市政道路施工中出现混凝土裂缝的原因及处理分析

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年1月2期   作者:王静
[导读] 混凝土结构因其造价低、强度高、抗压能力强等优点
        摘要:混凝土结构因其造价低、强度高、抗压能力强等优点,在建筑工程中得到越来越广泛的应用。但与此同时,结构缺陷问题也日益突出,主要表现为结构裂缝。从以往的混凝土裂缝问题来看,建筑结构质量危害较大,严重的还可能导致使用安全问题。在市政工程中的应用还需要面对结构裂缝的问题。为了提高市政工程质量,必须采取适当的预防措施。
        关键词:城市建设;市政工程;施工质量;裂缝问题;防治措施;
        道路是推动一国的经济和文化发展的重要的媒介,加强道路交通设施的建设,是我国的现代化建设的最重要的环节。然而,在道路施工中,经常发生混泥土产生裂缝的现象。混泥土出现裂缝,不仅仅有损道路的美感,更重要的是对道路的整体性能造成很大的损害,破坏了道路的平衡性、稳定性和持久性,也缩短了道路的寿命和使用周期,并对道路的使用者的生命财产安全造成很大的威胁。
一、道路施工中混凝土常见裂缝类型
        道路施工过程中,混凝土在硬化的这个过程之中,会释放出大量的热量,因为其释放的热量比较大,这个过程将会导致其内部的温度逐渐升高。表面可能有一些拉伸应力,但在后期,道路混凝土施工在冷却时,会受旧混凝土的干扰及影响,会出现内应力,当拉应力大于混凝土开裂阻力时,会导致混凝土裂缝的发生。同时在原来旧混凝土的影响下,有些新混凝土内部会出现拉应力,当拉应力大于其抗裂性时,会导致裂纹的产生。常见裂缝类型如下:
        1.干缩裂缝。干缩型裂缝主要出现在混凝土养护以后两周左右。由于混凝土容易受到外界条件影响,在其硬化后,表面因为水分的蒸发,水分损失多,就会产生的变形,从而导致干缩。所以要尽量加强预防防止干缩裂缝的产生,确保市政路桥施工的质量达标。
        2.塑性收缩裂缝。塑性收缩裂纹主要发生在冷凝前,因为混凝土中的水浆会流到表面,并很有可能快速蒸发,容易导致体积急剧收缩,导致混凝土表面开裂,所以在混凝土施工过程中务必要避免塑性收缩裂缝的产生。
        3.沉陷裂缝。沉陷裂缝主要是由于软土地基的回填土没有经过夯实处理,或因为长时间的水浸泡导致不均匀沉降。此外,模板间支撑的距离过大和模板的刚度不够强等因素也会导致沉陷裂缝。该裂缝一般为深进或贯穿性裂缝。
        4.温度裂纹。温度裂纹是由于内外温差或季节变化的温差过大造成的。在浇注过程中,混凝土会释放大量的热量,由于材料表面和内部的冷却能力不同,造成温度应力不同,当温度应力大于抗拉强度时就会造成温度裂纹。此外,在混凝土养护期间,如果受到冷风的影响,也可使混凝土表面开裂。所以要及时采取措施防止温度裂缝的产生。
        5.原材料的质量引起的裂缝。混凝土主要由水泥、砂、骨料、水及外加剂组成。若混凝土所采用的材料质量不合格,或者混凝土的配合比没有按照规定的指标进行设置,都可能会导致结构出现裂缝。
二、道路施工过程中,混凝土发生裂缝成因分析
        混凝土是道路建设过程中最重要的材料,但是由于多种因素的影响,道路施工过程中混凝土容易发生裂缝,这不仅仅严重威胁着道路的安全和稳定性能,缩短了道路的寿命,同时,也给人民的生命财产安全带来严重的威胁。据多年施工经验,将从以下几个方面分析混凝土板面发生裂缝的原因。
        1.混凝土原材料质量不合格。(1)水泥凝结或膨胀不正常。水泥是整个建筑行业中最为基础的材料,其质量和性能将直接关系到整个混凝土板面的质量控制。在进行混凝泥土配制过程中,由于受到施工人员素质的影响,或者是不规范操作,或是是手动来自气温等方面的因素影响,使得水泥的凝结或是膨胀不正常,水泥的凝结难以符合施工标准。容易诱发裂缝。(2)原料中含泥量过多混凝土的质量将会对建筑物的整体质量有着深刻的影响,如果混凝土等原材料中水泥和泥土的配比不合理,含泥量超过工程施工的标准,不仅仅很程度的使得混凝土的质量降低,如此,也难以保证整个墙体的粘合性和稳定性。(3)骨料和水泥发生化学反应容易引起裂缝在进行混凝土的配制过程中,骨料和水泥中都含有很多的化学元素,一般而言,骨料多呈碱性而水泥也具有很强的碱性,当二者遇到水进行混合配比时候,很容易发生化学反应,从而生成一种新的物种,硅凝胶,这是一种碱性物质,具有很强的膨胀能力,由于硅凝胶的膨胀,很容易对墙体造成破坏,进而容易产生各种裂缝。
