中图分类号:U445 文献标识码:A
由于沥青路面具有表面平整、行车舒适、无接缝、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、抗滑性好、安全性好及扬尘少等优点,在高等级公路中得到了广泛应用。但是凡事都有双面性,沥青路面也不例外。路桥工程中沥青路面使用期开裂是世界各国路桥普遍存在的问题,而且不论其结构是基层柔性的还是半刚性的。而在我国,半刚性基层的沥青路面是我国高级公路沥青路面的主要结构类型。
沥青路面裂缝的类型及形成原因
裂缝是沥青路面的主要缺陷之一,它不仅影响路桥工程的美观效果,而且还使沥青路面的品质下降,给路面带来病害的恶性循环。虽然裂缝病害一般不会影响到公路的正常使用,但是会提高公路的养护成本。同时,还会因裂缝的发展引起沥青路面产生松散、坑槽、沉陷、翻浆、基层强度降低等严重病害,加速了沥青路面的破坏,缩短了路面的使用寿命,最终破坏路面的使用性能。
常见的沥青路面裂缝的类型包括:水损害裂缝、温度影响裂缝、半刚性基层裂缝和下承层的反射裂缝等。首先水损害裂缝造成的主要原因是由于水分浸入,使沥青变软,粘度降低从而导致沥青混合料的整体性和强度降低。或者是由于集料对水分的吸引力比沥青大,水分可以进入沥青与集料之间,使沥青与集料表面接触面减少,粘结力降低,从而导致沥青薄膜剥离,使集料而破坏;其次是温度影响裂缝,造成这一原因主要是较薄的沥青路面,基层受到较大的温差作用。还有就是当沥青层较厚时,基层受到的温差作用较小,基层对面层的摩阻力,以抵消由于基层温缩增大对沥青面层裂缝尖端邻近产生的拉应力的增大,从而使裂缝尖端的应力强度继续增加;第三是半刚性基层裂缝,半刚性基层的裂缝主要是由于其温度收缩、干燥收缩和疲劳荷载作用而形成的;第四是下承层的反射裂缝,反射裂缝是在受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服的联合或单独作用下产生。
沥青路面裂缝的防治措施
2.1、水损害的防治
减少水损害的防治的方法主要围绕着加强防水和排水的两大措施。这就要求在路桥工程施工中,首先是要设计合理的排水措施,使进入到路面中的水份尽快排出,从而减少了水与沥青混合料的作用时间;再者就是利用密级配沥青混合料面层和下封层等措施,阻止雨水及地下水进入到路面中,从而减少水与沥青混合料的作用。但是防水和排水只是治标不治本的措施,真正的能防治水损害的措施
是加强排水设计和防水措施的同时,还要增强沥青混合料的耐水性,这才是解决水损害问题的根本途径。但是,就目前我国的路桥施工技术而言,设计较为合理的排水措施和使用就为好的防水材料阻止水的渗入是很容易能达到的,可是要做到防水、耐水、排水三管齐下,是非常难得。那么本文就从三个方面对水损害的防治问题进行阐述。
2.1.1、级配优选,合理控制空隙,这样就可以增强沥青路面的防水性能。根据试验研究和理论计算表明,空隙率在4%~17%之间,水易于渗入而不易自由排出。根据此原理,那么可以推论出沥青混合料的配合比设计是非常重要的。因此,沥青路面的防水性能的增强在通过混合料级配的优选,合理控制路面空隙率。
2.1.2、提高沥青与集料的粘附性,这样就可以增强沥青路面的耐水性能。由沥青与矿料相互作用的基本理论可知,沥青与矿料的粘附性,取决于沥青——矿料——水三相系的平衡。因此可以用干燥的磨细消石灰粉或生石灰粉、水泥代替部分填料,这样不仅使得现场操作简单方便、造价低廉,而且还具有较好的抗剥离效果。或者是使用高效能且耐久性好的抗剥落剂,从而提高沥青与集料的粘附性,解决沥青路面耐水的问题。
2.1.3、设置良好的路面内部排水系统,这样就可以增强沥青路面的排水性能。水是发生水损害的必要因素,所以设置良好的路面、内部排水系统以迅速排出结构层的自由水不失为一项有效的措施。现行较为好的方法是设置处置碎石集料排水基层,多孔隙水泥稳定碎石是由一定级配的无细料或少细料与水泥结合在一起,经适当的压实后,形成一种具有稳定结构的渗水性水泥稳定碎石混合料是目前应用最为广泛的。多孔隙水稳碎石设计与实测技术指标见表1:
2.2、温度影响裂缝的防治
针对于温度影响裂缝的防治问题,主要采用灌油修补法、乳化沥青稀浆封层和沥青混合料罩面等措施。灌油修补法,直接用油壶灌入加热的沥青油。这是最早使用针对温度影响裂缝的防治技术。因此,要推进这一措施,就必须大力开发和研究乳化沥青。而乳化沥青稀浆封层技术,是把沥青、水和化学物质的混合,在强机械剪力作用下,形成悬浮液。目前采用乳化沥青稀浆封层处理路面裂缝及各种缺陷,是一种可行的成熟的方法。另外,沥青混合料罩面法,也是常见的针对于温度影响裂缝的防治技术。这一技术常用标准的中粒式、细粒式沥青混凝土做罩面材料。但是,这一方法有一定的局限性,目前主要应用于路面裂缝严重情况下才使用。
3.3、半刚性基层开裂的防治
对于半刚性基层开裂的防治主要是根据其原因,推断出合理、适用的方法。那么针对于我国沥青路面的半刚性基层开裂的防治措施主要是从原材料、集料配合比、施工工艺、养护及后续工序施工等方面同时采用控制措施的。因此,在半刚性基层开裂的防治技术上不是短期的方法能解决的,而是靠在路桥工程施工工程中,加强对其的控制。这就要求:首先是要加强原材料的质量控制,合理的配制沥青混合材料;其次是加强拌和料质量的控制及施工工艺的质量控制;第三是要加强沥青路面基层的养护工作和裂缝初期的处理措施。
3.4、反射裂缝的防治技术
针对反射裂缝问题其目前主要采用土工织物防治,对旧混凝土路面采取碎石化处理,在面层和下卧层之间设置沥青大碎石应力吸收层等方法。首先土工织物防治具有优良的抗拉力学特性及良好的隔离防渗功能,己被广泛应用于土木工程的各个领域;其次是旧混凝土路面碎石化处理,这一方法是目前运用最为广泛的反射裂缝的防治技术,其施工工艺见下图:
3.5、采用沥青大碎石应力吸收层
大碎石应力吸收层实际上是为了进一步吸收混凝土路面结构所产生的集中应力而设置的一层沥青路面柔性基层,其作用重点还是突出了一个“抗裂”作用,由于沥青路面不可避免的存在渗透性,致使路面结构层间的水常常导致高等级公路的过早损坏。所以大碎石应力吸收层的大孔隙起到疏导、排除路面结构层间水的作用,同时作为排水结构层来使用。大碎石应力吸收层要求采用MAC--70#改性沥青。其目的是根据MAC--70#改性沥青的抗高温、抗水(油)损害和耐老化的性能特点而选择的。MAC--70#改性沥青的技术指标如下表2所示。在配沥青混合料设计时,最为重要的就是沥青混合料级配设计。下面就填充料表观密度实验表(表3)混合料最大理论密度试验计算表(表4)
结束语
在路桥工程中,沥青路面开裂的原因很多,其中大部分都是来自于沥青路面本身的性质和施工技术的因素。因此在公路铺设沥青面层前,就应采取裂缝预防措施和处理技术,这样就可以大大减少路面裂缝的出现。而这种思路和方法都强调道路建设初期采取措施阻止裂缝的形成,或通过选择道路结构、技术或材料处理已出现的裂缝,这将减少裂缝或根本不出现裂缝,或者使得原有的或不可避免的裂缝活性大大降低。只有这样才能有效的对其进行治理。目前,我们在对沥青路面裂缝的防治工程中,已经取得了不错的成绩,这不仅对我国的社会经济发展有着重要的意义,还给人们的生活带来了便利。
参考文献:
[1]张玉芬.试论路桥工程中沥青路面裂缝的防治技术[J].黑龙江科技信息,2009,27:276.
