時間:2013年04月02日 分類:推薦論文 次數:
摘要:隨著國民經濟快速、協調發展,交通量的不斷增長,我國道路交通量日益增大,混凝土技術在公路橋梁工程中發展最快。然而,由于混凝土的特殊性質難免會出現各種裂縫。混凝土公路裂縫產生的原因主要是橋梁荷載和施工工藝質量方面。本文作者對混凝土裂縫常見的防治方法進行了闡述。
關鍵詞:混凝土公路,裂縫,成因,防治
前言
近年來隨著我國經濟建設飛速發展,國家對交通基礎設施建設的投資明顯加大,其中公路橋梁建設占很大比重。公路是國家經濟發展和現代化建設的重要基礎設施, 是汽車運輸服務的線形工程結構物,因此公路的質量責任重大。
目前混凝土已經成為公路工程一種使用廣泛的建筑材料,由于混凝土的抗拉能力差、容易開裂,裂縫不可避免,大部分混凝土構件都是帶裂縫工作的。有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學因素的作用下,不斷產生和擴展,引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕,使混凝土的強度和剛度受到削弱, 耐久性降低,危害結構的正常使用,必須加以控制。此外,隨著現代公路工程施工工藝的飛速發展,各種管理手段的不斷完善與加強,公路工程的內在施工質量已經有了長足的提高,外觀質量已成為反映施工企業技術水平的最重要的一面,如何提高砼的外觀質量減少裂縫亦成為建設單位及施工企業要解決的重點問題。
一、混凝土公路產生裂縫的原因
1.1 荷載產生的裂縫
1.1.1 彎曲裂縫。在混凝土面上施加彎矩時,將產生彎曲裂縫。對受彎構件和壓彎構件來說,彎曲裂縫首先出現在彎矩最大截面的混凝土受拉區。結構的正彎矩裂縫一般位于跨中, 從底邊開始向上發展,負彎矩裂縫位于連續或懸臂路板的支座附近,自上向下發展。隨著荷載的增大,裂縫寬度增大,長度延伸,縫數增多,裂縫區域逐漸向兩側發展。
1.1.2 剪切裂縫。剪切裂縫也稱斜裂縫。首先發生在剪應力最大的部位。對受彎構件和壓彎構件,往往發生于支座附近,由下部開始,隨著荷載增大,裂縫長度將不斷增長并向受壓區發展,裂縫數不斷增多并分叉,裂縫區也逐漸向跨中方向擴大。
1.13 斷開裂縫。鋼筋混凝土構件受拉時,進入整個截面的裂縫稱為斷開裂縫。受拉構件在荷載作用下產生的裂縫均沿正截面開裂,裂縫間距有一定規律。受拉構件在內力較小時, 混凝土和鋼筋均勻承受拉力,隨著內力增大,混凝土內拉應力達到其受拉極限,產生裂縫并退出工作,但裂縫寬度小于規定限值,全部拉力由鋼筋承擔,這是允許出現裂縫的構件的工作狀態。荷載繼續增大,鋼筋應力達到屈服極限,鋼筋伸長率較大,裂縫很寬,超過設計規范允許寬度的許多倍,這時多為使用所不允許的或構件將接近破壞的狀態。
1.1.4 扭曲裂縫。混凝土構件受扭轉與彎曲同時作用而產生的裂縫稱為扭曲裂縫。傾斜方向。鋼筋混凝土構件在扭曲作用下,產生的裂縫一般有許多條,裂縫出現后混凝土保護層剝落,扭曲產生的扭矩改由鋼筋承擔,直至鋼筋滑動時構件完全破壞。
1.1.5 局部應力引起的裂縫。局部應力引起的裂縫主要表現在墩臺支座受到較大局部壓力、 構件突然受到沖擊荷載、位于構件角隅處等。
1.1.6 在施工階段,不要不加限制地堆放施工機具、材料;在不了解預制結構受力特點情況下,不要隨意翻身、起吊、運輸、安裝;要嚴格按設計圖紙施工,不得擅自更改結構施工順序;另外還要對結構做施工機具振動等條件下的疲勞強度驗算等。
1.2 施工工藝質量引發的裂縫
若施工工藝不合理、施工質量低劣,容易產生各種裂縫,特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異,比較常見的有:
1.2.1 混凝土振搗過快,混凝土流動性較低,在硬化前因混凝土沉實不足,硬化后沉實過大, 容易澆筑數小時后發生裂縫,即塑性收縮裂縫。
1.2.2 混凝土攪拌運輸時間過長,使水分蒸發過多,引起混凝土塌落度過低,使得混凝土出現不規則的收縮裂縫。混凝土保護層過厚或上層鋼筋被踩壓變位,使承受負彎矩的受力鋼筋保護層加厚,導致構件的有效高度減少,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。
