桥梁施工出现裂缝的主要原因及应对措施分析
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摘 要:在市场经济体制背景下,开展桥梁工程建设不仅能够有效促进社会经济发展,而且能够有效提升国民经济水平。对于桥梁工程而言,存在的裂缝会使得桥梁结构失去原有的稳固性,导致其安全系数降低,同时还会使得桥梁的使用寿命缩短,间接浪费社会资源。本文尝试分析施工过程中裂缝的具体成因,并探讨施工过程中如何有效避免减少裂缝的出现,切实提高桥梁工程的稳定性和安全性,延长桥梁的使用寿命,以更好地促进社会经济的持续、健康发展。
关键词:桥梁施工;裂缝原因;应对措施
1 桥梁施工裂缝产生的原因
1.1 原材料方面的原因
(1)水泥质量不合格导致裂缝,这一裂缝一般没有规则性。(2)砂石材料的含泥量较高,使混凝土抗渗性及强度都降低,在硬化时出现网裂。(3)砂石材料级配较差,如用砂过细等,使混凝土的侧面产生裂缝。(4)发生碱骨料反应,在骨料当中存在酸性硅化物,与碱性物发生反应导致体积膨胀并产生拉应力,使混凝土出现爆裂形状的裂缝。(5)在拌和水或外加剂中含有氯化物,对钢筋造成腐蚀或外加剂含碱,与骨料发生反应引起裂缝。另外,如果外加剂的用量不合适,也会引起早期开裂。
1.2 施工方面的原因
(1)混凝土配比不合适,对混凝土没有进行均匀且密实的振捣,产生蜂窝麻面。(2)浇筑速度过快,硬化之前没有进行有效振捣,在硬化后产生较大的沉降,易在完成浇筑施工的一段时间后出现收缩裂缝。(3)混凝土的搅拌与运输时间过长,导致水分大量蒸发,使坍落度降低,导致浇筑后产生收缩裂缝。(4)为了使混凝土具有良好的流動性,往往要加大水及水泥的实际用量或增加水灰比。在这种情况下,混凝土的坍落度将变大,使混凝土在硬化过程中大量收缩,产生收缩裂缝。(5)对混凝土进行分层浇筑的过程中,对接头没有进行有效处理,致使施工缝的部位产生裂缝。(6)模板体系刚度较低,对混凝土进行浇筑时,由于受到侧向压力导致模板发生变形,最终产生与模板变形类似的混凝土裂缝。(7)在施工中拆模时间过早,浇筑的混凝土强度还没有形成,构件在受到自重作用后出现裂缝。(8)施工开始前没有对支架的基础进行充分预压,使支架的刚度无法满足要求,在后续浇筑中支架下沉,导致裂缝产生。(9)对预制梁板进行运输和堆放时,用于支撑的垫木未处于同一垂直线;或垫木之间的距离过大,导致悬臂长度增加;或在运输时发生碰撞、颠簸,在吊装过程中吊点的设置不合理,因受力不均引起裂缝。(10)对混凝土进行的初期养护不到位,使混凝土的表面快速干燥,产生收缩裂缝。
1.3 温度变化
(1)桥梁建设中如果突然遇到强降雨与冷空气,则会使混凝土外部温度大幅降低,而内部温度不会快速发生变化,进而出现温度裂缝。(2)构件体积过大或为追赶工期,通过增加水泥实际用量来保证早期强度,这样会使水泥产生大量水化热,导致内部温度骤然升高,而外部的散热却很慢,加之施工中没有采取有效散热措施,最终在混凝土表面产生裂缝。(3)在高温与低温情况下进行施工时没有采取有效措施或所用措施不当,使混凝土处于温度频繁变化的状态,导致裂缝产生。
2 桥梁施工出现裂缝的具体应对措施
为了能够有效地防治桥梁施工裂缝,切实保障混凝土施工的效果,保障桥梁工程的使用寿命,所以要结合裂缝的形成原因采取相关的应对措施。
2.1 温度裂缝的应对措施
