而耕地相对来说比较少,由于现代社会对交通建设的需要,科研人士加大了对交通建设的研究,现如今高铁和高速公路的快速发展便可以证明这一点。但是由于地形的原因,我国在一些山区尤其是地面凹凸不平的地面上或者是悬崖旁边,建设道路和桥梁就加大了困难,再加上山体的不断繁衍移动,导致道路和桥梁出现裂痕。

1.桥梁施工中的裂缝
         混凝土通常被采用在桥梁施工过程中,但是在施工过程中,如果混凝土材料的质量不能达到本次建筑工程质量的需要,干湿比例不适合,质量无法满足市场的需要,这些都可能引起桥梁工程中产生裂缝。
         一般来说,桥梁建设过程中的裂缝主要分为两个方面原因。一方面是自身结构性裂缝。这样的裂缝是由桥梁工程承受外在压力太大导致的结果,或者是由于桥梁在建筑过程中,质量标准根本没有严格按照原本规定的标准执行,导致桥梁不能承受原本可以接受的承重力,最终在使用过程中出现裂缝。桥梁的施工建设过程中,实际设计施工方案不符合要求,材料的质量不够好,导致桥梁建成后的刚度、延性以及强度不足,都会造成结构实际所能够承受的压力过低,不能完美展示桥梁的作用。再加上经济发展越来越迅猛的同时车辆也越来越多,桥梁根本应接不暇。另一方面则是非结构受力导致的裂缝。这是因为在桥梁建筑过程中是开放的场景,很多因素都会对桥梁的质量造成严重的影响,其中因素包括混凝土收缩徐变、塑性沉降、水化热、组分间的碱骨料反应,还有所采用施工水泥的细度等。这样的裂缝比较细而且很短,但是它分布比较广阔。混凝土塑性收缩产生的裂缝经常出现在地壳表面,由于温度比较高、又处在迎风口,在浇注混凝土几个小时后,混凝土表面干裂的速度超出了本来混凝土内部的速度。这种裂缝,经常是类似鸡爪的不规则形状,并且表面为细微的裂缝。混凝土塑性沉降所导致的裂缝,通常是在浇筑钢筋混凝土构件过程中,混凝土中的骨料塑性下沉,沉降过程中,要是骨料受到来自顶部钢筋的阻碍,将引起顶部钢筋处的沉降和侧面的沉降相差过大,导致在钢筋上方出现顺筋的表面裂缝。这类裂缝通常会呈现较少、较短、较粗的特点。非结构受力产生的裂缝,虽然不影响桥梁的整体受力和使用,但严重影响外观质量和钢筋混凝土的使用寿命,施工中应尽量避免。
         根据笔者多年总结的经验,采用塑料薄膜覆盖养生可有效避免产生因高温、大风、低温干燥等原因产生的干缩裂纹。因采用麻袋等覆盖材料养生,必须等混凝土终凝后才能覆盖,否则会产生粘连和人为踩坏混凝土的后果,而且在极端天气下,混凝土终凝时,很多裂纹已经产生,无法自行修复。而塑料薄膜覆盖可边施工边覆盖,不会粘连,并使新浇筑的混凝土与空气有效隔离,不会失去水分,混凝土会慢慢自行凝固,产生的水化热和水蒸气会完好地保存在薄膜下,使混凝土内外温差接近并持续保持湿润,也减少了人工洒水养护的强度。

2.桥梁施工中的裂缝成因
2.1  温度原因
         桥梁施工离不开混凝土,而混凝土具有热胀冷缩特性,外部温度一旦变化,混凝土内部特征会随之发生相应变化。当混凝土内部与外部温度不一致,温差过大时,就会在表面出现较大的应力。当这种应力超过混凝土承载力时,裂缝现象会随之发生。

2.2  收缩原因
         桥梁工程混凝土施工后,一般会出现收缩现象,使混凝土体积发生相应变化,进而引发裂缝,常见裂缝类型为塑性收缩裂缝和干缩裂缝。桥梁施工混凝土浇筑后,水泥会出现较强烈的水化反应,使混凝土水分缺失,导致收缩现象发生。当这种收缩不能得到有效抑制后,在桥梁混凝土表面会出现较大拉应力,一旦混凝土不能承受这种拉应力时,桥梁混凝土表面容易出现收缩裂缝。

2.3  沉降原因
         桥梁基础处理不到位,存在不稳固现象,再加上车辆荷载的影响,容易出现竖向不均匀沉降或水平位移。一旦桥梁结构出现这种情况,如果得不到及时修复和处理,结构附近会产生附加应力。当附加应力大于结构抗拉强度时会出现裂缝。

2.4  冻胀原因
         冻胀也是导致裂缝出现的重要原因。桥梁混凝土是非匀质密实构件,内部存在空隙,当周围温度低于0℃时构件会冻结,体积增加,甚至出现膨胀现象。这时会在桥梁结构出现较大拉应力,一旦超出结构承载力时,裂缝就会发生。

2.5  钢筋锈蚀
         例如,没有从质量可靠的厂家采购原材料,忽视对钢筋进行试验检测,不合格的钢筋被用于桥梁施工。或者没有对施工现场材料进行防锈处理,防护层厚度不足,忽视防潮防水。再加上桥梁通车运行后不注重钢筋养护维修,钢筋表面氧化膜受降水影响而遭到破坏,容易出现裂缝。