研究路桥工程中沥青路面的裂缝问题主要从引起沥青路面出现裂缝的原因展开分析,讨论对沥青路面裂缝的防治技术和手段。
1、 在路桥工程中沥青路面出现裂缝的原因
1.1沥青性质的原因
在沥青路面所铺设的沥青混合物料中主要含有粗集料、细集料、沥青结合料及矿粉等组成,属于一种复合型的材料,在这种混合料中,由于各个成分的质量及数量存在着差异,所以可以形成不同的组成,也表现出不同的物理性能。沥青及沥青的结合料的性质是决定沥青路面的是否出现开裂的主要原因,也是最主要的因素,同时沥青的劲度也是影响着沥青混合物劲度的关键因素。在很多的沥青指标中,最主要的影响因素就是温度的影响,沥青的对温度的敏感性越大,路面沥青的开裂可能性就越大。
1.2基础材料的原因
影响沥青路面的裂缝的另一个因素就是基层材料的收缩性,材料的收缩性越小,裂缝就越小。基层物料的种类也对沥青路面的裂缝具有非常重要的影响。由于沥青干燥收缩造成的沥青路面开裂主要是由于在混合物料中失去了水分引起的,在混合物料中的水分的减少降低了物料颗粒间的空间,所以造成了开裂;另一个沥青路面出现裂缝是由于低温收缩造成的,在半刚性的基层中在高温的夏季或者是常温下施工并成型后,在入冬后由于温度的骤然降低,造成了混合物料遇到低温造成收缩,在这个收缩的过程中由于受到基层下层的制约产生收缩性的拉应力。如果在收缩的过程中,收缩力较抗拉的强度大,那么就会由于温度的变化而产生收缩性的裂缝,温度变化的越快,温差越大,那么产生的约束力就越大,造成裂缝也就越容易。
1.3设计原因
在我国对沥青路面的开发和真正施工是在最近十年逐渐开展起来的,所以存在着很多的问题需要我们去解决。在沥青路面的裂缝问题中由于设计原因而产生的裂缝主要是由于设计结构不合理及设计不周造成的。设计结构不合理主要是由于对基层的厚度没有达到要求,对分层及材料的配合和设计不正确,同时由于厚度的不合理造成的。对设计的周全主要是由于在对施工现场及施工的环境没有考虑完整,对施工方案没有根据实际情况出发造成的。
1.4施工原因
由于施工原因造成的沥青路面裂缝主要是由于在软土基质的施工中,对基质的强度处理的不正确,这样就会有可能造成路面发生沉降或者是沉陷等,导致沥青路面出现了裂缝,影响路面的正常使用;在进行道路施工的过程中,没有对路基进行压实,从而降低了路基的稳定性,这样就使得路面在长期的压力作用下是路面出现裂缝;在某些施工单位的施工中,由于需要在规定的时间内完成施工任务,所以很容易在对道路施工中不能按照规定的施工操作完成,造成施工材料的不足,还有的施工单位为了降低施工中的成本,选择质量不好的施工材料,不能使施工按照规定的质量要求完成,从而导致路面出现了裂缝;在施工中,在沥青层出现了离析,这样对路基的压实非常不利,就容易因为沥青与矿料之间的粘性降低,从而降低了路基的强度,引起路面开裂。
2、 对路桥工程中沥青路面出现裂缝的防治技术
2.1加强对路基施工的强度,提高路基的稳定型
在路面施工中,路基是路面建设的基础,对路基的工作区是路基经受负荷的最严重的区域,如果在这个工作区内的稳定性保证了足够的强度,对于提高路面的稳定性是非常重要的,如果不能达到稳定性的要求,则会影响路面的质量,在成路面开裂。在路基的工作区的强度是在路面填筑的过程中形成的,所以一定要严格的控制对路基的填筑技术,保证路基具有稳定的强度。对于填料的选择一定不要选择有机土及粉质土,最要是选择使用砂砾等。在路基主要性质和指标的研究中,压实度是最重要的一个指标,同时也是提高路基的稳定性及强度的主要技术手段,在施工中一定要严格的进行检测和控制,保证可以达到的规定范围内。提高路面的强度主要措施是降低地下水位,并且在路面以下的80cm是提高强度的主要手段,如果在路面开挖后出现了渗水的情况,则要严格控制水流流量的大小。
2.2提高基层的厚度,应用防裂技术
提高了基层的厚度,也就提高了路面的承受能力,通过相关的实验结果我们可以看到,对半刚性的基层厚度提高15cm后,路面的承受力可以提高3倍,相关研究结果表明,在路面出现裂缝的时候裂缝的反应程度是受到沥青的厚度直接影响的,当厚度超过15cm时就可以降低路面出现裂缝的机率,同时也将了路面对车辆的负荷承受能力。
2.3施工中的控制裂缝的发生
在施工中为了防止裂缝的出现,在对基层晒干及养护后,要立即喷洒沥青乳液,形成粘层或透层,立即铺沥青面层;在制备沥青的混合物料时一定要控制好加热的时间和温度,避免沥青出现老化,同时要保证沥青的混合物料达到规定的压实度,减少裂缝的反射程度;在使用半刚性的基层沥青时,为了避免出现反射裂缝及对应裂缝,要采取必要的保护措施来减少半刚性的基层的收缩性。
结语
通过以上对路桥工程中沥青路面发生裂缝的原因及防治技术展开讨论,在目前我国路桥施工中,发生沥青路面裂缝的原因有很多,针对这些原因我们采取了有效的技术防治手段,只有根据具体的原因,才能找到合理有效的手段进行防治,保证路桥的安全运行。在目前的防治工作中,我们已经取得了一些成绩,这不仅对我国的经济发展起到了促进作用,同时也为我们的生活提供了方便。