在施工过程中,必须对水化热进行合理控制,水泥选择方面,需要尽量选择早期水热化较低的品种,常用的水泥为普通硅酸盐水泥。要对骨颗粒直径大小进行合理控制,确保级配科学合理。此外还要对细集料的含泥量进行合理控制,确保其能够满足相关标准,在确保能够符合相关要求的前提下,尽可能降低水泥的使用,适当增加外加剂和粉煤灰的使用,从而达到提升混凝土和易性的目的,使得出现裂缝的概率大大下降。要对施工温度进行合理控制,在高温天气下,需要做好粗细集料的遮阳工作,同时在混合搅拌时候,要通过洒水等形式对其进行降温。在夏季,要对粗细集料采取遮阳措施,在混合搅拌时要及时洒水降温。拌和时可以通过吹冷风的方式来降低混合料温度,使得混合料的出料温度得到有效控制。同时还需要尽可能回避正午高温时期混凝土浇筑,混凝土浇筑时间一般为上午11:00前或下午5::00后,以有效预防因为温度导致的施工裂缝。针对桥梁施工过程中所涉及的大体积混凝土构件,可以应用分段分层的形式进行浇筑,浇筑时每层的厚度都不应当超过30cm以提高混凝土构件的散热效率,有效控制施工裂缝。对于大体积混凝土结构而言,应该控制其表面温度不得超过25℃,做完拆模工作后,要控制混凝土表面的温度,避免由于温度快速下降导致温差过大的情况出现。一般常用的方法是采取双层麻袋片浇水养护的形式,同时予以适当保温,浇水养护时间不得少于14d。如果环境温度与混凝土构件的中心温度差距不大于10℃,则可以解除保温措施,完成相关的养护施工工作。
2.2 干缩裂缝的应对措施
在施工过程中,合理选择粉煤灰水泥和低热水泥,并且要适当地调整水泥的具体用量,尽可能实现对水化热的有效控制,实现对干缩裂缝的有效控制和规避。在设计混凝土的配合比的时候,需要严格把控水灰比比例,同时还需要在其中增加一定量的减水剂,对使用量进行合理控制,确保其满足相关规范要求。此外,还需要对桥梁的混凝土施工早期养护工作予以高度重视,合理延长养护时间,同时要切实保障施工效果,避免干缩裂缝的出现。
2.3 收缩裂缝的应对措施
施工过程中,选择干缩值较小的普通硅酸盐水泥,例如使用标号为P·042.5的硅酸盐水泥,以满足预防收缩裂缝的要求,达到提升大体积混凝土施工效果的目的。要严格控制水灰比,在对混合料进行搅拌混合的时候,要适当增加高效减水剂,从而提高混合料的坍落度与和易性,在满足相关的配合比设计要求后,对水泥与水的实际用量进行适当调整,切实提高混合料的施工效果。对于所浇筑的大体积混凝土构件,完成浇筑后,要在其表面涂刷潮湿的编织袋或塑料膜,为混凝土表面的湿润度提供有效保障,也可以在浇筑完成之后,立刻在其表面涂刷养护剂,从而可以有效控制收缩导致裂缝出现的概率。如果施工所处时间段温度较高,就必须增设遮阳设施,如果施工所处时间段风速较高,则应采取挡风措施,此外还要进行洒水养护,以避免出现施工问题。
2.4 沉降裂缝的应对措施
对于沉降问题,必须要加强桥梁基坑部位和填土地基处理工作。采取夯实或固化等措施进行地基强化,确保处理基坑方面取得较好的效果,此外,还需要适当的增加排水渠道及设备,确保在降雨量较大时候不会有积水的情况出现,从而确保不会出现雨水浸泡混凝土及道路桥梁地基的情况,切实保障结构的稳固,从根本上杜绝沉降裂缝出现的可能。
3 结束语
公路桥梁被广泛地建设和投入使用,极大地促进了我国交通事业的发展。但是在公路桥梁项目建设中,混凝土结构极易出现裂缝问题,会影响桥梁的综合性能,也会危及人们的生命安全。因此,公路桥梁的设计与施工人员需严格控制整个施工环节,采取有效的措施来避免裂缝问题的出现,从而可全面提升公路桥梁的质量水平,满足交通运行的需要。
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