在交通基礎設施建設過程中,橋梁工程質量問題日益突出,尤其是裂縫產生的影響,嚴重的將導致橋梁的垮塌,造成生命財產的損失。混凝土裂縫的產生是由混凝土抗拉能力差的缺點引起的,裂縫的出現說明混凝土結構出現了
損傷和破壞,這不僅是橋梁施工技術人員的一塊心病,也是混凝土工程質量的通病。事實上,在橋梁開工建設前做好調研,采用優良的設計和適當的施工措施,一些常見的裂縫還是可以控制和避免的。
橋梁裂縫的種類,可分為結構性裂縫和非結構性裂縫。橋梁產生裂縫的原因比較復雜,往往是在多種因素的共同影響下造成的。
結構性裂縫
結構性裂縫是由施工工藝設計及施工質量不合理引起的。在設計階段存在部分結構少算或漏算,建立的模型不合理,配筋強度不夠,結構剛度不夠、安全系數低等原因;在設計荷載時未考慮到城市的建設與發展,以及非正常的自然災害、事故等。
在施工階段。施工場地隨便堆放施工材料、工具,且隨意起吊、運輸、安裝,不按設計圖紙施工、擅自改變結構施工順序及受力模式、不對結構作機器振動下的疲勞強度驗算使得混凝土振搗不密實或硬化不夠、混凝土保護層過厚或過薄等。以上均能使混凝土結構產生裂縫。
非結構性裂縫
溫度。混凝土受溫度影響較大,具有熱脹冷縮的性質,當環境溫度或結構內部溫度發生變化時,將產生變形,而當混凝土的內部應力超過其抗拉強度時就會產生裂縫。溫度在零下時,容易產生凍脹,從而使混凝土強度降低,出現裂縫。
地基基礎。地基基礎產生水平位移或不均勻沉降,造成混凝土結構中產生的附加應力超出其抗拉能力,形成結構開裂。造成地基基礎不均勻沉降的原因主要有試驗資料不準、地基地質前期勘察不夠詳細、地基地質及基礎類型存在差異較大、結構荷載變動較大等,以及橋梁基礎處于滑坡地段、活動斷層等不良地質亦是造成地基基礎發生變化的原因。
施工材料。混凝土主要是由水泥、砂、骨料,添加適量的水及外加劑等攪拌而成,若材料的質量存在問題,極可能引起裂縫。材料的質量主要與砂石粒的大小、雜質等有直接關系。砂石粒太大或太小均會影響混凝土的強度,如果砂石粒含雜質過多,則可降低混凝土的強度、抗滲性。
混凝土收縮引起的裂縫。混凝土收縮引起的裂縫十分常見,裂縫形狀沒有規律,主要與水泥種類、骨料品種、水灰比、外滲劑、養護方法等息息相關。水泥的種類繁多,收縮性不同,施工應用時應特別關注;骨料品種各式各樣,骨料粒徑越大,收縮越小;水灰比中用水量越小,水灰比越小,混凝土收縮越小;外滲劑保水性越好、養護時間越長,則混凝土收縮越小。
鋼筋銹蝕引起的裂縫。鋼筋在混凝土加工過程中,沒按設計要求采用足夠的保護層厚度、混凝土密實性不夠、外加劑使用不當等,均能引起鋼筋銹蝕,造成混凝土裂縫的產生。
設計階段
在橋梁施工前,本著嚴謹、科學的態度做好設計工作,從小處著手,不放過任一環節,充分考慮施工當地的環境、氣候、地質條件及經濟發展等。在設計時,需要反復驗算內力與配筋關系,保證混凝土結構的安全。此外,設計圖紙應一目了然,便于施工。
施工階段
保證地基基礎的穩定,這是基礎。施工過程中,統籌安排施工工序,按照施工設計及技術操作進行施工。嚴把混凝土材料的質量關,施工過程中根據氣候、溫度的變化,來改善骨料的配合比,并控制好水灰比,以提高混凝土的強度、抗滲性和防止鋼筋銹蝕。在施工工程中,合理設置伸縮縫,防止氣溫變化較大時,引起裂縫。施工企業應充分配專業技術人員指導施工,而且在橋梁施工過程中充分發揮工程監理的職能,以便發現問題,及時解決,在更大程度上減少裂縫的產生。
事后檢查
橋梁建成后,需要定期檢查,實時監控容易出現裂縫的地方提早預判,防止貫穿性裂縫的產生,進而造成不可挽回的損失。在橋梁運行過程中,對運營沒有直接影響的表面裂縫可采用簡單的修補法。對于裂縫部位深度較大,影響橋梁整體結構時,可以采用灌漿、嵌縫封堵法。當混凝土裂縫對結構的穩定性產生影響時,可采用加箍的方法來加固穩定性。
對于典型的裂縫需要建立觀測檔案,實時監控裂縫的發展趨勢,以便采用適當的處理措施。
裂縫是混凝土工程質量的通病,減少和杜絕裂縫的產生,需要從設計、施工、監理、運營等環節來控制,充分做好每一個環節的工作,統籌安排,按照國家技術標準和規范結合當地的實際情況設計、施工和監理,常見的裂縫是可以控制和避免的。