水利工程的建设不仅有利于农业生产,更有利于工业的发展,所以促进水利工程建设的质量化发展是目前水利工程建设的重要目标。从眼下的建筑实践来看,无论是大型水利工程建设,还是中小型水利工程建设,在建设过程中都存在不同程度的混凝土裂缝现象,此问题的存在一方面影响了工程的质量,另一方面缩短了工程使用的寿命,而且还会造成工程维修和养护成本的偏高,对于企业发展而言非常的不利。基于此,深化水利工程建设中混凝土裂缝的产生的原因,并探讨相应的解决方法便具有了较高的价值。
1 水利施工中混凝土裂缝的成因
(一)材料配比不科学
材料配比不科学是目前水利施工中出现混凝土裂缝的主要原因。就工程实践来看,混凝土的充分固结需要水泥和其他成分的比例贴合,但是目前的这种比例设计存在失衡性。举个简单的例子,在实际施工的过程中,混凝土固结充分,需要将水泥、沙子、石块以及胶黏剂按照1∶7∶11∶0.1的比例进行混合,这样混凝土的固结才会充分。但是在实际施工的过程中,往往会发生沙子的比例过高或者胶黏剂的比例过低,这样会造成混凝土的粘结度松散,进而出现混凝土固结不充分产生的裂缝。
(二)施工操作缺乏专业性
施工缺乏专业性也是出现混凝土裂缝的重要原因。为了保证施工的质量,在进行水利施工的时候,一般需要进行专业化、标准化的培训,使施工人员掌握一定的技术标准,但是在目前的施工中,这种培训落实不到位,导致施工人员的施工缺乏统一性,由于专业性较差,所以施工的质量容易出现参差不齐,裂缝现象也就比较常见了。再者,在施工中,机械设备的使用也具有重要的作用,但是目前的施工,对于器械利用的专业度重视不够,所以其效果发挥不完全,裂缝问题也会时有发生。
(三) 环境的影响
环境的影响也是出现裂缝的重要原因。就环境裂缝而言,主要有两种:第一是温度裂缝,第二是湿度裂缝。在混凝土施工的实践中发现,部分混凝土的耐热性和耐寒性比较差,所以当混凝土遇到高温或低温的时候,容易发生膨胀或者收缩而产生裂缝。再者,混凝土的作用发挥需要一定的湿度,但是在湿度不达标的情况下,混凝土的含水量便会发生减少,由于含水量的缩减,最终会导致混凝土干裂并诱发裂缝。
2 水利施工中混凝土裂缝的防治技术
(一)做好施工技术准备
为了提高水利工程的施工质量,做好混凝土裂缝的防治,在施工前进行技术准备非常的重要。就施工而言,技术准备主要包括两方面:第一是混凝土混合技术。混凝土的混合方式以及混合程度都会影响到其固结效果,所以在施工前,对于混凝土混合技术要做好分析和评价,目前的施工,混合技术利用的一般是全方位搅拌技术。第二是进行施工技术的准备。在施工中,混凝土的浇灌方式以及加压方式会影响其固结,所以根据工程规模进行灌浆方式的选择非常重要。现行的灌浆技术,主要是帷幕灌浆。
(二)强化施工选材及配比设计
在水利工程建设中,材料自身的性能和配比设计会影响到工程的质量,所以为了进行裂缝的防治,需要从材料选择和配比设计两方面入手:材料选择主要是进行材料抗压性、受力性、温度、湿度等性能的甄别,通过强化工程质量的分析,确定材料自身应该具备的性能。比如钢筋的抗压性、水泥的固结性等。材料配比主要是进行各项建筑材料的组合设计,比如钢筋的捆绑形式和密度、水泥和砂石的配比比例等。总之,通过材料选择和配比设计,可以有效的实现裂缝的控制。
(三)温控防裂措施
温控防裂措施在裂缝防治中发挥着重要的作用。所谓的温控防裂措施是从温度对裂缝的影响角度进行分析,从而采用相应的措施。在工程实践中,温度对于混凝土的影响较大,所以一般进行温控防裂,都是在混凝土当中添加一定量的温度糅合剂,通过糅合剂的作用,可以有效的提升混凝土的温度适应性,这样,高温或者低温对于混凝土的影响力便会下降。例如:如果一般混凝土的高温适应在170℃至200℃之间,低温时适应度在-30℃至50℃之间,利用温度糅合剂的作用,可以将混凝土的高温适应度提升至200℃至250℃,低温时适应度降低至50℃至80℃。
(四)施工监测
施工监测对与混凝土裂缝的防治也具有重要的作用。施工监测主要工作内容包括两方面:第一是监督。在工程建设的过程中,建立有效的监督机制对施工人员的技术利用进行监督,从而发现技术应用方面的问题,并进行针对性解决,这对于控制施工裂缝的产生具有非常积极的作用。第二是进行施工指导。在施工的过程中,对于设备的利用和技术的利用,相关技术人员和管理人员可以做好相应的指导工作,通过指导,提升技术成熟度和设备利用的熟练度,能顾有效的避免来自于操作方面的混凝土裂缝。
(五)冷却管降温措施
冷却管降温措施在混凝土裂缝防治方面有着重要的作用。在工程实践中,由于施工的原因,往往会因为高压而发生高温现象,高温的出现会迅速的蒸发混凝土中的水分,使得混凝度的湿度受到影响,从而降低固结度产生裂缝。冷却管的应用主要就是避免此类高温的影响,保证混凝土的湿度及温度,从而确保混凝土在施工中能够有效的固结。
结束语:
水利工程在农业生产和工业生产中发挥着重要的作用,积极的进行水利施工混凝土裂缝的成因分析,可以针对性的采取裂缝防治技术,有效的控制裂缝的产生,从而提升工程的质量和使用寿命。
参考文献:
[1]蔡安顺.水利施工中的混凝土裂缝的原因分析及防治措施[J].中华民居(下旬刊),2013,08:326-327.
[2]邓丽,王展,张雅.水利施工中的混凝土裂缝的原因和防治对策解析[J].河南科技,2014,01:62+70.
