劉 佳
(山西交通控股集團有限公司運城南高速公路分公司,山西 運城 044000)
隨著交通運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展,對道路和橋梁的需求也越來越多樣化,而橋梁施工作業(yè)作為公路施工工程的關鍵部分,其質量水平的高低與整體橋梁施工質量有著密切聯系,尤其對橋梁施工裂縫處理工作提出新的要求。因此,在公路橋梁施工過程中,必須加強對施工質量監(jiān)管力度,減少對橋梁結構的損害,提高公路使用年限,為人們以及車輛提供安全保障,進而促進公路施工行業(yè)的健康發(fā)展。
在橋梁施工中主要的材料就是混凝土結構,而在混凝土結構中含有大量的間隙、粗孔等。若在施工過程中混凝土結構中出現大量水分[1],不僅會對混凝土自身的特性產生影響,而且會使混凝土發(fā)生收縮,進而導致橋梁施工中橋面出現裂縫。
例如:某橋梁項目施工中的工程概況如下,K1+722沖口高架大橋,上構采用9×30 m(左幅)、8×30 m(右幅)先簡支后連續(xù)預應力混凝土T梁,下構橋臺采用柱式臺,樁基礎,橋墩為柱式墩,樁基礎。而在施工過程中發(fā)現橋梁出現裂縫的原因是由于橋梁混凝土采用高強度混凝土,混凝土自身收縮徐變影響較大,屬于早期初凝、終凝前產生的自身收縮裂紋。
在實地施工現場中,受溫度等天氣環(huán)境的影響較大,一旦溫度發(fā)生變化就會使橋梁施工中的混凝土出現熱脹冷縮現象,這是引起橋梁施工中出現裂縫的主要原因。在施工過程中,混凝土內部會出現水熱化現象,如果外部溫度發(fā)生變化,就會使混凝土內外溫差差異過大,易產生變形,若不及時進行處理,混凝土內部結構會出現溫度應力,而一旦溫度應力超過混凝土的抗拉強度就會產生裂縫。
第一方面,受化學反應的影響導致結構性變化。在橋梁施工過程中,混凝土結構建設與各種化學反應有著密切聯系,若對各種化學反應進行有效控制,不僅能達到預期的建設效果,而且減少橋梁裂縫情況的出現幾率。但是在實際施工過程中,由于項目施工人員對化學反應操作不當,使化學副反應發(fā)生。例如,混凝土骨料中的活性硅與地下水中的堿性物質、水泥等物質會發(fā)生膨化反應;硫酸鐵在水泥水化過程中會產生鋁酸鈣,致使混凝土出現膨脹而造成的局部拉力升高。此外,在現場施工時,由于部分有害的化學反應等因素影響,使混凝土的滲透性減少,增加鋼筋生銹、器質性病變等情況的發(fā)生機會,進而產生裂縫。第二方面,因安置不當而引起的橋梁裂縫情況。在施工中,一旦部分施工所必需的支撐構件與受力裝置安裝不合理,就會導致橋梁施工中產生裂縫現象[2]。在橋面施工過程中,經常發(fā)生安裝不到位的情況有布置錨墊板部位出現錯誤,錯墊的錯度板的板后螺旋筋安裝不規(guī)范,錨墊板和鋪墊板安置不牢固,這些都會導致預應力建筑構件在張開過程中出現開裂;在落架聯箱梁時,常發(fā)生的出錯狀況主要有在開展由簡支梁至連續(xù)受力系統(tǒng)的變換過程中為按照施工方案進行操作,導致在對連續(xù)梁負彎矩區(qū)實施簡支時,受落架安置不合理或時間過長等因素影響,導致安裝的張力強度未達到預期的設計標準,最終導致梁底部位發(fā)生橫向開裂。
在橋梁施工過程中,若沒有對施工前的地質、材料等情況進行嚴格把關,未制定合理的施工計劃,就會導致在施工過程中出現各種各樣的裂縫情況。不同的原因對裂縫的部位、走向和寬度也會有不同的影響。具體內容如下:
1)保護混凝土的土層過厚或者鋼筋結構出現變形,就會使橋梁在承受負彎矩時的受力筋保護層加厚,致使構件的高度有所減少,進而導致在受力鋼筋垂直方向因受力不均而出現裂縫現象。
