道桥设计及施工中的裂缝成因研究

发表时间:2021/9/3   来源:《工程建设标准化》2021年5月10期   作者:黎明 文俊程
[导读] 道桥施工是地方交通运输的重要纽带,也是促进社会经济发展的有力支撑,其施工质量的好坏也受到大众越来越多的关注。
        黎明 文俊程
        贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵州
        贵阳 550000
        摘要:道桥施工是地方交通运输的重要纽带,也是促进社会经济发展的有力支撑,其施工质量的好坏也受到大众越来越多的关注。道桥施工作为交通运输的基础设施,是保障国民经济健康发展的要素之一,而低质量的施工,不仅会降低道桥建设的综合效益,还会对人们的出行和生命财产安全带来威胁。因此,政府有关部门和施工单位需要积极针对道桥裂缝产生的原因,采取有效应对措施,使其控制好道桥裂缝的产生,不断提高道桥施工的综合质量。
        关键词:道桥;设计及施工;裂缝
        引言
        在道桥施工中,混凝土施工质量直接关系到工程整体质量。但是,受混凝土自身特性、施工工艺、荷载作用以及外界环境等多方面因素的影响,会导致混凝土裂缝的产生,对道桥的安全性构成威胁。所以,道桥施工必须采取有效措施预防和减少混凝土裂缝。
        1道桥设计及施工中的裂缝成因
        1.1施工材料选用不当
        在道桥施工过程中,施工材料具有十分重要的影响。在工程施工中,其主要材料为混凝土,因此施工企业需要充分保证混凝土质量。此外,混凝土当中的钢筋质量,也是十分重要的一项影响因素。一旦混凝土钢筋被锈蚀,将会破坏钢筋表面的氧化膜,导致氧气和水分产生相应的反应,钢筋锈蚀物体积也将会发生变化,产生膨胀应力,进而造成裂缝问题。在这之后,空气会顺着裂缝进入到混凝土当中,加剧了氧化反应和钢筋锈蚀程度,进一步增大了裂缝问题,损害了结构承载力。除此之外,在道桥工程施工中,混凝土抗碳化性能对工程耐久性具有重要影响,这也是对混凝土质量进行评定的一项重要指标。碳化主要是指混凝土当中的碱性物质和空气中二氧化碳发生反应,形成了碳酸钙物质,导致混凝土耐久性有所下降,这不仅降低了其对钢材的包裹保护性,而且还会锈蚀钢材,导致混凝土出现破裂问题,最终产生了裂缝。
        1.2设计原因
        道桥在施工中出现裂缝,很多裂缝问题的出现并不仅仅是因为施工技术问题,而是与设计有着重要的关联。如果道桥工程设计不合理,那么必然会导致裂缝问题。首先,对于道桥结构设计不合理,缺乏足够科学性,导致道桥结构出现受力不均衡的情况,从而导致其内部结构受到影响,并对其结构造成损坏。其次,在道桥工程设计之前,未对道桥工程施工的现场情况进行仔细勘察,会非常容易导致在设计过程中出现问题,使得设计内容无法获得预期的效果,最终导致裂缝问题的出现。最后,在道桥工程设计图纸中,并未进行明确详细的标注,施工方无法对设计图纸中的意图进行准确的了解,导致施工中出现问题,最终导致裂缝问题的出现。
        2道桥设计及施工裂缝处理措施
        2.1控制原材料质量
        当施工材料运输到施工现场后,对材料各项指标进行检验,确保材料质量满足施工要求,预防混凝土裂缝产生。具体包括:
        (1)在道桥施工中采用高强度等级水泥进行混合料拌和,要求水泥初凝时间不得小于45min;在施工中选用水化热低的水泥品种,合理控制水泥单位用量,缩小混凝土在硬化过程中的内外温差。
        (2)采用级配良好的细集料,要求细集料的含泥量不得超过2%,细度模数在2.6范围内。
        (3)粗骨料选用碎石,要求碎石质地坚硬,含泥量不超过1%,针片状颗粒含量控制在5%之内。
        2.2设计期间做好荷载分配,防止超荷载情况出现
        在设计阶段,相关施工人员需要合理采取预防对策,从而有效预防超荷载现象的发生。