0 引言
建筑砖砌体裂缝在建筑中属于较常见问题。建筑砖砌体裂缝情况比较轻微的.不仅影响建筑物外部的整体美观.而且极易造成渗水和漏水的现象。建筑砖砌体裂缝较为严重的时,会影响建筑结构本身的承载力、刚度、稳定性、耐久性和整体性,情况特别严重的甚至会引发建筑物整体的坍塌等重大质量事故。为防止此类事件的发生,从事件的源头做起.对建筑砖砌体裂缝的成因加以分析.对建筑砖砌体裂缝的防治措施进行必要的讨论。
1 墙体裂缝的类型
墙裂缝一般分为变形裂缝和受力裂缝两种不同性质的裂缝。变形裂缝可分为由地基不均匀下沉和温度变化引起的砖砌墙体表面产裂缝;受力裂缝是指荷载过大或截面过小导致的受力裂缝。砖混结构一般裂缝(除严重开裂外)不危及结构安全和使用,影响房屋合理使用年限和抗震防灾能力,但这类型裂缝时有发生,形成隐患。
1.1 地基不均匀下沉引起的墙体裂缝
(1)斜裂缝一般发生在较长的纵墙两端,多数裂缝通过窗口的两个对角向沉降量较大的方向倾斜,并由下向上发展,往上逐渐减小,裂缝宽度下大上小,这种缝常常在房屋建成不久即出现,其数量及宽度随时间而逐渐增加。
(2)窗间墙的水平裂缝,一般发生在窗间墙的上下对角处,成对出现。
(3)竖向裂缝,发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。当纵墙顶层有钢筋混凝土圈梁时,顶层中央顶部竖直裂缝则较少。
1.2 温度变化引起的墙体裂缝
(1)八字裂缝出现在顶层纵墙的两端,长度一般在1~2开间的范围内,严重时发展至房屋1/3长度内,横墙也可能产生。裂缝宽度一般中间大、两端小,当外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口的对角方向裂开。
(2)水平裂缝。一般发生在平顶屋檐下或顶层圈梁2~3皮砖的灰缝位置。裂缝一般沿外墙顶部断续分布,两端较中间严重,转角外纵横墙水平裂缝相交形成包角裂缝。
2. 裂缝成因分析
(1)斜裂缝主要发生在软土地基上,主要由于地基不均匀下沉,使墙体承受较大的剪切力,施工质量和材料强度不能满足规定的要求时,会引起墙体开裂。
(2)窗间墙的水平裂缝产生的原因是沉降单元上部受到阻力,较大的水平剪力作用在窗间墙,使其生成上下对角处水平裂缝。
(3) 房屋低层窗台下竖直裂缝,由于窗内墙承受荷载后,窗台墙的反梁作用,尤其较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下,窗台墙因反向变形过大而开裂,严重时影响窗扇开启。
(4)温度变化引起八字裂缝和水平裂缝,这种裂缝往往在夏季屋顶圈梁、挑檐混凝土浇筑后,而保温层未施工前,由于钢筋混凝土的温度线膨胀系数I.2×l0-1,砖砌体为5×10-1,两者相差约2.4倍。较大的温差下,纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字斜裂。无保温层房屋,经过冬,夏气温的变化也产生八字斜裂或水平裂缝。
3. 裂缝的防治方法
3.1 预防措施
(1)合理设置沉降缝。凡不同荷载(高差悬殊的房屋),长度过大,平面形状较为复杂,同一建筑物地基土质不同及处理方法不同和部分有地下室房屋,都应从基础开始分成若干部分,设置沉降缝,使其各自沉降,防止裂缝产生,沉降缝应有足够的宽度,施工时,应防止浇注圈梁时将断开处浇在一起,以及将砖头、砂浆落人缝内,以免房屋不能自由沉降而发生墙体拉裂现象。
(2)加强上部结构的刚度,提高墙体抗剪强度。较强上部结构刚度,可以适当调整规范在基础及地基的不均匀下沉。故应严格按设计规范在基础及各楼层设置圈梁,控制建筑物端部门窗数量。施工时严格执行砖砌体技术规程和质量验收标准,如砖浇水润湿,必须实行“三一”砖砌法,改善砂浆和易性,提高砂浆饱满度和砖层间的粘结力,外墙转角外严禁留直搓,临时间断应留斜槎,并设置拉结筋,窗间墙严禁包心砌法,砌体必须上下错缝,内外搭接,构造柱马牙槎留置必须正确等。
(3)加强基槽验收工作。勘察设计单位要严格根据国家强制性规范、规程出具勘察、设计文件,较复杂的地基,在基槽开挖后,应进行普遍钎探,待探出软弱部位进行加固处理后,方可进行基础施工。
(4)宽大窗口下部应考虑改混凝土梁或砌反砖以适应窗台反梁作用变形,防止窗台竖直裂缝。为避免多层房屋底层窗台下出现裂缝,除加强基础的整体性外,建议采用通长配筋的方法来加强,窗台部位的砖砌体,尽量避免使用半砖砌筑。
3.2 治理措施
(1)对于墙体严重裂缝首先做好观察工作,注意裂缝开展规律。 ②鉴别裂缝后,重点区别受力或变形两类性质不同的裂缝,正确把握裂缝的适当处理时机,地基变形裂缝最好在裂缝稳定后处理,温度变形裂缝在最宽时处理。尤应注意受力裂缝的严重性与迫切性,杜绝裂缝的急剧扩展导致倒塌事故发生。
(2)对于非抗震区一般性裂缝,如若干年后不再发展,则可认为不影响结构安全使用。局部裂缝外,用砂浆堵抹即可。
(3)对于因墙体原材料强度不够而发生的裂缝,墙面可敷贴钢筋网片,并配置穿墙拉筋加以固定,然后灌钢石混凝土或分层沫水泥砂浆进行加固。
(4)对于影响结构安全使用的结构裂缝,首先应委托法定检测单位进行全面检测鉴定,根据鉴定结果,委托设计单位结合裂缝性质和严重程度,提出加固技术处理方案,处理方法分类归纳为:a、加筋锚固法;b、水泥灌浆法;c、钢筋水泥夹板墙;d、外包加固;e、加钢筋混凝土构造柱;f、整体加固;g、变换结构类型;h、将裂缝转为伸缩缝;i、局部拆除法。施工实施时,须委托工程监理、办理质量监督、施工许可等手续,严格按照施工规范技术规程进行施工,以确保工程质量安全。
4 小结
综上分析,砌体裂缝多由基础沉降、温差和砖的材质引起,以沉降、超载致裂的危害较大 处理时应正确区分,对症防治,且以防为主。治理的原则:凡已涉及结构安全且变化剧烈的。迅速采取相应对策。排除动力源,加固补强或拆除返工;若变化趋缓、稳定,仅与外观和评定有关,修复后不影响使用。则做表面处理即可。
参考文献
[1]周国刚. 砖砌体裂缝成因及防治[J]. 墙材革新与建筑节能,2007,05:58-59.
[2]徐晓冬. 房屋建筑工程砖砌体裂缝的成因及防治探讨[J]. 企业技术开发,2013,08:150+162.
中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)03-0146-01
伴随着我国道桥建设的飞速发展,大量的混凝土桥梁在各地区修建起来。然而,在随之而来的桥梁使用过程中,关于桥梁裂缝的报道也引起了社会各界的关注。而混凝土桥梁裂缝这种常见性、多发性的普遍情况也成了工程技术人员面临的一个问题。实际上,很多事故是可以通过设计和施工来避免的。为了加强对混凝土桥梁的认识,本文结合相关文献论述了桥梁裂缝的产生原因、防治措施,并结合自己的实际工程经验探索出控制裂缝的有效措施。
1 混凝土桥梁裂缝的分类及成因
混凝土桥梁裂缝的成因包括外界荷载、环境气温、施工材料、工艺质量等多个因素。混凝土桥梁裂缝的分类可根据成因分为如下几种,如表1所示。
2 不同种类混凝土桥梁裂缝的影响因素
事实上,导致混凝土桥梁出现裂缝可能是一个主要因素或多个因素相互影响的结果,应根据实际情况具体分析,归纳总结后的不同种类混凝土桥梁裂缝影响因素如表2所示。
由上述分析可知,桥梁的设计、施工、运营管理等各个方面均存在着影响混凝土桥梁稳定性的因素。因此,应严格按照国家有关技术规范、施工标准进行操作,并加强工程监理工作的开展。
3 混凝土桥梁裂缝的防治措施
3.1 严格控制施工材料
首先,对各类施工原料(水泥、砂石等)进行质量抽检,选用符合工程质量要求的原料;其次,在工程中尽量选用收缩性较低的水泥,从选料环节上降低裂缝的产生概率;最后,通过试验计算不同品种、不同掺量膨胀剂的膨胀效果,确定膨胀剂的理想使用方式。
3.2 现场试验和工程监理
一方面,工程技术人员做好现场混凝土配合比、砂石含水量实验,并根据实验结果进行配比调整;另一方面,监理工程师做好施工现场的监理工作,通过监督操作工艺、选料标准等实现施工质量提升。
3.3 把握环境温差变化
首先,采用干硬性混凝土,尽量选用矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热或中热水泥,并采取掺加添加剂等措施减少混凝土水泥用量;第二,掺加改善混凝土拌合物流动性、保水性的外加剂;第三,合理安排拆模时间,加强混凝土养护,冬季对长时间暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构采取保温措施,夏季采用搭设遮阳板等措施控制混凝土温升。
4 结 语
混凝土桥梁裂缝是公路桥梁工程施工中的常见现象,对于桥梁安全有着十分重要的影响。本次研究分析了混凝土桥梁裂缝的产生原因及影响因素,并结合自身实际工程经验,提出了防治混凝土桥梁裂缝的几个有效措施。文章认为,设计环节、实际环境、外界温度、施工材料、施工工艺和质量等是关系到混凝土桥梁质量好坏的重要因子。工程技术人员和工程监理人员应对施工过程中的材料标准、设计工艺、施工质量等进行严格的控制,并把握环境温差变化,尽可能地避免裂缝产生,从而最大限度地保护桥梁结构,延长桥梁使用寿命。
参考文献:
[1] 刘治城.论混凝土桥梁产生裂缝的几种原因[J].黑龙江科技信息,2011,(12).
