丁換強(qiáng)
(甘肅圓隴路橋機(jī)械化公路工程有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 730030)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),道路橋梁工程逐漸成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,社會(huì)各界對(duì)于道橋工程的施工質(zhì)量給予了高度關(guān)注。裂縫是道橋工程最常見(jiàn)的問(wèn)題,其具有多元化的產(chǎn)生原因以及明顯的破壞性,因此,分析其成因,探索有效的預(yù)防對(duì)策,對(duì)于提升道橋建設(shè)水平與質(zhì)量,推動(dòng)行業(yè)發(fā)展具有重要的意義。
(1)施工管理不嚴(yán)格。在實(shí)際施工過(guò)程中,普遍存在施工人員未按相關(guān)工藝規(guī)范進(jìn)行施工、施工管理人員管理不到位、監(jiān)理人員質(zhì)量監(jiān)督不細(xì)致、不全面、不嚴(yán)格的情況,導(dǎo)致道路橋梁工程施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo),從而產(chǎn)生裂縫;(2)材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。部分施工單位為降低施工成本,使用性能不達(dá)標(biāo)的施工材料,從而嚴(yán)重影響工程質(zhì)量,導(dǎo)致裂縫;(3)施工技術(shù)不合理。受設(shè)計(jì)及施工人員專業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)和工程資金投入等多種因素的影響,很多道路橋梁工程在材料選擇、施工標(biāo)準(zhǔn)與工藝技術(shù)等方面缺乏合理性,從而引發(fā)裂縫[1]。
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)。在設(shè)計(jì)階段,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因設(shè)計(jì)人員專業(yè)能力不足、工作不細(xì)致認(rèn)真,而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題,使得道路或橋梁的主體結(jié)構(gòu)存在受力不均的嚴(yán)重問(wèn)題,從而引發(fā)結(jié)構(gòu)性裂縫;(2)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作不充足?,F(xiàn)階段很多設(shè)計(jì)單位或人員,忽視設(shè)計(jì)前的實(shí)地勘察工作,僅憑收集的數(shù)據(jù)信息和工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行道路橋梁設(shè)計(jì),導(dǎo)致在后續(xù)施工過(guò)程中,經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)施工條件不符的情況,嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)的可行性和工程的可靠性,顯著增大裂縫的產(chǎn)生概率;(3)圖紙繪制不認(rèn)真。施工過(guò)程中,施工人員會(huì)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工,但是經(jīng)常會(huì)遇到,設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注不全面、繪制錯(cuò)誤等情況,從而嚴(yán)重影響施工質(zhì)量,造成裂縫[2]。
結(jié)構(gòu)主體超荷載是現(xiàn)階段造成結(jié)構(gòu)裂縫的一個(gè)重要原因。其主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一個(gè)是在設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)人員沒(méi)有對(duì)當(dāng)?shù)亟煌ōh(huán)境進(jìn)行有效考察,導(dǎo)致設(shè)計(jì)承載力難以滿足實(shí)際荷載需求,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于超荷載工作狀態(tài),從而引發(fā)裂縫;另一個(gè)是超載問(wèn)題,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,路上的運(yùn)輸車輛越來(lái)越多,為獲取更高的經(jīng)濟(jì)利益,很多司機(jī)忽視路面荷載限制,冒險(xiǎn)進(jìn)行超載運(yùn)輸,因此經(jīng)常出現(xiàn)道路橋梁超負(fù)荷工作的問(wèn)題,導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。
(1)外界溫度變化。由于混凝土是道路橋梁工程的主要施工材料,其性能容易受外部環(huán)境溫度的影響而變化,因此,如果不能采取有效的預(yù)防手段,很容易因?yàn)橥饨鐪囟茸兓l(fā)混凝土開(kāi)裂,進(jìn)而產(chǎn)生裂縫;(2)自然環(huán)境侵蝕。隨著季節(jié)的不斷交替,道路橋梁主體結(jié)構(gòu)會(huì)反復(fù)受到凍融、雨水等因素的侵蝕,而引發(fā)耐久度下降,逐漸產(chǎn)生裂縫[3]。
提升道路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)科學(xué)性,是預(yù)防裂縫產(chǎn)生的重要措施。在設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)單位或人員應(yīng)秉承實(shí)事求是、具體問(wèn)題具體分析的設(shè)計(jì)原則,對(duì)道路橋梁的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行科學(xué)化、規(guī)范化的設(shè)計(jì)。同時(shí),進(jìn)行設(shè)計(jì)前,必須要組織設(shè)計(jì)人員,到工程所在地進(jìn)行細(xì)致、全面的實(shí)地勘察,準(zhǔn)確收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息,如當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?、水文條件、施工現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境和交通運(yùn)輸特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上結(jié)合建設(shè)單位的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此外,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)重點(diǎn)考慮容易引發(fā)裂縫的環(huán)節(jié),如材料選用、施工工藝和養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等,并及時(shí)與專業(yè)技術(shù)人員溝融,商討及制定有效的預(yù)防措施,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度有效避免裂縫的產(chǎn)生。
