路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析及应对措施

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年7卷4月第10期   作者:杨恩先
[导读] 裂缝问题是道路桥梁施工中常见的问题,不仅会影响到道路桥梁的外部美观度,严重时还会存在安全隐患,虽然其施工技术较为简单,但承担的责任风险却相对较大。
        杨恩先
        肥城路兴工程有限公司 山东肥城 271600
        摘要:裂缝问题是道路桥梁施工中常见的问题,不仅会影响到道路桥梁的外部美观度,严重时还会存在安全隐患,虽然其施工技术较为简单,但承担的责任风险却相对较大。近几年,道路桥梁施工技术不断更新改进,先进的技术支持使得裂缝问题的出现有所减少,但不能百分之百杜绝裂缝问题。文章通过道路桥梁产生裂缝的危害、裂缝产生的原因进行分析,并结合施工实际归纳总结出相应的道路桥梁裂缝问题的防治措施,为市政道路桥梁施工工程的安全及顺利开展提供借鉴。
        关键词:道路桥梁;裂缝成因;应对措施
        引言
        混凝土施工过程中,需运用到较多的材料,具有繁杂的施工工序,很容易有裂缝等问题出现。混凝土裂缝不仅会降低道路桥梁工程的整体性能,还会在较大程度上缩短道路桥梁使用寿命,甚至导致安全事故的发生。
        1公路桥梁工程的施工特点
        (一)工程施工多变。(1)公路桥梁施工区域地质条件较差,但目前部分施工单位未能对勘察充分重视,加大了混凝土裂缝问题的发生概率。(2)在施工过程中,不同区域的地质条件存在差异,且具有多变性,增加了混凝土裂缝问题的发生概率,导致施工建设的安全系数明显降低。(二)施工环境的复杂。山体、河流、溶洞等地区是道路桥梁工程建设的主要施工地点,且此类区域均属于“三不通”地带,在建设中首先需要解决水、电及交通问题,待上述工作结束后,需要进行施工前准备工作,如施工技术确定、施工方案选择等。通常情况下,作业空间较为低矮,实际施工建设具有噪声大、危险系数高等施工特点,且由于施工环境阴暗潮湿,加大了裂缝问题的发生概率,且实际施工会由于粉尘较多而降低能见度,施工质量无法有效保证。
        2道路桥梁施工中混凝土裂缝类型
        2.1承载力裂缝
        在道路桥梁工程的施工中,承载力是检验道路桥梁工程质量的重要指标。在承受荷载所引起的内力时主要表现出多种形态,即拉、压、弯、剪、扭以及复合受力形态。不同受力状态所产生的混凝土裂缝不同。在道路桥梁混凝土结构中,最为常见的混凝土裂缝主要为受弯裂缝,其裂缝机理主要是混凝土的抗压应力全部由钢筋所承担,且抗拉应力较差,即钢筋拉应力较大,超出钢筋自身承受极限时,道路桥梁钢筋结构出现较大的受弯裂缝。而道路桥梁压力超出混凝土构件所承受的限值,道路桥梁构件出现微小柱体,随着压力的增加,微小柱体对道路桥梁结构的破坏越来越大。同时在道路桥梁工程中还存在受拉裂缝、受剪裂缝、受扭裂缝等,因此,在道路桥梁施工中,应重视道路桥梁工程混凝土承载力裂缝的防治工作,提高道路桥梁工程的质量。
        2.2收缩裂缝
        对道路桥梁的裂缝产生原因进行研究,混凝土实际应用会出现收缩的情况,影响道路桥梁的使用安全。在灌注混凝土的过程中,应控制混凝土温度、分层紧密性等,保证混凝土的力学稳定性。此外,现场环境的温度变化会对混凝土中的水分、凝结等产生直接影响。温度较低,混凝土易出现裂缝;温度过高,混凝土水分蒸发速度加快,易出现裂缝,影响混凝土的稳定性。道路桥梁施工中的混凝土水分不足,其内部的结构会因为内部压力与外部环境压力不同而出现收缩力降低的情况,混凝土的应力分布不均匀,降低道路桥梁的整体施工水平。从混凝土塑性变化的角度分析,混凝土浇筑过程中,浇筑的前5h,混凝土的可塑性较高。凝结状态下的混凝土,塑性相对稳定,混凝土易水化,会出现泌水问题。在重力的作用下,混凝土的骨料结构会受到影响,降低混凝土的综合质量。