具体来说,在开展设计工作时,设计人员需要充分预算道桥荷载,合理考虑和估算直接应力与次应力的荷载。在实际施工时,施工企业往往会在道桥上对机械机具和材料进行堆积,因此需要在设计阶段充分考虑开洞、凿槽等施工行为,并预留和预估道桥荷载。与此同时,设计单位需要在开展设计工作时,对当地经济发展情况以及自然状况等进行充分考虑,通过精密开展计算工作,确保桥梁荷载设计的科学性和合理性。在实际建设环节当中,相关施工人员需要结合设计方案,对桥梁质量进行把控,制定出完善的施工监管机制,有效监管施工环节,确保满足设计要求。而且当道桥正式运行之后,相关部门需要对其限载量进行规定,禁止通行超重车辆,这可以使裂缝问题的产生得到减少,同时还能够为工程养护工作的开展创造良好条件。对此,为了确保能够满足工程施工荷载要求,设计人员需要对工程设计原理进行了解,并要结合工程实际施工情况,科学设计工程荷载和布局,使工程的荷载力得到有效提高。设计人员不仅需要对道桥工程混凝土进行合理规划和布局,同时还需要对开孔产生的荷载损失进行计算,防止对荷载预算的准确性产生影响。
        2.3重视地基施工
        地基施工作为施工工程中重要的基础工程,如果施工人员没有按照要求严格进行施工,那么工程质量就难以保证,还会造成严重的后续问题。道桥中出现的裂缝问题,就是不合理的基础施工所造成的。因此,施工单位与施工人员必须严格落实地基基础工程的施工,具体可以参照以下的步骤:(1)实地考察。施工前的摸底工作是相关技术人员掌握施工场地地基情况、分析地基的承载力等工作开展的前提,以此来划分出不同工程地点的对应承载力。(2)要根据具体的施工方案,科学准确地计算出道桥的荷载能力,确保荷载力在地基可承受的安全范围内。(3)要根据工程最终的建设目的,结合施工现场的实际情况,不断改进和合理优化施工方案,避免出现因为地基过大而造成的道桥表面产生裂缝。不仅如此,施工单位还应在道桥地基施工前,充分了解并做好相应的准备工作,以确保施工中的各项建设工作均在地基安全承受范围内展开,从而确保工程建设质量,防止在道桥建设中产生裂缝,影响整体的施工进度。
        2.4预防温差裂缝
        因为温度差而导致道桥工程中出现裂缝,可通过对骨料级配的改善来进行应对,可采用高效的减水剂和粉煤灰来对水泥用量进行控制,从而减少混凝土中水化热情况的出现。同时,要对混凝土搅拌配置的方式进行积极的改进,例如可使用二次风冷技术来对浇筑温度进行控制,避免因为温度差而出现的裂缝问题。另外,可以在混凝土中适当加入一些外加剂,这些外加剂的主要功能在于增塑和减水,提升混凝土性能,对混凝土的保水性能和流动性能进行有效的控制。同时,施工单位也要做好水化热的控制,推迟热峰时间。当需要对环境影响进行控制时,应做好防晒和防风等相关工作,避免混凝土因为环境因素的影响而出现温度升高的情况。因为混凝土结构尺寸会对其应力造成影响,所以需要采用合理的浇筑方式,并确保浇筑工序的合理性,具体可实施分层浇筑或者分块浇筑的方式,确保散热的效果达到相应的标准。如果混凝土结构体积比较大,则需要将冷却管道设置在其中,也可以采用冷水或者冷气来对混凝土进行冷却处理,对混凝土结构的温差进行控制。作业前,应预留收缩缝,做好混凝土温度控制。完成浇筑后,要注意做好养护。
        2.5重视养护作业
        就现阶段而言,洒水养护是混凝土养护的主要技术类型。本种养护方法将物理降温原理利用起来,通过在高温天气下向混凝土洒水,可促使混凝土表面温度得到控制,裂缝出现几率得到降低。通常情况下,洒水间隔需保持在3小时以内,且控制洒水的均匀性,保证能够完全浸润混凝土。如果外界温度较高,需适当缩短洒水间隔。总之,在养护作业中,工作人员要综合考虑环境条件因素,制定科学的养护计划,提升养护作业效果。
        结语
        道桥建设中最常见的问题是道路裂缝。道桥一旦出现裂缝,就会对道桥质量产生重大影响,在严重的情况下甚至会出现道路安全问题,因此做好预防工作是非常有必要的。要根据施工环境进行分析和检查,避免此类问题的发生。力求在施工过程中精益求精,达到良好的合规性,在施工完成后要注意每一个细节,还必须定期进行维护,以免出现裂缝。
        参考文献
        [1]段宏艳.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].产业科技创新,2019(14):79-80.
        [2]张晶.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施[J].四川水泥,2020(11):271-272.
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