計(jì)算荷載量是道路橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段需要重點(diǎn)考慮的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)單位應(yīng)結(jié)合建設(shè)單位提供的工程用途、施工等級(jí)和當(dāng)?shù)亟煌ㄌ攸c(diǎn),科學(xué)計(jì)算主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)承載力,并提出明確的荷載等級(jí)。施工單位在明確工程設(shè)計(jì)承載力和荷載等級(jí)后,應(yīng)與設(shè)計(jì)人員一同到項(xiàng)目所在地進(jìn)行加強(qiáng)考察,結(jié)合真實(shí)環(huán)境及實(shí)際情況,對(duì)設(shè)計(jì)及施工方案進(jìn)行合理化調(diào)整及優(yōu)化,并根據(jù)溫度氣候、地質(zhì)地形和土壤特征等外部條件,對(duì)荷載量進(jìn)行合理布局。通常情況下,影響道路橋梁結(jié)構(gòu)荷載的因素有很多,因此,需要設(shè)計(jì)和施工人員能夠多角度、多層面的進(jìn)行荷載極限值確定以及裂縫成因分析,從而制定出最有效、最科學(xué)的裂縫預(yù)防方案。
收縮裂縫是道路橋梁工程中最常見(jiàn)的裂縫類型,在實(shí)際施工過(guò)程中,相關(guān)工作人員可以采用以下技術(shù),有效預(yù)防收縮裂縫的產(chǎn)生。(1)嚴(yán)格控制混凝土材料的水灰比,根據(jù)設(shè)計(jì)需求和項(xiàng)目所在地自然環(huán)境條件,科學(xué)選擇水泥類型及添加劑種類,避免混凝土水化熱反應(yīng)引發(fā)的收縮裂縫;(2)嚴(yán)格控制和檢測(cè)骨料的含泥量,從而有效降低道路橋梁主體結(jié)構(gòu)的孔隙率,減小凍融、滲透現(xiàn)象對(duì)主體結(jié)構(gòu)的破壞,進(jìn)而避免收縮裂縫的產(chǎn)生;(3)在實(shí)施道路橋梁主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑施工前,應(yīng)做好混凝土模板、砼底面潤(rùn)濕與收面工作;(4)認(rèn)真做好混凝土結(jié)構(gòu)初凝后與終凝前的壓實(shí)工作,通過(guò)二次抹壓,有效提升結(jié)構(gòu)的密實(shí)度,降低收縮量,從而避免收縮裂縫的產(chǎn)生;(5)當(dāng)?shù)缆窐蛄夯炷两Y(jié)構(gòu)澆筑完畢后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)施工,確保混凝土表面的濕潤(rùn)度,最大化提升結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能指標(biāo),預(yù)防收縮裂縫產(chǎn)生;(6)在工程完工前,及時(shí)進(jìn)行裂縫排查,并利用科學(xué)手段處理已產(chǎn)生的微小裂縫,確保工程在交付使用前能夠到達(dá)相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
溫度變化是引發(fā)道路橋梁裂縫問(wèn)題的一個(gè)重要因素,因此,強(qiáng)化施工階段的溫度控制工作,是預(yù)防裂縫的一個(gè)重要措施。在實(shí)際施工階段,混凝土澆筑過(guò)程中的水化熱反應(yīng)是導(dǎo)致溫度變化的最主要原因,因此,強(qiáng)化施工溫度控制的核心,就是降低混凝土水化熱反應(yīng),避免熱脹冷縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行破壞,導(dǎo)致裂縫問(wèn)題。從以下工作入手,能夠有效提升施工過(guò)程中的溫度控制能力。(1)在制備混凝土材料時(shí),可以向骨料中加入適量的水,到達(dá)降溫的效果,尤其是在炎熱的夏季,更要注重混凝土配制過(guò)程中的降溫工作;(2)在確?;炷翉?qiáng)度等級(jí)的基礎(chǔ)上,盡可能多地?fù)饺敕勖夯?,通過(guò)減少水泥用量,有效降低水化熱反應(yīng);(3)通過(guò)合理選擇水泥種類,適當(dāng)添加減水劑、摻合料,嚴(yán)格控制骨料級(jí)配等級(jí)、含堿量、含泥量等手段,有效降低混凝材料的水灰比,改善其和易性,將坍落度控制于(180±20)mm,從而在不降低強(qiáng)度等級(jí)的基礎(chǔ)上,達(dá)到減少水泥用量、降低水化熱的目的;(4)嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范對(duì)混凝土材料溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制,商用混凝土出罐溫度必須低于25℃,澆筑溫度盡量低于28℃,施工過(guò)程中,每隔4h對(duì)混凝土材料進(jìn)行澆筑溫度檢測(cè),確保溫度在16~23℃之間;(5)當(dāng)無(wú)特殊設(shè)計(jì)要求時(shí),混凝土內(nèi)外部溫差應(yīng)小于25℃,因此在施工階段,應(yīng)嚴(yán)密檢測(cè)溫度,及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施,有效控制混凝土溫度梯度。對(duì)于厚度超過(guò)2m的混凝土結(jié)構(gòu),施工過(guò)程中,混凝土內(nèi)容溫度最高不得超過(guò)70℃,最大溫差不應(yīng)超過(guò)25℃;(6)混凝土降溫作用過(guò)程中,初期降溫不宜過(guò)快,這種降溫方式有利于混凝土強(qiáng)度的提升,能夠有效發(fā)揮出應(yīng)力松弛效應(yīng),避免裂縫的產(chǎn)生。
綜上所述,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝、施工管理、材料性能、外部環(huán)境和荷載變化都能引發(fā)道路橋梁裂縫問(wèn)題,這就需要相關(guān)設(shè)計(jì)和施工單位提升裂縫預(yù)防意識(shí),在設(shè)計(jì)階段科學(xué)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、在施工階段,采用科學(xué)預(yù)防技術(shù)、嚴(yán)格把控溫度條件,從多個(gè)角度提升道路橋梁工程的施工質(zhì)量,提升裂縫預(yù)防能力,為人們的出行安全提供有力保障。