肖桥
湖北禹龙水利水电工程有限公司 湖北省荆门市
摘 要:堤顶防汛道路属于我国堤防防汛体系当中非常关键的一个组成部分,其主要功能是为日常堤防管理工作提供交通便利和汛期能够保障防汛车辆通行及抢险物资的运输,对确保河道工程运行安全和安全度汛起到重要的作用。由于诸多因素影响,导致堤顶混凝土路面会出现不同程度的裂缝。文章就堤顶防汛道路水泥混凝土路面出现的裂缝问题进行了分析并给出预防和处理措施。
关键词:堤顶防汛路面;混凝土裂缝;防治措施
1 堤顶防汛道路概述
我公司承建的荆江大堤综合整治工程堤顶防汛路面改造工程施工第二期项目第2标段位于湖北省荆州市江陵县境内,施工范围为江陵县段10公里(对应荆江大堤桩号 688+000~698+000),主要建设内容为原路面破碎、路基清基、20cm厚碎石垫层、15cm厚水泥稳定砂砾层和6m宽22cm厚C30混凝土路面和C25预制混凝土路缘石等。该工程主要是为了解决荆江大堤原堤路面设计标准低,为无水稳层、 无排水措施的低等级路面的问题,经湖北省发改委和水利厅共同审批通过的湖北省水利工程重点项目。
在我国很多堤防因受堤防设计标准限制,堤顶防汛道路宽度一般不足8m,堤顶防汛道路一般宽度为5.5~6m,而防汛道路主要功能是为了保障水利工程运行管理和汛期防汛车辆通行及抢险物资的运输,所以设计标准较低达不到城市公路建设标准[1]。但在实际中一些堤防通过城镇或村庄时,堤顶防汛道路成为了当地居民出行的重要交通道路,如果在路面混凝土施工过程中不对其容易产生裂缝的各个环节加以控制,施工完成后较大的车流量和重型车辆通行将给堤顶防汛道路带来一定程度的破坏。
2 堤顶防汛水泥混凝土路面裂缝类型及产生原因
2.1 结构裂缝
结构裂缝主要产生原因为地基或垫层质量不合格,未能满足设计要求。路面使用时,由于路面受到一定压力,地基或垫层产生一定不均匀沉降,使路面产生断裂,严重时还会产生塌陷。比如,地基较为松软,碾压不充分,使地基土密实度无法满足设计要求;在雨季施工过程中,如果地基土以黏性土为主,并且含水量相对较大时,未进行晾晒或晾晒不彻底直接进行碾压,导致碾压后的地基变为“橡皮土”;垫层施工质量不合格,垫层主要有拌和物垫层与乱石灌浆垫层两种,其中,对于拌和物垫层,其压实度不足,在碾压完成后垫层实际密实度无法满足设计要求,或拌和物主要成分及各成分比例不满足要求或拌和物的拌和没有达到均匀,导致垫层强度无法满足设计要求。
2.2 温度裂缝
温度裂缝主要产生原因为施工中没有严格按照要求进行胀缝的设置及缩缝切割,或虽然进行了切割,但切割不及时。混凝土达到终凝前,其抗拉强度还很低,若没有及时的进行缩缝切割,且气温较低,导致混凝土产生收缩,将在混凝土中产生一定拉应力,导致断面薄弱部位产生裂缝。除此之外,在气温相对较低的情况下进行混凝土浇筑施工时,未设置胀缝,或虽然设置了胀缝,但设置不合理,在环境气温升高以后将导致混凝土产生膨胀,导致断面薄弱部位产生裂缝。
2.3 收缩裂缝
收缩裂缝产生原因有很多,比如:完成对路面的浇筑施工后,混凝土自身不断硬化时会吸收大量的水分,若此时未能及时的进行覆盖养护,直接受到风吹日晒,则混凝土表面处在游离状态的水将快速蒸发,导致混凝土产生一定程度的体积收缩,此时由于混凝土还没有形成足够的早期强度,所以无法抵抗变形应力,使混凝土的表面出现裂缝;混凝土所用原材料的质量不合格,比如水泥自身具有很大的收缩率,或者使用的砂、石料有很大的含泥量,或者在混凝土当中添加有并不适宜的外加剂,导致混凝土过度初凝,在表面产生龟裂[2];由于水灰比较大,在振捣完成后导致某处砂浆过于集中,产生过度收缩现象,导致表面龟裂.