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)02-0089-03
混凝土在现代工程中有重要作用,使得混凝土裂缝问题成为工程中极为常见的问题。在工程中混凝土产生裂缝的原因有很多,总的来说主要有湿度变化、温度变化、混凝土的脆性、工程结构的不合理性、混凝土的不均匀性、工程过程中模板的变形、原材料的质量不合格及地基不均匀而导致的沉降等。混凝土施工后在硬化过程中水泥通常放热,使得混凝土内部的温度迅速地上升,这些温度变化让混凝土表面会产生拉应力。同时在后面的降温过程中,因为受到地基或旧混凝土的限制,在混凝土的内部会出现相应的拉应力。外部环境中气温的降低同样会使得混凝土的表面产生较强的拉应力。如果混凝土的抗裂能力小于这些拉应力,则混凝土出现裂缝问题。虽然大多数混凝土内部的湿度变化较小且变化较慢,但是混凝土表面湿度变化通常较大甚至很剧烈。如果出现时干时湿、养护不周,表面的干缩形变受内部混凝土约束,极易导致混凝土裂缝。因此,在污水处理厂的工程施工过程中要尽量地采取有效的措施避免、控制混凝土裂缝产生,让工程结构尽量不出现裂缝或减少裂缝数量、宽度,尽量避免一些关键部位裂缝的产生,保证工程质量。本文以融安污水处理厂为例详细阐述污水处理厂混凝土裂缝的防治措施。
1 污水处理厂混凝土裂缝类型及产生的原因
对混凝土产生各种裂缝的原因进行分析,有助于提出更加切实有效的污水处理厂混凝土裂缝预防措施。在工程中运用混凝土极其的常见,其质量的好坏很大程度上影响着工程结构物的造价、设施的安全、结构物的美观。但在各个工程中混凝土由于各种不同的原因导致裂缝的产生。
1.1 干缩裂缝
干缩性裂缝是指混凝土在硬化过程中由于内部水分蒸发,导致建筑体体积缩小而引起的混凝土裂缝问题;同时在一些施工过程中水灰比不合理,导致水灰比例不标准,进而使得混凝土太稀,经过振捣后表面聚集了大量的水分,如果砂浆遇到暴晒或大风会使建筑物表面的水分蒸发过快,这样极易产生干缩性裂缝。如果新混凝土表面的护理时间不科学、护理不均匀及护理不够全面,会让建筑物的局部失水太多、太快,最后产生干缩性裂缝。
1.2 温度裂缝
温度裂缝包括内部温度裂缝和外部温度裂缝两种。其中内部温度裂缝是指混凝土在硬化过程中内部水泥放的热使得混凝土内部温度急剧上升(350~550kg/m3的水泥用量,平均每m3的混凝土释放17500~27500kJ的热量,可让混凝土内部的温度达到70℃或者更高)。
1.3 基础裂缝
基础裂缝是因为在施工前对地基地质的勘察不够详细,施工过程没有按照标准进行,施工后使得地基产生超载或下沉产生局部沉降导致的裂缝。同时基础裂缝也可能是因为施工长度太长,并没有全面地考虑沉降缝、伸缩缝、膨胀缝或设计长度间距不正确,混凝土自由伸缩达到应具有的沉降缝、膨胀缝、伸缩缝需要的间距时产生的裂缝。
1.4 施工裂缝
施工裂缝是指在施工过程中活性砂石比例不合理,水灰比太大,振捣过程中让混凝土离析,建筑物表面积水或局部过稀,在起吊、拆模、加载过程中都会出现混凝土的裂缝。
1.5 原材料裂缝
原材料裂缝是指因为水泥的稳定性不好、活性砂石含泥量过高、含碱量过高等造成的裂缝。
2 污水处理厂混凝土裂缝防治技术及措施
融安污水处理厂包括主要构筑土建工程(细格栅间及旋流沉砂池、改良性型卡鲁塞尔氧化沟、二沉池、污泥泵房、紫外线消毒池、储泥池、粗格栅间及进水泵房等)、铺筑用房土建工程(污泥浓缩脱水车间、配电中心、综合楼、机修、车库、仓库、传达室、围墙等)两大部分。对于各个部分工程在防治混凝土裂缝方面需要有对应的策略,我主要介绍以下几方面:
2.1 选材及设计
对混凝土的强度等级、水泥品种和等级的选择,严格根据污水处理厂工程的实际结构要求。尽量避免采用强度太高的水泥。选择砂石时,一定注意其质量是否达标,严格根据要求进行外加剂的添加、掺料。学习混凝土补偿收缩技术、方法,在污水处理厂施工过程中尽量准确地运用,并经过试验确定配置的比例。在污水处理厂施工过程中,对混凝土的塌落度要合理地设计,要针对现场原材料实际的情况及时地调整,确保现场养护工作能够顺利地进行。
2.2 温控防裂措施
为了防止污水处理厂工程混凝土产生裂缝。首先,改善骨料的级配,用硬性的混凝土塑化剂、掺混合料或引气剂等来减少混凝土中的水泥用量;其次,在混凝土搅拌过程中添加一定比例的水或用水冷却碎石,降低浇筑时混凝土的温度。如果进行混凝土的浇筑时,特别是在大体积混凝土浇筑时天气较热,要减少浇筑的厚度,最好控制在500mm之内,这样能够让混凝土表面散热,在浇筑第二层时,尽量在第一段混凝土的初次浇筑前完成。根据实际混凝土浇筑面积来进行测温管的设置,进行混凝土内外的温度及时测量。浇筑的前4天应该保持每2个小时测量1次,5~7天时尽量做到每4小时确保测量1次,8~15天区间确保每天测量1次便可,使得混凝土内外温差保持在25℃以内,如果出现温度不在范围之内,应该及时调整护理方式,尽快降低混凝土内外温差。再次,拆模时间要有合理的规定,以便防止混凝土侧面发生急剧的温度、湿度变化,应该加强混凝土的保温养护措施,通常多是通过混凝土浇筑完后在上面覆盖一层塑料薄膜或者利用装了锯末的麻袋来进行保护,厚度一般在80~lOOmm之间。最后,覆盖一层或两层100mm厚的岩棉被。如果夏季施工,要对混凝土采取洒水养护的工作,可以大大地避免由于混凝土内部水分过快的蒸发而使之产生裂缝。在混凝土浇筑过程中,应尽量避免大风、大雨天气。
2.3 施工监测
在污水处理厂施工过程中,应该加强混凝土的收缩变形度和温度的测试及监督工作,要及时地反馈现场情况,如果发现异常情况,专业人员应该通过讨论提出相应的措施,及时地采取补救措施。此外,应该做好混凝土的性能改善工作,要加强混凝土抗裂能力的养护。在污水处理厂施工过程中,其混凝土的质量对于预防裂缝的产生起着关键的作用,如果发现贯穿性混凝土裂缝的形成,情况之后再做更改,就难以保持结构的整体性,所以在污水处理厂施工过程中,要尽量避免贯穿性的裂缝产生,如果发现该类裂缝出现,不要盲目地采取补救措施,应该先对混凝土裂缝产生原因进行调查,根据调查的结果及各项数据来对产生原因和条件、问题进行分析,再在研究分析的基础上,确定如何详细、正确地进行修补。
