淺談高速公路橋梁建設中的質量通病及其控制

李　軍

摘要: 本文著重論述高速公路中橋梁建設在施工和使用時出現的質量問題并采取相應的有效措施進行質量控制,防患于未然,以確保工程的使用壽命。

關鍵詞:橋梁施工;質量管理;監控

據統計,目前在已建成使用的高速公路中,橋梁占了工程總量的40%之多。另外,由于橋梁建設在施工中的難度往往比挖山填谷的難度大,所以,橋梁在高速公路建設中越來越多地占據了主要地位。而在橋梁施工過程和使用過程中,往往避免不了各種客觀因素而出現一些質量問題,從而降低了工程的承載能力,縮短了工程的使用壽命。

1 在橋梁施工和使用過程中,常出現的問題主要有:

1.1 裂縫的形成。裂縫是砼工程中最普遍的病害之一。裂縫的出現,致使砼強度下降,承載力減弱,在持續的受力作用下,其結果更為嚴重,同時會造成嚴重的經濟損失。如果裂縫小于標準要求的極限,一般不會影響工程結構的承載能力,使用功能和耐久性,往往只影響結構外觀。致于砼出現裂縫的原因很多,一般主要有以下幾點情況:

混凝土原材料質量差:A、水泥標號低,或放置時間過久,致使水泥變性,或受潮而性能低下。B、骨料品種質量差,為了降低成本,對骨料就近采挖,不經過檢驗就用于施工

在施工時,對砼的配合比不規范,隨意性大,單憑經驗不按標準規定進行配比操作;

在澆筑砼過程中,對砼的振搗過猛或不足,使砼結構整體不均勻,局部骨料沉塌,砼干膜后出現蜂窩、麻面狀。

在混凝土澆筑后,由于砼在水化熱自干過程中受到砼結構不均衡的預應力制約而形成裂縫。正常情況下,在混凝土澆筑后,水泥的水化熱會使砼結構內部溫度升高,在2-3天內溫度可高達50℃-80℃。而混凝土的線膨脹系數約為10×10-6/℃。試驗表面,在標準環境下,混凝土表面溫度和環境溫差大于25℃時,即出現肉眼可見的溫差收縮裂縫。對于大體積混凝土,溫差脹縮裂縫的影響非常大。

在砼模撤除后,沒有給予充分的保濕保養,或是由于氣候的急劇變化,容易導致砼體表面因克服氣溫而脫水蒸發,從而使由于砼結構在繼續凝干時砼體表過于脫水而出現干裂。

1.2 局部蜂窩、麻面和氣泡現象的出現。造成這種現象的結果,主要是使砼結構大大降低了結構的嚴密性,其疏松的結構強度幾乎降低到最低點,在使用過程中其承受能力極大地減少,并且容易遭受腐蝕而造成重大的損傷,嚴重地降低了工程的承載力和耐用性。造成這種現象的原因大體有以下幾點:

在施工時,不按照標準要求進行配比,施工工藝差,在操作上不按程序操作,隨機性調整時有發生。

在澆筑混凝土后,進行振搗不規范,不均衡,使得振搗不足部位的結構疏松,不密實,在撤膜后容易出現蜂窩、麻面等現象;在振搗過多部位,骨料易下沉,砼漿泌于表面,砼體中間段(層)砂漿富集,易發生由表及里塑性裂縫和干縮裂縫。

對砼模加工的精度不夠,或周轉次數多,導致局部變形漏洞,接縫不夠密封而漏漿,從而使骨料間隙無漿,干硬后形成稀疏狀蜂窩現象。

從攪拌到澆筑之間的時間過長,混凝土水灰分發生離析,砼結構不密實,在澆筑時不加以振搗或振搗不均。

由此可知,許多因素都可以導致砼結構產生不同程度的裂縫和蜂窩麻面等現象。而由于混凝土是多元、多相、非勻質的復合型材料,其品種多樣化,性能不一樣,規格類別的適用范圍也不一致。所以,要控制混凝土在施工時出現的各種質量問題,必須從結構設計、混凝土原材料到施工工藝、養護等每一步都盡量減少失誤或操作的不當,對每一道工藝流程都按照標準來施工,并結合當地的地質狀況和氣候特點進行合理的調劑。

2 橋梁施工過程中出現的質量問題以及存在的現象,應根據具體情況和標準要求,采取相應有效的措施,進行如下控制:

2.1 對原材料的組織和選用。為了避免在施工中出現這樣那樣的質量問題,施工單位應嚴格依照國家建材標準組織好材料,并自始至終地保證材料的質量穩定,不變質。對于組織好材料,應從以下入手:

水泥及摻合料的品種:對于大體積砼,原則上應采用水化熱低的水泥,以避免早期溫度應力而導致砼裂。對于小體積砼,可采用標號為425#的普遍硅酸鹽水泥或純硅酸鹽水泥加礦碴粉或 I 級粉煤灰等配制成的膠凝材料,它們的干縮率基本一致:因水泥的細度對水化放熱時收縮率不一致,水泥越細,其導致的砼收縮率越大,所以,在選擇水泥細度時,應根據工程工件的實際情況,進行試驗后方可利用。而目前很多水泥廠都基本把水泥磨得很細,在使用時應適當摻合些礦碴粉或粉煤灰,使其在施工中不出現裂縫等現象。另外,對于選用的水泥應現買現用,而不能用過期的水泥,并隨時保證水泥不受潮濕和變質。

骨料的級配:骨料的級配對于砼收縮的影響比較復雜。如果級配不合理,選料單一,則骨料所購成的骨架會不那么緊密,這對于砼的干縮會很大,易形成干裂,離析,蜂窩,麻面等狀,所以在進行砼混合比時,應多選用幾種粒級石子進行搭配,級配應以盡量減少空隙率為目的,并通過試驗確定。根據實驗確定骨料體積含量最佳為大于或等于70%。在滿足砼用粗骨料級配要求范圍的基礎上,應采取措施將粗骨料級配控制在接近級配的范圍內。若有條件,可選用有利于減少收縮的優質骨料。一般情況下,細骨料對砼干縮影響最小的砂是各種砂質中的機制砂,而河砂等則相對大一些。粗骨料對于砼干縮影響最小的碎石是各種石料中的石灰石碎石,其他如河礫石、機碎石則相對大一些。因此,在選用骨料時,細骨料最好選用機制砂,粗骨料最好選用石灰石碎石。如果當地沒有石灰石碎石,可在施工周圍選取符合條件的粗骨料,杜絕使用風化石、表土軟石和火山灰石。在選用符合條件的粗骨料石時,必須把附著的粘土等雜質清理,沖洗干凈。

2.2 在施工時,對混凝土的配合比必須按照標準進行配比,即根據強度等級,抗滲等級,耐久性和工作性等進行配合比設計。同時,在滿足施工要求的條件下,盡量采用較小的砼塌落度;對于水灰比,一般應小于或等于60%;即每立方米的混凝土用水量應小于或等于 180kg ;對于水泥用量,普通強度的混凝土應為270-450kg/立方米,高強度混凝土應小于550 kg/立方米(其中含一定量的礦物粉);對于砂的比率,在滿足施工要求的條件下,應適當采用較小的砂率。在操作中,應攪拌均勻,并隨時檢驗砼的塌落度,根據不同構件調整塌落度。同時,在攪拌時間上應控制在90s之內。

2.3 在進行澆筑時,應根據不同構件采取相應的澆筑方法,如對于橋墩柱的澆筑,應該分層來進行澆注,一般層厚為30——40cm。同時,在澆注時應配以足夠的振搗人員和工具,以確保連續作業在砼初凝前完成。在對澆筑的混凝土進行振搗時,應力求整體得到振搗,受震均勻,但不能過久,過重,以保證砼結構密實,不出現氣泡,不使粗骨料下沉、漿液滲出砼表面或流失,從而避免蜂窩,氣泡的形成。

2.4 在砼膜撤除后,應及時給予保濕養護,根據不同季節、氣候采取相應有效的措施進行養護,以確保因砼干縮而不發生干裂現象。

3 其它有關的控制措施

3.1 對于鋼筋種類的選用,也應嚴格按照標準進行組織和加工,在搭接時的焊接要以標準要求來進行焊接,并防止焊接技術不過關的現象出現。

3.2 設計和制作模板時,應盡量減少錯臺和漏縫現象,并要求模板必須具有足夠的剛度和光潔度,同時要求單元面積大,接縫少,接縫嚴密平順。在使用膜板時,首先進行試拼,對精度差的地方要進行修平,刨光處理,并涂以防護油,以確保撤膜后砼結構表面平順、光潔。

結束語:

通過對橋梁在施工中出現的缺陷進行有效的質量控制,可以總結歸類出多種預防措施,在持續發展的橋梁業中有了更加寶貴的經驗,在工程建設中可以避免諸多不良因素,為高速公路的穩步發展創造更多的有利條件和有效方法。

參考文獻

[1]《道路橋梁工程質量通病防治手冊》 黃興安 中國建筑工業出版社2002年6月1日.

[2]《城市道路橋梁質量通病的分析與預防》 王國利《城市》雜志2006年5期.