        2.3温度裂缝
        (1)年温差。我国大部分地区四季分明,温度会随气候不断变化,而变化过程相对缓慢,对道路桥梁的影响大多是使桥梁纵向产生位移,对于这种情况的发生,可以利用桥面伸缩缝、支座或是设置柔性墩等措施来进行缓冲,然而,温度裂缝是在结构位移受到限制时才会产生的。

(2)气温骤降。由于气候原因,偶尔会出现突降暴雨、冷空气入侵和日落等气温骤降的情况,这些都会增加道路桥梁外层混凝土和内层混凝土的温度梯度,产生温差和温度应力,从而造成裂缝的出现。
        3道路桥梁施工中混凝土裂缝的应对措施
        3.1控制原材料质量
        当施工材料运输到施工现场后,对材料各项指标进行检验,确保材料质量满足施工要求,预防混凝土裂缝产生。具体包括:(1)在道路桥梁施工中采用高强度等级水泥进行混合料拌和,要求水泥初凝时间不得小于45min;在施工中选用水化热低的水泥品种,合理控制水泥单位用量,缩小混凝土在硬化过程中的内外温差。(2)采用级配良好的细集料,要求细集料的含泥量不得超过2%,细度模数在2.6范围内。(3)粗骨料选用碎石,要求碎石质地坚硬,含泥量不超过1%,针片状颗粒含量控制在5%之内。
        3.2控制混凝土温度
        混凝土的结构、形态等受内外温度的综合影响,若温度条件不符合要求,将容易出现混凝土裂缝问题。因此,要依据施工标准,严格控制温度。结合工程情况,科学制定混凝土施工计划,尽量不要于高温或低温环境下施工。混凝土搅拌施工中,要动态监测温度变化情况,如果出现较大温差,需及时进行控制。混凝土浇筑过程中,也要对其温度实时调整。
        3.3载荷控制
        在确定道路桥梁混凝土荷载量的过程中,应分析道路桥梁的施工方案、载荷变化等方面,在明确道路桥梁载荷要求的基础上,控制混凝土配比,优化道路桥梁的结构,保证材料质量可满足桥梁建设需求。例如,在进行考察的过程中,可针对施工场地的地质地形、土壤、水文、温度等方面进行检验,在综合分析的前提下,通过控制道路桥梁工程的荷载量,提升道路桥梁的裂缝控制效果。道路桥梁工程的荷载与多方面有直接关系,强化荷载量的控制,应控制道路桥梁工程的极限荷载量,并对荷载裂缝的产生原因进行分析,可提升道路桥梁施工中的荷载裂缝控制效果,提高道路桥梁工程结构稳定性、混凝土的承载力。从设计角度分析,应对道路桥梁工程设计方案的经济性、技术性等方面进行综合控制,以实现施工质量的进一步提升。
        3.4做好养护
        (1)养护工作是控制混凝土裂缝的核心手段,也是目前最主要的方法,因此,必须有针对性地采取洒水养护、辅助养护等养护措施。(2)浇注养护主要是解决混凝土开裂的基本物理原因,可以有效缓解高温对其的不利影响。一般公路桥梁工程洒水养护的间隔时间不得超过3h,且洒水应做到均匀细致,保证混凝土构件充分浸润。若现场温度较高,则应控制喷雾间隔1~2h,反复喷雾,以防开裂。
        结语
        道路桥梁工程要严格把控混凝土施工质量,在深入分析混凝土裂缝成因的基础上,结合工程实际情况,制定混凝土裂缝应对方案,强化对混凝土拌和、浇筑、振捣以及养护等各个关键施工环节的质量管控,有效预防混凝土裂缝的产生,保证混凝土施工质量达到设计要求。
        参考文献
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