2.4 冷却管降温
在污水厂施工过程中可以在混凝土结构内部铺设冷却管来避免其施工过程中混凝土在硬化时内部温度过大,尤其是在大体积混凝土施工过程中,通过这种方式可以有效地避免裂缝形成。混凝土浇筑完成之后,进行通水循环的冷却工作,使得管内水流量控制在1.5m2/h之内。若浸水温度大于10℃,则水流量可以适当地加快,施工人员应该控制好“度”。在冷却管出水口的位置选择过程中,避免对施工部位产生一定的影响,如果大体积混凝土整体初次凝固后,应该依据实际的情况利用出水采取蓄水保温护理工作。此外,还应该注意在进行大体积混凝土护理工作之后,应该采取注浆和压浆的措施,为了巩固防止空冷却管对混凝土的强度及其他属性产生不利的影响,通过真空压降方式来实现注浆、压浆工作。
2.5 综合措施
通过综合措施控制混凝土的初始温度、混凝土温度及变化。将浇筑时间尽量安排在夜间,这样可以最大限度地降低混凝土初凝温度。白天施工过程中要求在沙、石堆场搭设简易的遮阳装置或用湿麻袋覆盖,有必要的情况下向骨料喷适量的冷水。混凝土在泵送过程中,应该在其水平和垂直泵管上的地方加盖草袋,并喷适量的冷水。
根据污水处理厂工程的特点,利用混凝土在后期施工过程中的强度,可以减少用水量,并且能够减少水化热及收缩。通过加强混凝土浇灌振捣,可以提高混凝土的密实度。
在污水处理厂工程中混凝土应尽量晚点拆模,拆模完成后混凝土表面下降温度不能大于15℃。根据具体的污水处理厂工程特点,使用UEA补偿收缩混凝土技术。
3 结语
混凝土结构中裂缝是普遍存在的现象,它的出现不仅降低了污水处理厂的防渗能力、影响污水处理厂设施的使用寿命,而且会导致设施中钢筋的锈蚀,甚至会破坏混凝土的结构,严重影响设施的承载能力,并且处理过程中费工费时,增加了成本,延长了施工工期。所以在浇筑混凝土之前,要根据污水厂施工的方法、条件和气温,充分考虑骨料活性、基础稳定性、构件超载等情况,要分析化验混凝土所处的污水环境是否有有害成分,制定一个有针对性的措施,做到预防混凝土裂缝的产生。对已产生的混凝土裂缝要认真研究,通过合理的方法处理,保证工程质量。
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中图分类号:G267 文献标识码:A 文章编号:
目前在我国房屋工程中均存在着屋面、墙面以及卫生间漏水问题,墙体渗漏不仅会影响房屋建筑的耐久性、外观质量以及适用性,同时还会严重建筑结构的安全性,给人们的日常生活带来很大的不便。
一、墙体渗漏的原因
(一)建筑材料
在房屋建筑工程建设过程中,防水材料的质量不合格,特别是一些小型工厂所生产的产品,其建筑材料的合格率普遍较低,在产品生产过程中,未经过严格施工工艺的处理,没有把好技术关和质量关,导致防水材料存在着严重的质量问题。此外,一些防水涂料的生产厂家为了获取更好的经济效益,利用价格优势,在生产产品过程中,原材料的用量不符合要求,以次充优,导致产品的质量大大下降,使用年限大大降低。
(二)建筑工程设计
设计单位在工程项目设计过程中,没有根据屋面工程的相关技术规范要求来确定屋面的坡度、材料的选用以及设置相应的排水系统,在设计中忽略了防潮层的设计,从而导致屋面墙体出现严重的渗漏现象。
(三)施工技术
1.在实施砌体施工过程中,未严格按照工程的施工规范要求,砌筑砂浆不够饱满,同时砂浆的强度不符合要求或者干砖上墙,导致水浆中的部分水分被这些干砖所吸收,使砂浆的强度大大下降,造成砂浆和砖分离。此外,在水刷石或者干粘石施工的时候,因其过分拍打,导致出现翻浆或者面层流动或者滑动,从而产生裂缝,使墙体出现渗漏现象。而在阳台结合处,因抹灰的间隔时间较长,其操作方式不当和封口的结合没有处理好等,导致裂缝的产生,引起墙体渗漏。
2.找平层和一些细部节点的施工质量较低,防水层的厚度不符合工程质量的要求,尤其是防水涂膜厚度,没有进行均匀地涂刷,厚薄不一等。同时把细石混凝土或者水泥砂浆直接地放置在防水卷材上,使防水层受到破坏。此外,排水路径不够畅通,天沟、檐沟以及平屋面的排水平坡度没有达到工程项目设计的要求。
二、墙体渗漏的形式
房屋建筑的墙体渗漏大都是以裂缝形式出现,墙体出现裂缝主要是因为受到温度变化、墙体局部所承受的承载力不足以及地基不均匀下层等影响,导致砖砌墙体的表面产生不同类型的裂缝,从而引起墙体渗漏。其中墙体裂缝主要分为以下三种:第一,在纵墙两端容易发生斜裂缝,大部分的裂缝都是经过窗口两个对角分别向沉降比较大的方向倾斜,并从下往上发展,分析其原因主要是因为地基的不均匀下沉以及变形,导致墙身需要承受很大的剪切力,若建筑结构的刚度比较差,材料的强度以及施工质量不符合要求时,就会使砌体受到主拉应力的影响和破坏,从而引起斜裂缝的产生。第二,水平裂缝通常发生在建筑物窗间墙上下的两对角处,一般成对出现,其中沉降较小的一边裂缝通常在上,而沉降比较大一边其裂缝通常在下,究其原因主要是因为地基的不均匀变形以及对沉降缝的处理不当,当沉降处上部受到阻力时,窗间墙就会受到比较大的水平剪力从而引起裂缝的产生,其裂缝形式为上宽下窄。第三,竖向裂缝通常产生于纵墙的底层或者顶层窗台墙上,当墙体两端的沉降值比较大,而中间的沉降值比较小,墙体底层或者顶层的窗台中间就会产生较大的受拉应力,从而产生竖向裂缝,引起墙体渗漏。
三、房屋建筑中墙体渗漏的防治措施
通过对房屋建筑墙体渗漏的原因以及形式的分析,笔者认为在防治墙体渗漏时,应该以及排为主和以防为辅,对其进行综合治理,其具体防治措施主要有以下几点:
(一)设计
第一,墙体设计必须要具有防水功能,同时在工程设计图纸上并标注好分隔缝的位置。第二,在工程项目建设中必须要注意变形缝和伸缩缝的设计,防水细部的设计应该根据工程的施工实际情况,根据其可行性来明确设计。
(二)施工过程中的质量控制
1.抹灰层施工。在抹灰层施工过程中,应处理干净基层,特别是残存的木屑和灰尘颗粒等,同时还应该提前一天进行基层的浇水,使其保持湿润。此外,混凝土表面应该实施毛化处理,不同材料的墙体交接处应该挂上加强网,并采取相应的防治措施,从而避免其因温度变化以及收缩的不均匀而出现裂缝。
2.墙体的砌筑。控制好砂浆的配合比,在混合砂浆中可强化采用石灰膏,并加强墙体和框架柱交接处的施工,以此确保砌筑砂浆的饱满度,在外墙砖的外侧应该随砌随收缝,以此确保灰缝的密实。其中砌体的每日砌筑高度不能大于1.8m,同时内外墙交接处以及外墙砌体的转角处应该同步砌筑。此外为了防止顶层窗下出现竖向裂缝或者八字裂缝,可在顶层窗台采用加通长配筋混凝土封顶窗盘的方式,提高其刚度,以此消除裂缝。
3.贴砖施工。在抹灰之前,应将墙面用水浇湿,采用的砂浆必须要具有良好的粘结强度以及和易性,底层砂浆和中层砂浆配合比应一致,在进行外墙砖填缝时,可采用防水且防渗漏的彩色填缝料。在镶砖时,应在面砖的背后将粘结砂浆满铺,镶砖结束后,应用小木槌进行轻轻敲击,使其和基层能粘结牢固。
4.加强墙面的排水,尤其要加强阳台、落水管以及雨棚等部位的排水以及检修,选用抗渗能力较好的墙体材料,从而提高其密实度,防止出现外墙渗漏。
结束语
综上所述,在房屋建筑中,造成墙体渗漏的原因有很多,要想有效地防止这一问题的出现,工程建设单位在施工过程中,必须要严格按照工程建设的相关规定要求来实施,采取合理的防治措施,同时还应采用新材料以及新技术,并在实践过程中不断地进行摸索和创新,以此有效地控制建筑的墙体渗漏。
参考文献:
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中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)11-0149-02
沥青混凝土路面的早期病害多以裂缝形式出现,加上半刚性基层反射裂缝的普遍存在,使得大量路表水沿裂缝侵入路面结构内部,甚至进入路基,致使沥青混凝土路面在车辆荷载特别是重载交通和动态水的交互作用下,经常出现基层细骨料流失、唧泥(浆)现象,严重的则可能导致坑槽的出现。如果不及时对路面裂缝进行合理处治,必然会加剧路面的进一步损坏。因而,对裂缝的处治在防止裂缝处路面的水损害、延缓沥青路面的破坏及改善路面的行驶性能等方面具有重要意义。
1 裂缝类型
从外在形式上,裂缝可分为横缝、纵缝、龟裂、块裂等。究其成因,则无外乎施工控制(如不均匀沉陷)、材料性能(如疲劳、收缩)、外部环境(如荷载、温度)等因素。按照现行的《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)的规定,3 mm为划分裂缝轻、重程度的界限(现行的《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ 073.2-2001)规定的为5 mm,两者未统一)。
2 处治方法
处治裂缝的技术有多种,应根据经济性、裂缝的成因和发展程度、施工条件等方面进行综合分析,确定采用何种处治方法。仅从工程成本、经济效益角度分析,灌缝的成本、效益是最优的。
按照《公路沥青路面养护技术规范》中“6.2裂缝的维修”一节规定:在高温季节不能自行愈合的轻微裂缝,可采用涂刷少量稠度较低的沥青或喷洒少量沥青或乳化沥青再匀撒石屑或粗砂;5mm以内的纵向和横向裂缝,清除杂物后用稠度较低的热沥青或乳化沥青灌缝,再填入石屑或粗砂;5mm以上的,除去松动的裂缝边缘后用热拌沥青混合料或乳化沥青混合料填缝;基层尚好的大面积裂缝,可采用乳化沥青稀浆封层,或加铺沥青混合料上封层(或先铺设土工合成材料),或改性沥青薄层罩面,或单层沥青表处;基层病害引起的严重龟裂,先处治好基层后再重铺面层。
国内外裂缝处治的研究与应用实践表明,上述规定中关于纵向和横向裂缝的处治方法是不太适宜的。3 mm以内的裂缝,用热沥青灌缝不易灌入,更不易充实;5 mm以上的,非活动裂缝才适合采用填缝工艺,但用厂拌沥青混合料或乳化沥青混合料填缝的可操作性不强,再加上混合料的粘弹性不足以抵抗裂缝的进一步扩大,填缝的封水效果不佳,各种裂缝适宜的处治方法参见表1。
2.1 灌(填)缝
美国联邦公路局(FHWA)应用手册是这样定义灌缝与填缝的:灌缝是按照一定的工艺,把特制的材料灌入到活动裂缝(宽度超过3 mm的裂缝,大多数横缝和部分纵缝属于此类)之上或内部,以防止水或杂物进入裂缝;填缝是指把特制的材料填装到非活动裂缝(宽度很少发生变化的裂缝,大多数纵缝、块裂和部分横缝属于此类)中,以减少水的浸入并加强路面的整体性。国内在沥青路面的养护施工中,一般都采用灌缝的方法,很少再进行进一步的划分,为叙述方便,以下将灌(填)缝统称为灌缝。
2.1.1 灌缝材料
灌缝材料分为3种:热灌、冷灌和化学类灌缝材料。其中,热灌材料包括沥青、改性沥青等;冷灌材料包括乳化沥青、改性乳化沥青等;化学类灌缝材料包括聚氨酯、硅树脂等。选择适当的灌缝材料应依据裂缝的种类、成因及发展程度、气候环境条件、灌缝材料的质量和特性等方面进行。在《路面橡胶沥青灌缝胶》(JT/T740-2009)中,对灌缝胶技术要求的评价指标如表2所示。
2.1.2 灌缝工艺
有开槽和不开槽两种工艺,要视裂缝类型、成因等情况确定,建议对3mm以上的横向和纵向裂缝开槽处理。开槽采用专门的开槽机,按照开槽机上的深度指示器调好切割深度,为达到最佳的密封效果,宜将裂缝开凿成宽度10mm、深度不小于10mm(即深宽比≧1:1)的槽口。开槽时,应将裂缝分段取直,开槽机尽可能对准裂缝中线作业,以切割出规整的凹槽。但不论采用哪种工艺,都必须保证“裂缝必须干净干燥”这一先决条件,否则,由于水分和灰尘造成的灌缝材料与缝边立面粘结不牢,极易导致灌缝料脱落或被吸出。
①清理、干燥裂缝。常用的有3种方法:高压吹气、吹热空气和用钢丝刷。高压吹气设备为便携式吹风机,操作简便,施工迅速;钢丝刷可以有效地清理裂缝中松动的碎片,成本低廉,但不易清理彻底;吹热空气对施工最为有利,不但能迅速清除裂缝中的杂物和水分,而且由于加热了裂缝的表面,从而使灌缝料与缝壁的粘结更加牢固。另外,国外还采用一种喷砂法来处理裂缝,可以清除裂缝中较大的碎片,进而使灌缝料粘结更牢固。