        2.施工操作不规范,质量管理不严格。(1)混凝士施工不规范。首先,在进行混凝土的施工过程中,对混凝土的振捣没有严格遵守施工规范,过分的进行振捣,进行模板和垫层施工时候,施工过程过于干燥。其次,当混凝土进行浇筑振捣之后,由于不规范的操作,使得一些骨料粒发生沉落,从而使得其中的水分和空气被挤出来,混凝土的表面便因为水分的泌出而发生竖向的缩小沉落,形成了表面的砂浆层,当水分蒸发之后,很容易构成凝缩裂缝。最后,当混凝土浇筑振捣完成之后,由于过分的摸干压光超过了相关的操作标准,让混凝土中的一些细小的细骨料不断的漂浮到表层,造成含水量很多的水泥浆曾,使得混凝土的表面体积发生碳化,并不断收缩,造成混凝土板面表面龟裂。(2)施工工艺不科学。在进行施工过程中,由于施工工艺的选择不科学,缺乏合理性,再加上路基的脆弱,很容易造成下陷现象的发生。同时,在进行道路的施工操作过程中,由与路基的坚固度不平衡,有的地方坚硬结实而有的相对脆弱,使得混凝土施工强度难以满足道路的施工标准,在还没有到达拆模的时间便提前拆模,混凝土终凝的时间未到便实施上荷载,这些不规范的操作,都使得道路的路基产生轻微甚至大规模的下陷。此时,由于混凝土尚未完全凝结,路基下陷,混凝土就失去了支撑物,自然就会产生裂缝。


        3.设计缺乏科学性由于在施工的过程中,可能在的局部堆放大量的工程物资,其重量太大路基不能承受,或者因为其堆放太过集中,路基受力不均导致局部下沉破裂,出现缝隙,所以在施工时一定要考虑到路基的受力程度,在可以承受的范围内堆放。同时要注意堆放的技巧不要过于集中堆放,要相对分散堆放,以减少路基的压力。同时,要加大路基的强度,路基要用坚固的石块铺垫,同时要用压路机反复的碾压,使路基承受压力的能力大大加强,这样就不至于使混凝土因为路基的下陷而出现裂痕。
        4.浇筑后的养护不合理。我们知道现在的道路浇筑后的养护方法已经比较落后,这种老式的养护方法已经不符合现代建筑的需要,所以探索改进新的养护方法尤为重要。众所周知混凝土的失水情况会影响到水泥的水化作用,如果在水泥的水化作用完成之前,失水太严重就会造成混凝土的结构疏松形成干缩裂缝等导致楼板的渗水性过大。
三、混凝土板面裂缝的处理
        1.不降低承载力的裂缝处理方法。经过调查分析。确认裂缝在不降低承载力的情况下,采取表面处理法、充填法、注入法等简易的处理方法:(1)表面处理法。包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌人的细而浅的裂缝.深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水或不易确定具体漏水位置、变形缝的防渗堵漏。(2)填充法。用修补材料直接填充裂缝.一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小球0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物,用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理方法可采取开V型槽.然后作填充处理。(3)灌浆法。当裂缝宽度较小且较深时。可采用将修补材料注入砼内部的修补方法。首先裂缝处安设注入用管。其他部位用表面处理法封住.使用低粘度环氧树脂注入材料,用电动泵或手动泵注入修补,此法在裂缝宽大于0.2mm时,效果较好。
