橋梁混凝土裂縫探析
2015-04-07
橋梁工程施工過程中，最難控制的就是混凝土裂縫問題。裂縫的產(chǎn)生不僅僅會影響工程的施工進(jìn)度，嚴(yán)重了會導(dǎo)致橋梁的坍塌，會造成一定的生命財產(chǎn)危險。因此，混凝土裂縫的控制與處理就成為了施工單位的難點之一。但是，在施工中如果我們要運用科學(xué)合理的施工工藝對其進(jìn)行處理就會避免裂縫的出現(xiàn)。
一、橋梁工程施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
在橋梁工程施工中能夠引起混凝土裂縫的原因有很多種，比如說施工中所使用的材料，工程施工工藝等。其實通常來看，混凝土所建筑的工程是比較容易產(chǎn)生裂縫的，但是，如果裂縫的程度較大的化就會影響到建筑物的正常使用。因此，我們要針對建筑物裂縫產(chǎn)生的原因，尋找可預(yù)防的策略。
1、混凝土自身狀況
“混凝土中含有大量的空隙、粗孔和毛細(xì)孔。”而在施工中，很多水分都會存留在這些孔隙中，水分經(jīng)過活動就會影響混凝土本身的特性，因而，混凝土就會發(fā)生收縮變化。這就是混凝土自身會造成裂縫的原因，而在混凝土的收縮中，有一種“塑性收縮”，其造成混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性相對要大一些。這種“塑性收縮”通常是在混凝土澆筑完成后的四個小時以后，十五個小時以內(nèi)發(fā)生。塑性收縮是指，“水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)沁水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因發(fā)生在混凝土終結(jié)前，所以，稱為塑性收縮。”這種裂縫原因在實際施工中也是比較常見的。
2、溫度原因
溫度原因指的是澆筑混凝土的溫度變化，而造成溫度變化的因素還有三個因素，主要是自然溫度；混凝土自身的水化熱；混凝土的養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓?，會有一個硬化的過程，在硬化過程中水泥就產(chǎn)生了水化反應(yīng)，從而形成水化熱，導(dǎo)致混凝土的溫度急劇升高，但是，混凝土外部的散熱性能比較好，溫度降的較快，這就很容易導(dǎo)致澆筑后的混凝土內(nèi)外溫差加大，造成拉應(yīng)力的出現(xiàn)，也就會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生變形作用，進(jìn)而會產(chǎn)生裂縫。
3、施工操作原因
在橋梁工程施工中總是會有很多違規(guī)的操作行為，這些操作行為的存在就會一定程度上導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。就比如，在進(jìn)行混凝土振搗工序中就很容易出現(xiàn)漏振；對塌落度控制不當(dāng)、混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)；混凝土接頭部位的處理不當(dāng)?shù)仍蚨紩谝欢ǔ潭壬蠈?dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。
4、結(jié)構(gòu)性原因
主要針對的是結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生，是指“設(shè)計時采用的結(jié)構(gòu)形式在荷載作用下必然會產(chǎn)生的裂縫，如非預(yù)應(yīng)力的預(yù)制梁板及非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁等。”在混凝土施工中會有針對性的設(shè)置預(yù)拱，但是，一旦荷載力作用在其上，預(yù)拱會逐漸消失，這時，梁底的強(qiáng)拉去混凝土難免會出現(xiàn)裂縫。就這種裂縫而言，如果能夠控制在一定的范圍之內(nèi)，是不會影響到橋梁的正常使用的，但是，如果裂縫的開裂寬度超過了預(yù)設(shè)的范圍，就會對橋梁的使用功能產(chǎn)生影響。所以，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一定要根據(jù)橋梁的位置、自然環(huán)境等進(jìn)行合理的設(shè)計。
5、環(huán)境原因
環(huán)境原因主要針對的是侵害性裂縫的產(chǎn)生，侵害性裂縫“是由于有害的化學(xué)反應(yīng)、混凝土中鋼筋生銹等原因造成的。”就比如，在混凝土骨料中會存在著很多活性硅，其會與水泥中的各種元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土中的鋼筋生銹，從而產(chǎn)生大量的氫氧化物，這些氫氧化物是會發(fā)生膨脹反應(yīng)的，最終會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫。
二、混凝土裂縫的預(yù)防策略分析
由于混凝土裂縫的產(chǎn)生所造成的危害可大可小，很有可能會因為裂縫的存在而導(dǎo)致整個橋梁工程的失敗，造成經(jīng)濟(jì)效益和社會效益多重?fù)p失。因此，為了保證橋梁工程的施工質(zhì)量，我們要積極采取措施預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生。