3.桥梁施工中的裂缝预防对策
         为确保桥梁工程质量,提高结构强度与刚度,防止裂缝发生,根据桥梁裂缝成因,施工中可以采取以下预防对策。
3.1  重视温度控制
         为预防温度裂缝,桥梁施工中应该加强温度控制,确保在适宜温度条件下进行混凝土浇筑。应该选择合适天气浇筑混凝土,防止在高温、暴晒条件下浇筑。混凝土拌和时应该对温度进行适时监测与控制,现场掌握混凝土温度变化情况。如果温度过高,应该采取降温措施,确保温度适宜。浇筑和养护施工时,有必要实时监测与控制温度,确保温度适宜,防止裂缝产生。

3.2  预防收缩裂缝
         桥梁工程施工时,应该选用低热化水泥,常用32.5级普通硅酸盐水泥。同时还要注意的是,在满足配合比设计的前提下,适当减少水泥用量。根据施工规范标准,结合桥梁工程建设基本情况,做好混凝土配合比设计工作,保证配合比满足要求。此外,施工人员应遵循规范要求浇筑混凝土。浇筑完成后覆盖土工布或草袋,然后洒水养护,确保桥梁工程混凝土施工效果。

3.3  预防沉降裂缝
         整个桥梁工程施工前,必须提高对地基处理的认识,保障地基处理效果,增强地基稳固性与可靠性,有效承受行车荷载。施工中以及桥梁通车运营后,都要重视桥梁沉降观测,及时掌握沉降情况,一旦出现较大沉降应立即采取修复措施,进而实现对沉降裂缝的有效预防。

3.4  预防冻胀裂缝
         如果是在冬季进行桥梁施工,应该注重冻胀裂缝预防。结合施工现场和气温条件,采取有效的保温措施,避免混凝土结构受冻胀损坏。加强混凝土施工质量控制,确保结构密实,尽量降低构件间的空隙。采用这种处理措施后,即使冬季温度过低,桥梁结构也不会出现较严重的膨胀,对预防冻胀裂缝具有积极作用。

3.5  重视钢筋防锈
         从质量可靠的厂家采购钢筋,并注重钢筋质量检测与验收,确保质量合格。重视钢筋防锈处理,涂刷好保护层,确保厚度合格,加强保护,使其有效发挥作用,防止钢筋锈蚀,实现对裂缝的有效预防。

3.6  提高施工质量
         整个桥梁施工中,为有效预防裂缝发生,除了采取上述措施外,还应该结合桥梁工程建设基本情况,加强质量控制,确保施工效果。
         首先,注重原材料质量控制。从质量可靠的厂家采购水泥、砂石、外加剂等,严格按要求进行材料检测与验收,不合格材料不得用于施工。水泥一般选用早期强度高、干缩性小的普通硅酸盐水泥,碎石应该质地均匀,最大粒径不得超过31.5mm,卵石最大粒径不超过19.0mm。中粗砂应干净、坚硬,且细度模数不小于2.5。桥梁施工现场材料也要按要求检测验收,保证符合规范要求并做好防潮防水工作,确保原材料综合性能满足施工需要,为预防裂缝产生,保证桥梁施工效果奠定基础。
         其次,严格控制桥梁施工过程质量。重视桥梁施工混凝土配合比设计,并按要求添加水泥、砂石、外加剂等。严格控制混凝土用水量,在满足配合比设计要求的前提下,应该尽量减少用水量。通常混凝土水灰比在0.50~0.55之间,塌落度在1.0~2.5之间。做好混合料拌和工作,提高混凝土和易性与密实度。然后用自卸车将混凝土运往桥梁施工现场,做好浇筑和振捣工作。桥梁施工混凝土浇筑时,自然温度在10℃以上,30℃以内为宜。夏季如果温度过高,应该在室内或早上浇筑混凝土,防止太阳直射而导致裂缝出现。做好振捣工作,振捣施工坚持“快插慢拨”原则,确保用力适中,振捣密实到位,提高混凝土密实度,有利于预防裂缝产生。
         最后,重视桥梁施工混凝土养护工作。桥梁施工混凝土浇筑完成,应该立即覆盖土工布或草袋,然后洒水养护。洒水应该呈喷雾状,有利于保证养护效果。养护工作人员应按时洒水,确保混凝土表面湿润,预防裂缝产生。通常养护时间不少于7d,当混凝土强度合格,养护工作完成后,可以进行桥梁工程后续施工。

3.7  注重裂缝修补
         桥梁工程养护中,对于出现的裂缝应该有针对性地采取修复和补强措施。目前,常见裂缝修补措施包括结构补强法、表面修补法、混凝土置换法、化学防护法、填充封堵法等。每种方法各有自身特点和优势,能有效满足桥梁裂缝修补需要。作为养护维修人员,应该根据裂缝类型有针对性地选择相应的修补措施并按要求操作。从而实现对裂缝的及时修复,增强桥梁结构的稳固性与可靠性,确保桥梁工程质量。

结束语:
         预防和控制裂缝,这是桥梁施工中不可忽视的重要环节。作为施工单位和施工人员,应该提高思想认识,制定并落实相关制度,有效约束施工人员各项活动。桥梁施工中,还应该重视原材料质量和混凝土温度控制,遵循工艺流程,确保每个施工环节质量合格,能有效满足工程建设需要。此外还要重视桥梁工程养护维修,重视裂缝预防,对出现的裂缝也要及时采取修复措施。从多个方面入手,实现对裂缝的预防和控制,从而确保工程外形美观和质量,延长桥梁使用寿命,也为车辆安全顺利通行提供保障。

参考文献:
[1] 张学民. 公路桥梁施工中裂缝的成因及防治对策[J]. 交通标准化,2018(4):92-94.
[2] 钟瑜,张园. 浅谈桥梁施工裂缝的形成原因及预防措施[J]. 中国高新技术企业2018(27):88-89.
[3] 李专辑. 公路桥梁施工中混凝土裂缝的防治研究[J]. 交通标准化,2018(8):119-121.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: