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道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施分析

2018-03-27焦泳嗣

设备管理与维修 2018年9期
关键词:稳定性裂缝结构

焦泳嗣

(中铁十八局五公司,天津 300450)

0 引言

道桥工程已经成为我国发展经济事业的重要基础,通过研究裂缝产生原因,从而制定合理的规避措施和开发相关的防治技术,不仅能够保证工程的使用质量及寿命,还能为人民的生命安全保驾护航,与此同时不断深入对裂缝问题的研究,也能够不断促进当前道桥施工工艺的进步。

1 危害

裂缝问题是道桥工程中常见病害之一,如果不及时采取措施,将会导致不可预料的后果,因此,需要在明确问题危害性的基础上,展开一定研究。

(1)道桥工程中的裂缝有较大的可能性出现在工程的地基结构中,而地基是承载工程基础的重要部分,一旦其结构出现问题,整个工程的稳定性就会受到影响,从而导致工程的质量极度下降。

(2)道桥工程的地基一般是由混凝土和钢筋构成,程度较浅的裂缝暂时不会导致其结构出现问题,并相对易于防治。而较深程度的裂缝则会进一步在荷载的作用下,使钢筋产生断裂,从而突出地表,带来极为严重的安全隐患。

(3)道桥工程中的裂缝问题会影响到桥梁道路使用的安全性和稳定性,使工程使用年限缩短,使养护成本、维修成本及建造成本均进一步加大。

2 成因

2.1 设计导致后期裂缝的问题

(1)设计人员没能对整个工程进行全局把控,特别是工程后期在使用过程中的荷载分析未做到位,包括对工程建设环境的地质因素勘察不到位等,由此设计的施工图最有可能导致后期道桥工程受力不均,进而引起裂缝的出现。

(2)设计者并未将设计方案与当前具体施工情况进行紧密结合,使设计图与现场施工出现矛盾,进而导致施工过程中产生裂缝。

(3)设计者由于粗心大意或技术能力低等,对于相关细节问题把控不严,说明不到位,导致施工人员在工程中出现理解上的问题,最终影响了工程质量。

2.2 材料质量问题

在道桥工程中,混凝土与钢筋是构成工程的基础材料,大部分情况下会用到工程的地基施工中,地基则是影响工程稳定性与安全性的重要因素。因此,当混凝土与钢筋质量出现问题,进一步会导致工程地基结构出现问题。目前国内道桥工程特别是大型的工程建设中很少出现由于原材料采购导致的材料质量缺陷,但是仍然不可避免的是由于在储存或使用过程中相关人员技术不佳导致材料的结构或性质产生了变化。最为明显的问题就是当水泥用量一次性较大时会使其内部产生大量的热量累积,从而使结构的中心部分和表面产生一定的拉力效应,从而引起性能及强度的下降,并引发深层裂缝问题。

2.3 施工中造成

直接决定工程最终质量的是工程的施工过程,一旦过程出现明显的质量问题及安全隐患就会进一步的导致工程整体质量下降,如结构稳定性降低问题、工程承载力下降问题等。通过对国内部分的工程施工情况进行研究和分析发现,目前由于我国在施工工艺上存在较大的缺陷,因此,经常会由于施工工艺选择不当或工作过程中出现问题,导致工程质量有较为明显的起伏。不仅会影响到工程的使用寿命,也会影响到后期道路桥梁养护过程中的成本投入及技术难度。

2.4 荷载因素

大部分的道桥工程出现裂缝,有一部分原因是在后期使用过程中出现超负荷情况所导致。而导致这一情况出现的主要原因有:①本身质量不佳,没有达到相应的受力标准。从而导致在长时间使用过程中,所能够承载的安全受力范围逐渐缩小。②由于工程在使用过程中管理不当,如荷载力过重的车辆长期碾压等,从而进一步导致裂缝出现。③在设计建造的过程中,由于不合理的设计使工程本身在静态环境下出现次应力,而不合理的道桥使用,都进一步加快了裂缝产生的速度。

2.5 其他因素

除以上因素外,导致裂缝出现的原因还有其他外部因素,如雨雪天气、高温天气等,都会进一步影响到工程内部结构的稳定性。例如,高温天气,常使工程表面道路软化或产生膨胀,一旦温度急剧下降,就会相应的出现结构收缩。长此以往将会极大影响结构的拉力抗性,导致工程内部结构不稳。不仅会损害工程的寿命,也会使工程的荷载范围急剧缩小。

3 措施

3.1 类型

(1)由于道桥工程本身所能够承载的外力较小而实际承载压力过大,导致桥梁本身结构出现损伤,从而引起裂缝出现。这种裂缝一般出现会在短时间内造成巨大的破坏性,并加速对于工程本身结构的破坏,因此一旦发现,应当及时采取措施,找出破坏点,制定可行的维修或重建方案。

(2)工程本身所处的地理环境较为恶劣,外部因素对工程本身质量的影响性较大,在其慢慢渗透之下,就会导致工程的结构性逐渐失衡,各个部位逐渐出现使用问题。而面对这种裂缝时,应当着重加强对于工程的养护,以期延长其使用寿命。

3.2 预防

(1)材料控制。由于材料质量是决定工程施工质量的重要因素,因此应加大对材料质量的控制和管理力度。在施工中为了保证材料质量,必须加强对原材料的采购质量管理、配置管理及使用管理。其中采购质量管理,应当通过加强采购责任制度,强化采购流程的合理性来进行控制。配置管理,应当紧密结合当前施工方案,进一步加大对于地质环境及外部温度湿度等影响因素的分析进行配置。使用管理,应当做好细致的前期处理工作,如对外部温湿度的分析,对施工材料质量进行再次检验,做好施工部位清洁工作等。

(2)设计优化。设计质量对于道桥工程施工过程具有重要的决定作用。因此,应该通过进一步优化工程设计方案以此保障工程在施工过程中的质量及效率。①应当注意细节问题,设计方案完成之后,应当交由施工方、建设方、监理方等共同研究,认可通过后方可投入使用。②应当制定明确的数据参考标准,减少设计及施工过程中错误理解情况的出现。

(3)工程监督。必须通过加强工程监督来对工程建设的每个环节,每个部分进行质量检查,以此保障当前施工的合理与有序,符合国家标准。道桥工程质量问题关系重大,并且通常施工环境较为特殊及不便,由此导致了工程每一步施工都有可能带来安全问题及质量隐患,为此监理人员应当秉持认真负责的态度,通过对于工程施工环节进行合理划分从而实现有序监管。

(4)后期养护。后期的工程养护是保障道桥工程使用年限、结构稳定性、实际承载力等一系列内容的重要基础,因此,合理有效的养护方案能够使工程的安全性有所提高。①在道桥工程长久使用过程中不可避免的会出现各种损伤,如受到外部温差影响导致的冻裂、疏松等问题,最好以养护为主,尽可能的防止裂缝路线以及裂缝的进一步扩大。②由于工程本身质量问题导致的裂缝问题,应当在裂缝治理的基础上采用合理防护措施,如抗冻养护、结构加强等。

3.3 防治

(1)修补。修补办法主要是针对的是一些浅层表面的裂缝,由于裂缝深度较浅,因此对于结构稳定性的影响较小,此时采用表面修补办法能够进一步防止裂缝扩大。在修补过程中一般采用水泥浆进行表面涂抹,依据当前的裂缝程度进行合理取量,裂缝修补完成之后,依据情况进行沥青涂刷以及油漆防腐工序,以作加强防护。

(2)加固。加固办法主要是针对裂缝影响到工程基体结构稳定性的情况,首先是扩大裂缝所在部位的截面面积,通过加设桥体构件,设置支点,采用钢板以及加入混凝土等工序进行结构加固。而当裂缝较为严重时,为了进一步保障工程的稳定性,还需要对其他部位进行进一步防护,如采用灌浆进行桥体加固。必要时还可通过改变桥体的结构来保证工程的安全。

(3)填充。填充也是对裂缝治理时经常采用的主要方法,采用的材料多为混凝土,针对的是宽度较大的裂缝。在填充之前要采用相关工具,对裂缝部位的杂物进行清理,必要时可开设V形槽,以便于修补材料能够发挥最大的效用。

4 结束语

裂缝是由于各种原因引起并有较大的发生概率的不能避免的工程病害之一,有的裂缝虽然只出现在表面,但是随着道桥工程承载力不断加大,受到外部温度、湿度、水分、雷电等进一步的腐蚀破坏,继而使结构逐渐不稳,使裂缝的宽度和深度加大加深,从而造成严重后果。在结合与总结实际经验的同时,参考国内的相关研究资料,在分析裂缝成因的基础上提出相关建议,以为裂缝的防治研究作为参考。

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