万拥军 河南交通职业技术学院公路学院
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近年来,为了满足社会基础建设的完善,桥梁工程的数量不断增加。由于桥梁工程涉及的范围较广,施工中存在较多影响因素,如果不加以控制就会导致工程的质量和进度受到严重的影响。其中桥梁施工中混凝土裂缝是影响桥梁工程质量的主要原因之一,需及时处理才能够保证质量合格的情况下,如期完成工程的建设。本文主要分析了桥梁施工中混凝土产生的原因,并根据原因提出了防止裂缝及修补裂缝的方案,以期为桥梁工程的质量提升贡献绵薄之力。
在桥梁施工中,施工材料是保证工程质量的基础,在材料的使用中混凝土材料是主要的施工材料,其质量的好坏是桥梁工程质量的决定性因素。在混凝土形成的过程中,其主要成分是水泥,水泥遇水会产生化学反应中的水化反应,从而散发一定的热量,通常情况下混凝土的散热性较差,热量散发较慢就会使桥梁施工时其内部结构温度不断提升,而混凝土表面的散热性较好,热量能够快速的挥发,这种情况下,混凝土内部温度和外部温度就会出现较大的温差。从而导致混凝土外部结构承受着较大内部带来的压力,同时外部结构在冷却后会产生较高强度的拉力。由于混凝土施工后,其本次抗压能力和抗拉能力较低,如果不及时控制,那么就会使混凝土出现裂缝的现象。
在混凝土施工的过程中,还有一种收缩裂缝与温度变化引起的裂缝具有较强的关联性。就收缩裂缝而言,其可分为两种,分别是塑性裂缝和干缩裂缝。导致塑性裂缝产生的原因与温度引起的裂缝十分相似,在混凝土施工后的初凝阶段,其内部结构中存在的水分会受水泥水热化反应的影响出现蒸发现象,这种情况发生后,混凝土会收缩变形,此时混凝土中的钢板会对结构形成一定的约束,从而产生拉力,该过程就会导致混凝土出现裂缝现象[1]。另外,就干缩裂缝而言,其主要形成于混凝土终凝后阶段,在此过程中,混凝土的表面温度下降,其水分的散发已经完成,但是混凝土内部仍然存在水分,此时混凝土外部出现的变形情况高于内部变形,干缩变形的抗拉强度大于混凝土的抗拉强度,从而产生裂缝。
在桥梁施工中,基础施工是混凝土稳定性的一大保障。如果基础施工存在问题,就会导致沉降现象发生,同时地基受到地下水的影响,沉降和水平位移现象会更加显著,若沉降和水平位移就会出现不规律的现象,此时混凝土的应力值增加,一旦该应力超过混凝土自身强度,其结构就会出现裂缝。导致这种裂缝产生的原因,一方面是沉降造成的,另一方面是混凝土振捣过程中,振捣力度不够,使混凝土缺乏导实度,此时会使混凝土结构存在细微缝隙,这些缝隙具有较强的吸水性,从而导致水分流失过大,产生结构裂缝。
混凝土材料的选择是保证施工质量的基础,良好的混凝土材料有利于其强度的提高,在桥梁工程中使用,不仅能够提升桥梁的整体质量,还能够提高桥梁的使用周期。因此,在施工过程中要严格的进行材料的把控,在此过程中可通过对混凝土形成、材料选择及进程使用环节的控制完成[2]。首先,加强对原材料的控制。在原材料采购出厂的过程中,需要采购人员对材料质量进行严格的检验,要详细的检查产品的质量检验报告和相关证书,保证采购的材料符合桥梁工程的需求。其次,在混凝土级配的过程中,要对骨料进行合理的选择,比如:在粗骨料的选择时,以级配良好的碎石为主,并保证碎石的粒径、孔隙率和含水量满足标准。细骨料选择了类型良好的沙子。在选择骨料的过程中控制好其含水量,以此控制混凝土内水泥热化过程中对裂缝的影响。最后,要加强混凝土材料的进场控制,进场前要根据相关标准进行质量检验,待合规后进场搅拌使用。
由于水泥是混凝土的主要材料,其遇水会产生一定的热量,如果热量散发较慢就会对混凝土结构产生影响,使混凝土应力产生变化。因此,要对混凝土进行搅拌,并在此过程中尽可能的减少热量的存积。根据季节的不同选择合理的方法控制混凝土内部温度。由于夏季温度较高,所有在混凝土搅拌的过程中,要合理的选择搅拌位置,避免阳光直射,搅拌完成后将混凝土置于背阴处储存。另外,在混凝土浇筑时,要减少浇筑体积,减慢浇筑速度,为了避免浇筑过程中混凝土内部温度较高,可设置降温管道进行温度控制。混凝土搅拌过程是温度控制的最佳环节,所以在此过程中温度降到最低,有利于整体施工过程中混凝土温度的有效控制。如果在低温环境下进行浇筑,要对混凝土进行保温处理,可铺设保温材料实现温度的有效控制。此外,对于混凝土进行拆模时,要合理的选择时间,而且还要对温度进行控制,避免混凝土内外温差过大的情况发生。
在桥梁施工的过程中,混凝裂缝由水泥水热化产生的情况较为常见,导致这种情况多发的主要原因之一,就是混凝土中水泥的使用量不符合设计要求,用量过大。因此,混凝土的配合比尤为重要,在搅拌过程中应该对此进行严格把控,根据混凝土设计要求合理的调配,同时调配的过程中还要将混凝土的设计标号及和易性标准作为主要依据。配合比选择完成后,要进行实验,保证其能够满足设计要求和桥梁工程的要求,在配合比选择的过程中,水泥用量的控制尤为重要,在保证混凝土质量的前提下,尽可能减少水泥用料。如果水泥用量无法减少,要合理的选择热量低、散热好的水泥材料,并使用减水剂减少用水量,以此保证混凝土施工时水热化情况能够减少,提高混凝土散热能力,避免出现裂缝。此外,在粗、细骨料的使用时,要提前检查含水量,根据骨料含水量计算拌合用水量,避免混凝土水量过高引发裂缝。除此之外,还要加强对混凝土的养护,为了对温度进行合理的控制,养护人员要减少混凝土温度的流失,覆盖保温材料进行保温处理,如果外界环境温度较高,需要对混凝土进行覆盖,还要在覆盖后进行浇水,避免混凝土出现裂缝。
如果桥梁施工时混凝土出现裂缝,需及时采取相应的措施进行补救,根据其裂缝情况选择合理的方法进行修补。如果裂缝情况对混凝土结构强度和使用没有明显的影响,可采用表面修补的方法,使用泥浆直接涂抹于混凝土裂缝处。另外,若混凝土裂缝对桥梁的防渗有所影响,且裂缝程度较高,就需要采用灌浆法进行修补,使用压力设备进行灌浆作业,直接通过压力的作用将浆质料灌注于裂缝处从而达到修补裂缝的目的。
桥梁工程是民生工程中的重要组成部分,其不仅为人们的出行提供了便利,还带动了地方经济的发展。为了保证桥梁的质量,必须严格控制混凝土施工过程,减少混凝土裂缝带来的危害,从而提高桥梁工程的整体质量,以此促进经济效益和社会效益的提高。