        2.做好科学的设计。(1)对于路基的不均匀沉降,可通过调整基础的选型进行控制,如采取改用深基础及桩基础等方式以减少这类裂缝的发生。(2)在板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负弯矩筋,但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象,在板角四周增设辐射筋,使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致,能有效地抑制裂缝。
        3.认真做好浇筑后的养护工作。建筑工程完工交付使用之前,施工单位必须加强建筑物的管理和保养,避免温差过大或者路面过于干燥导致裂缝,所以在间隔一定的时间要采取路面洒水的方法解决。
四、市政施工中混凝土裂缝问题的预防对策
        1.针对干缩、裂缝的预防对策。考虑到干缩裂缝问题的成因,在进行混凝土施工时,需要从材料方面入手,对混凝土材料的质量进行严格筛选与控制,同时,选择适当型号的水泥以降低因水化热反应所形成的结构开裂问题。在进行混凝土材料配置时,一般会使用粉煤灰或者煤渣来代替水泥,尽量减少高型号水泥的使用量。另外,也需要对混凝土的配比和搅拌施工进行严格控制,通过合理配置材料的应用比例来提升混凝土的强度和稳固性。具体开展市政施工时,需要根据具体工程的设计要求,进行混凝土试块的施工,在对试块的各项参数进行检验,确保符合施工要求的基础上才能进行实际施工。混凝土结构浇筑完成之后的养护作业是控制裂缝问题的重要施工阶段,这也要求相关人员能够对养护施工给予足够的重视,注重对养护时间和温湿度的有效控制。
        2.塑性收缩裂缝的预防对策。依据塑性收缩裂缝的产生原因,我们可以通过合理选材和增加外加剂的方式来减少裂缝问题。主要采取的措施为,优先选用硅酸盐这类干缩反应较小的水泥材料,以免在表层固化之后,因材料收缩变形量较大所产生的裂缝问题。此外,还可以通过控制水灰比的方式来降低水化热现象对混凝土结构所造成的影响。进行材料配比时,也可在其中适当添加减水剂,减少混凝土结构内部水分的沉积量,对材料的合理配置可以保障在满足施工需求的基础上,提升结构的抗裂性能。
        3.沉降裂缝的预防对策。针对沉降裂缝的预防,首先是要将市政施工的地基打好,一定要坚实耐用,务必要夯实透彻,平整稳固,有足够的承重能力和抗压抗裂能力,给市政工程一个强有力的基础支撑。固定在地面的模板也要设计的合理,对地面的压力要均匀,在强度和刚度方面也要适中,确保混凝土的浇筑过程不会出现意外,等到混凝土凝固后也不要拆模太早,确保混凝土有一定的强度和硬度后材料可以拆除,还要按照一定的顺序,切不可急于求成,影响市政施工的质量。
        4.温度裂缝的预防对策。尽量选用低热或中热水泥,并降低水灰比,改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。采用新技术新设备和改进混凝土的搅拌工艺,在混凝土中添加一定比例的减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。然后合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束,在大体积混凝土内部设置冷却管道,通冷水或者冷气冷却,减小混凝土的内外温差。
        总之,为了促进市政工程项目建设工作的顺利进行,建设单位必须在实践过程中不断进行经验的积累,对市政工程混凝土施工中出现的裂缝及其成因问题进行认真的研究与分析,通过合理科学的预防措施与应对方法,结合实际情况提出相应的解决方案,防止裂缝现象的产生,确保市政工程质量。
参考文献:
        [1]王枝.对市政桥梁工程大体积混凝土施工质量控制的研究.2019.
        [2]李宏宇,试论市政道路施工中出现混凝土裂缝的原因及处理分析.2018.
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