3 堤顶防汛水泥混凝土路面裂缝防治措施
3.1 结构裂缝防治
路床开挖施工结束后,需要以基土实际含水量为依据确定是否需要进行晾晒或洒水润湿。若施工是在雨季进行的,则基土实际含水量必然较大,此时要做好晾晒处理;而如果基土很干燥,则需要进行洒水润湿处理。无论怎样,在对路床进行碾压之前都要对基土实际含水量进行准确测算,确保基础实际含水量始终保持在符合要求的水平,以此使完成碾压处理的基土,其平整度和密实度都能满足设计及规范要求[3]。完成对路床的碾压施工后,应组织相关人员进入现场进行查验,及时发现和清除路床中存在的坑穴、硬物及淤泥,并采用换土法进行分层夯填。在冬季施工时,注意不可在气温低于0℃进行施工,否则会使基土受冻。如果路线范围内存在其它构筑物,如检查井、雨水池和管沟,则要对其周围回填土进行分层夯填。如果周围工作面宽度不足无法进行分层夯填施工,则可使用加灰泥来回填,使回填土密实度和完成碾压后基土实际密实度达到基本相同。对于管沟和地沟而言,其埋深应达到一定要求,同时其上平标高应处于垫层结构以下。对路面进行浇筑施工时,需在构筑物的周围进行伸缩缝的设置。
3.2 温度裂缝防治
为防止路面上出现温度裂缝,需严格按照相关规范与设计要求进行胀缝的留设,并对路面及时进行缩缝的切缝。通常在道路的纵向按照50m以内的间隔距离设置沿横向分布的胀缝。此外,在路口和转弯的部位也要做好胀缝的设置。胀缝应达到上下贯通,胀缝的宽度通常在15~25mm范围内,将胀缝设置好以后,立即用沥青砂浆进行灌注处理,并将其压实抹平。对于缩缝,可将其分成横向与纵向两种,缩缝的切缝可使用路面专用切割机进行切割,其缝宽在5~10mm范围内,缝深为路面厚度1/3以上,灌缝材料为沥青玛蹄脂。在纵向按照4m以内的间隔距离设置横向缩缝,在路面存在雨水池的部位,需沿中间路面进行横向缩缝的切割,若雨水池的周围存在加强钢筋,则加强钢筋要在雨水池的中间位置断开。对于纵向缩缝,其间隔距离通常不能超过4m,无论施工缝的种类和方向,都要进行缩缝切割。当路宽在6~8m范围内时,需在中间切割一条沿纵向分布的缩缝;当路宽在10~12m范围内时,需沿纵向切割三条缩缝。如果环境气温在25℃以上,则宜在浇筑施工后的24h进行缩缝切割;如果环境气温在20℃以下,则宜在浇筑施工后的48h进行缩缝切割,同时要保证切缝持续时间不超过24h。
3.3 收缩裂缝防治
为防止收缩裂缝的产生,需注意以下几点:拌和物所用原材料应通过严格的化验确认是否合格,不合格的材料不可使用,砂、石材料中杂质实际含量不能超过规定的数值,对于水泥材料,应优先考虑收缩率相对较小的;以环境温湿度为依据,确定适宜的混凝土水灰比;在气温较高的条件下进行施工时,可在拌制混凝土的过程中添加一定量的缓凝剂,通过对缓凝剂的添加能有效延长凝结时间,减少水泥水化反应时放出的热量,防止裂缝产生,而且这样还不会对后期强度造成影响;在对混凝土进行搅拌与振捣的过程中,应达到均匀,混凝土振捣除了不能过度,也不能漏振;完成对路面的浇筑且成型硬化之后,应立即覆盖一层塑料薄膜来养护,避免水分散失和温度快速降低。
结束语
总而言之,以现阶段的施工作业水平及管理模式来看,想要从根本上解决该类问题还存在一些困难,目前的技术水平只能从保证建筑用原材料的品质、严格执行施工作业准则及相关技术规范、严格执行各项施工工艺等任何一个步骤着手,在每一个工艺流程都做到恪尽职守,进而降低水泥混凝土路面产生裂缝的弊端,另一方面还要加大对运行维护费用的投入。
参考文献
[1]曾鹏.水泥混凝土路面快硬ECC薄层罩面材料及结构性能研究[D].重庆交通大学,2019.
[2]常旸.浅谈防汛公路坝顶路面施工方法[J].建材与装饰,2018(20):284-285.
[3]施伟.堤防防汛道路石灰土路基和水泥混凝土路面施工方法[J].治淮,2015(05):53-54.