1、控制施工材料
材料是橋梁工程施工的基礎(chǔ)，也是產(chǎn)生混凝土裂縫的重要原因之一，因此，要防止裂縫的產(chǎn)生，首先就要控制好施工材料的質(zhì)量。要根據(jù)施工設(shè)計的要求，對混凝土配合比進(jìn)行控制，并在正式施工之前對其進(jìn)行配合比試驗，保證了配合質(zhì)量之后才能夠進(jìn)行大量配合并應(yīng)用到工程當(dāng)中。同時，對于混凝土配合中所使用的具體材料也要經(jīng)過抽樣檢查來控制其質(zhì)量，確保材料質(zhì)量同工程設(shè)計要求相符合。針對“塑性收縮”造成的裂縫，可以通過對砼養(yǎng)護(hù)進(jìn)行控制的方式實現(xiàn)，在控制的過程中，可以用麻袋和海綿等物質(zhì)進(jìn)行外部覆蓋，來控制早期砼內(nèi)的水分。
2、溫度控制
由于造成溫度原因的因素是不同的，所以對溫度進(jìn)行控制時所使用的方法也是不同的。對于水化反應(yīng)來說，可以通過改變骨料的級配來進(jìn)行溫度控制，比如可以通過使用添加劑、硬性混凝土等方式來代替混凝土中的水泥，這樣減少混凝土水泥的用量就能夠很大程度上控制水化反應(yīng)。對于溫度來說，如果是在炎熱的天氣中進(jìn)行的混凝土澆筑施工，則可以進(jìn)行分層澆筑，每層的澆筑厚度要控制在一定的厚度之內(nèi)，不能太厚，這樣就保證澆筑物的整體散熱，避免裂縫的產(chǎn)生，還可以通過水管預(yù)埋的方式來進(jìn)行降溫。拆模的時間也是需要調(diào)整的，如果出現(xiàn)了急劇降溫的狀況則需要進(jìn)行表面保溫處理，防止內(nèi)外溫差過大。就養(yǎng)護(hù)而言，其目的是降低混凝土的內(nèi)外溫差，進(jìn)而避免裂縫的產(chǎn)生，而養(yǎng)護(hù)外部的覆蓋物可以利用稻草袋或者是所料膜等，而覆蓋層的溫度是需要根據(jù)科學(xué)的方式進(jìn)行計算的，不能夠認(rèn)為主管上隨意調(diào)整。
3、荷載裂縫預(yù)防
橋梁設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計時，要從整體上嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇合適的計算模型，并結(jié)合工程中各個部位的實際勘察結(jié)果，對工程結(jié)構(gòu)實施全面嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎阋约昂怂悖苊夤こ讨写嬖诼┧?、多算、不算、錯算等問題，尤其是要針對橋梁的結(jié)構(gòu)形式以及通行重量預(yù)計，做好結(jié)構(gòu)受力計算。
而且，在設(shè)計中要努力地避免橋梁結(jié)構(gòu)中的斷面突變以及結(jié)構(gòu)突變，對無法避免的突變部位，要通過將轉(zhuǎn)角部位設(shè)置成為圓角或是漸變的過渡，對突變部位細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，而且還要利用斜向的鋼筋或者是構(gòu)造配筋對突變部位進(jìn)行加固。同時，為避免鋼筋裂縫的出現(xiàn)，設(shè)計人員必須以設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，對裂縫的寬度加以控制，并為鋼筋設(shè)置具有足夠厚度的保護(hù)層，或者對鋼筋部位噴施防腐蝕的混凝土。
4、規(guī)范施工行為
由于施工不規(guī)范也是造成混凝土裂縫產(chǎn)生的原因之一，因此，針對這一狀況施工單位要嚴(yán)格規(guī)范并合理控制工程的施工工序和行為。如果是分段澆筑或者是分層澆筑，一定要處理好接縫處的工程，在分塊時也需要注意避免出現(xiàn)基礎(chǔ)起伏過大的情況。為了切實規(guī)范施工行為，施工單位或者是建設(shè)單位要根據(jù)工程的實際情況組織專門人員對工程施工工序和行為進(jìn)行定期檢查。
5、混凝土的養(yǎng)護(hù)
施工人員對構(gòu)件澆筑完成之后，必須立即將養(yǎng)生劑均勻地噴施在澆筑完成的混凝土工程上，并采用塑料薄膜對其進(jìn)行覆蓋，在覆蓋時，要嚴(yán)格避免面板四角的破壞。其養(yǎng)護(hù)時間要控制在14天之上，且在養(yǎng)護(hù)齡期內(nèi)，禁止將外界荷載力施加于工程上，以避免次應(yīng)力裂縫的出現(xiàn)。同時，施工人員還要嚴(yán)格依照設(shè)計方案的規(guī)定，做好拆模施工，控制拆模的順序，避免拆模時對混凝土工程造成損壞，做好拆模完成后裂縫的填補(bǔ)工作。
總之，只有嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計、施工和監(jiān)理, 是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運輸管理過程中, 進(jìn)一步加強(qiáng)巡查和管理, 及時發(fā)現(xiàn)和處理問題, 也是相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)，可以為我國的橋梁建設(shè)提供保障。
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