1.2.3 用泵送混凝土施工時,為了保證混凝土的流動性,增加水和水泥用量,或因其他原因加大了水灰比,導致混凝土結硬化時收縮量的增加,使得混凝土出現不規則裂縫。混凝土分層或分段澆筑時,接頭部位處理不當,易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。
1.2.4 施工模板剛度不足,在澆筑混凝土時,由于側向壓力的作用,使得模板變形,產生與模板變形一致的裂縫。施工時拆模過早,混凝土強度不足,使構件在自重或施工荷載作用下,產生裂縫。
1.2.5 施工前對支架壓實不足,或支架剛度不足,澆筑混凝土后支架不均勻下沉,導致混凝土出現裂縫。以上問題在施工中只要加以注意,就可以避免裂縫的發生。
二、混凝土裂縫常見的防治方法分析
由于混凝土的抗拉能力差、容易開裂,裂縫不可避免,大部分混凝土構件都是帶裂縫工作的。有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學因素的作用下,不斷產生和擴展,引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕,使混凝土的強度和剛度受到削弱,耐久性降低,危害結構的正常使用,必須加以控制。
2.1 表面封閉修補法
表面封閉修補法包括表面抹灰修補法和表面粘貼修補法,表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫,不漏水的裂縫,不伸縮的裂縫以及不在活動的裂縫,常見有水泥砂漿涂抹、環氧砂漿涂抹的方法。表面粘貼法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏,表面粘貼修補法常見有玻璃布粘貼法、鋼板粘貼法。
2.2 填充法
填充法用修補材料直接填充裂縫, 然后作填充處理, 槽的兩邊混凝土面必須修理平整, 槽內要清洗干凈,必要時可在填料前用丙酮擦一遍,用水泥砂漿填補時,事先要保持槽內濕潤(不應有積水);用瀝青或環氧材料填補時,要保持槽內干燥,否則應先采取其他措施,使槽內干燥在進行填補。
2.3 壓力灌漿法
壓力灌漿法指施加一定的壓力,將某種漿液灌入結構內部裂縫中去,以達到封閉裂縫, 恢復并提高結構強度、耐久性和抗滲性能的一種修補方法,一般用于裂縫多且深入結構內部或結構有空隙的修補場合. 按其灌漿材料可分為水泥灌漿修補法、化學材料灌漿修補法、瀝青灌漿修補法。
2.4 結構補強法
因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成裂縫等影響結構強度可采取結構補強法、錨固補強法、預應力法等。
三、混凝土裂縫的控制措施
在設計過程中根據混凝土構件的受力特點進行配筋計算、選擇構件的結構形式等,防止由于人為的原因造成荷載裂縫。施工方面首先應控制原材料質量,包括水泥質量控制、骨料質量控制、配合比控制、外加劑的控制以及養護等。其次施工過程中質量控制、施工操作人員技能和素質也要加強.必須嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計、施工和監理,在運營管理過程中,進一步加強巡查和管理,及時發現和處理問題,也是相當重要的一個環節。
四、結束語
總而言之,改革開放二十年來,我國公路建設取得了巨大的成績,為國民經濟持續發展做出了貢獻。為適應我國經濟的發展,緩解交通問題給人們生產生活帶來的不便,混凝土結構的應用范圍將更加廣闊,因此必須加強提高混凝土施工技術水平的科研工作。對于混凝土公路裂縫要加強事前控制,建立健全質量保證體系、要有完善的質量檢測和計量器具, 采取一定的設計和施工措施,盡量避免工程中出現危害較大的裂縫,只有這樣才能使我們的質量有根本的改觀,才能建成精品工程。
參考文獻
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本文選自核心級期刊《公路交通科技》。《公路交通科技》主要面向各省市交通廳、公路局、高速公路管理局、公路建設指揮部等行業主管部門的管理人員;地市級從事公路建設、養護、管理的管理人員和技術人員;公路勘察設計、施工、監理、養護、質量監督等一線從業人員;科研院所、大專院校的科研工作者,以及為公路建設提供相關產品、技術、服務的廣大企業群體