2)在混凝土壓實和振搗過程中未密實,鋪設不均勻,進而導致混凝土結構內出現蜂窩、麻面以及空洞等,這些都是造成橋梁裂縫的重要原因之一。
3)若在澆筑混凝土過程中[3],速度過快,就會使混凝土的流動性變差,致使混凝土在硬化前出現沉降不實的情況,在硬化后沉實過大,在這硬化期間就會產生裂縫。
4)收縮裂縫主要是由于混凝土在攪拌和運輸過程中水分過快蒸發(fā),從而造成混凝土的坍落度降低,形成裂縫。
5)在橋梁混凝土初期養(yǎng)護中,因天氣等環(huán)境變化的影響,致使混凝土表面出現規(guī)則不一的收縮情況,這是產生橋梁裂縫的原因之一。
根據橋梁施工項目情況,大多數的橋梁施工跨度較大,而跨度的比例又比較小,就會使地基出現豎立的不均勻的情況,這樣就會因地基變形而出現裂縫的情況。這樣的變化雖然比率非常小,但也會對整個工程造成嚴重影響,勢必對整個橋梁施工工程的進度造成阻礙,這也是橋梁產生裂縫的因素之一。
如:在橋梁施工中常出現以下幾種裂縫情況,詳見表1。
表1 公路橋梁裂縫的依據
第一,對相關項目的施工人員進行全面的質量安全意識教育,增強施工人員的責任感,充分調動橋梁施工人員的積極性,樹立“質量就是效益”的施工理念。第二,加強相關技術人員的專業(yè)能力技術培訓,尤其針對特殊項目的技術人員的培養(yǎng),提高施工人員的專業(yè)技能。第三,對于一些特殊崗位的工作人員需要持證上崗,不準未經培訓取得合格證上崗操作。
在橋梁施工過程中需要對施工材料的使用進行嚴格控制。其中包括對施工所用的水泥、砂石、鋼筋、碎石等材料進行檢驗,一旦發(fā)現材料的質量不合格,就應立即停止使用,以免因質量問題對施工進度與橋梁施工強度產生重大影響。此外,在實際施工過程中,因天氣、溫度等環(huán)境變化,對材料的使用都有一定影響,這就需要相關技術人員在使用前對材料的含水量、質量等情況進行檢查,確保材料質量的安全,這樣在施工過程中就不易發(fā)生裂縫等問題。
首先,在設計施工前,要準確算出道路和橋梁的負載量,從而設計出滿足車流量負載的道路寬度。其次,加大對車輛載重的控制,尤其是對超重車輛的嚴格把控。因路面裂縫存在著巨大的安全隱患[4],因此,必須對路面裂縫現象進行嚴格監(jiān)督,一旦發(fā)現道路和橋梁存在裂縫問題,應及時采取補救措施,對已經出現裂縫的位置進行修補,以防造成更為嚴重的問題。
例如:某工程施工中出現橋梁裂縫,相關技術人員采取的裂縫加固示意圖,如圖1所示。
防止因地基變形而造成破壞的現象出現,橋梁建設者應做好以下兩方面:第一方面,在設計施工前,應交給專業(yè)的地質勘探團隊對現場進行勘察,提供真實、有效、準確的地質資料。按照準確的地質勘探數據對橋梁進行合理規(guī)劃設計,還需要對地基沉降進行分析,嚴格把控施工技術和工程質量關卡。第二方面,在施工過程中,應嚴格按照設計要求進行施工,把好材料關,必須按照相關施工規(guī)范要求進行施工,設置好專門的水準點和沉降點,把握整個施工過程中的地基狀態(tài),從而避免在施工過程中因地基產生變形,而造成橋梁裂縫的現象發(fā)生。
在橋梁工程中,受地質、施工等條件的影響,經常會對施工的質量、安全以及工作效率有很大影響。在實際施工過程中,經常會因多種原因而導致橋梁裂縫的情況發(fā)生,對橋梁造成破壞,從而對施工人員的安全、工程質量以及施工進度等方面都造成嚴重隱患。因此,施工人員就針對上述情況,在橋梁建設過程中,采取有效措施,以此來保證施工的質量問題,提高了施工效率,為橋梁工程進度的順利進行提供保障。