②封、灌裂缝。常用的有以下几种封灌方式:无槽贴封式。不开槽,用高分子抗裂贴或密封贴紧紧贴封在经加热后的裂缝上方;无槽帽封式。不开槽,灌缝料在灌满缝后溢出,在裂缝上方形成一个“T”形帽封;方槽帽封式。开方槽,灌缝料在灌满缝后溢出,在裂缝上方形成一个“T”形帽封;方槽凹封式。开方槽,灌缝料在灌缝后稍低于槽口,形成凹槽;方槽帖封式。开方槽,在灌缝料灌满槽缝后加热槽口,再用高分子抗裂贴或密封贴紧紧贴封在槽口上方。
下面以国内最常用的灌密封胶的方槽帽封式为例,对封灌裂缝过程做一介绍:用高温火焰烤热清理过的槽口,紧接着沿烤热的槽口灌注加热好的灌缝胶(温度必须介于190℃~200℃之间),灌注时采用压力灌注,要自下而上充分灌满,避免在灌缝料下部产生气穴,或间隔一定时间,分两次灌注。但都必须保证每条裂缝的灌注工作是连续的,如出现未充分灌缝的裂缝须再次进行灌缝处理,如出现轻微龟裂裂隙可采用橡胶抹平板来摊铺灌缝材料。在灌封材料灌注完成后可在表面撒砂子或干细骨料,理想的密封表面应比裂缝宽一点以确保灌缝胶与裂缝两壁紧密粘结,并在裂缝表面形成“T”形密封层。
2.2 预防性养护
预防性养护主要是指为保持或改善公路、桥梁、隧道、涵洞等主体工程的营运功能而实施的基本不改变工程内部结构的技术工艺。对于龟裂和块状裂缝规模较大的路段,可以采用预防性养护的工艺进行处理。沥青路面裂缝路段的预防性养护包括以下几种工艺:
①雾封层。雾封层技术是将雾状的乳化沥青或专门的防护再生剂喷洒在旧的沥青混凝土路面上,其目的是更新和还原表面已氧化的沥青膏体、填封微小裂缝和空隙、路面防水及抑制松散,适用于路面仅有轻微裂缝路段,可以起到封堵路面裂缝、孔隙等,防止水、油等物质深入路面表面。采用专业喷洒设备或人工喷洒工具有压力地进行喷洒,所使用的材料一般为乳化沥青、防护再生剂或其他专利材料和水,有时可以添加一定比例的添加剂。
②改性稀浆封层。使用石屑、粗砂、细砂混合成符合级配要求的骨料,普通水泥做填料,加入改性乳化沥青,形成稀浆,由专用的封层机铺在旧路面上,厚度为0.5~0.6 cm,经裹覆、破乳、析水、蒸发和固化等过程与原路面牢固地结合在一起,在铺筑过程中乳化沥青将渗入裂缝中,待其破乳水分蒸发后,达到修补裂缝的目的,还可使路面平整。稀浆封层适用于轻度纵、横向裂缝和块裂,但当路面出现明显裂缝时不宜采用。
③微表处。类似于稀浆封层的薄层(1~2 cm)结构,主要用于防止路面松散、延缓路面老化、提高路面摩擦、弥补路面微小的缺陷,微表处还可用于车辙(最深可达40 mm)填补。
④超薄磨耗层。超薄磨耗层主要应用于高等级沥青或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护,具有抗滑、抗车辙、抗磨耗等性能。它是将厚15~25 cm的间断级配的改性沥青混合料摊铺在一层聚合物改性乳化沥青粘层上,使用专用摊铺机进行施工,改性乳化沥青粘结层喷洒与改性热沥青混合料摊铺同时进行,经压路机压实以后一次成型。适用于路面出现轻度裂缝、轻微剥落、路面光滑、摩擦系数不够或路面纹理深度不足等情况。
2.3 大、中修罩面
当采取大、中修罩面方式时,路段上的病害就不单单是裂缝了,通常是坑槽、松散、唧泥、沉陷、车辙、抗滑性能降低等数种病害共存,此时的裂缝多表现为反射裂缝和沉陷引起的裂缝。为处治这类裂缝,目前多采用先铺设应力吸收层或聚酯玻纤布等后再罩面的大、中修施工工艺。
应力吸收层的应用机理就是吸收和分散应力、防止裂缝反射到面层,不仅可以防止基层裂缝的反射,还可以防止雨水渗入基层,从而延长沥青路面的使用寿命。
聚酯玻纤布是聚酯纤维和玻璃纤维的复合物,这种独特的组成使它具有聚酯纤维的韧性和玻璃纤维的强度。相比土工格栅不具备防止雨水下渗和基层软化的弱点,聚酯玻纤布在防止雨水下渗、缓解基层裂缝的应力集中、缩小面层拉应变等方面具有优势。
3 结 语
对于沥青路面应遵循“预防为主,及时处治”的原则, 在设计和施工过程中通过合理的设计和高质量的施工来对裂缝进行预防,以最大限度的减少裂缝的发生;对于已经产生的裂缝,则应结合技术、经济、工程等条件并考虑天气、交通等因素的影响,选择适宜的处治技术,才有可能做到经济、有效地控制裂缝的发展,延长路面的使用寿命。
参考文献:
一、引言
当前的市政路桥工程路面混凝土施工技术通常包括了许多方面的内容,简而言之,市政路桥路面混凝土施工的主要任务,就是让路面的结构强度与刚度,稳定性与耐久性,以及路面的平整度等参数能够满足市政路桥工程的安全要求和运营需求。
二、市政路桥施工中混凝土施工技术的应用
2.1 混凝土施工技术在裂缝防治方面的应用
根据形成原因的差异划分路面沥青混凝土上产生的裂缝包括四类,主要是横向、纵向、不规则和龟裂网裂这几种裂缝。在市政公路路面沥青混凝土中出现最为频繁的就是裂缝。第一种,和行车方向保持垂直的就是横向裂缝,这种裂缝是半刚性基层路面沥青混凝土当中具有代表性的一种。主要有两种原因导致出现纵向裂缝,第一种原因是沥青面层进行分段摊铺的过程中,没有妥善解决两幅接茬的地方,受到车辆载荷和大气的影响,渐渐形成裂缝;第二种是因为没有均匀的压实路基或者因为水流侵蚀路基边缘导致不均匀沉降而产生的裂缝。以不同宽度为划分依据,主要包括轻度裂缝和重度裂缝两种。轻度纵裂缝壁不会出现掉落的情况,支缝比较少或者没有,且宽度较小;重度纵裂缝壁严重掉落,且会产生很宽的众多支缝。不规则裂缝产生的原因在于缺乏足够强度的路基路面,尤其是在这一点上的缺陷会导致基层被压碎开裂,进而导致不规则裂缝的产生。龟网裂最开始形成的状态是沿着轨迹带产生单条或者多条平行纵缝,进而有横向或者斜向连接缝渐渐出现在纵缝之间,最终产生龟裂。而其产生的原因在于路面缺乏足够的整体强度,还由于没有正确设计路面结构造成,没有充分压实路基路面,不合理的路面材料配比,拌合不均匀等,进而路面上会产生横向或者纵向裂缝,且没有立即处理,导致下层中渗进水分,特别是在融雪时期,融化和冻结同时产生,更严重损害了路面。
裂缝的防治施工技术:通常而言,清除和打扫干净有裂缝的路段并将少许乳化沥青喷洒于其表面是治理由于沥青混凝土温缩而产生的裂缝的最佳方法,还可以将干燥洁净的石屑或者粗砂均匀的撒在其表面上,再用轻型压路机碾压矿料即可。针对因为地基沉降的不同而产生的裂缝,可以使用围着横缝两边各一范围开槽,将上面层挖除,再填补裂缝之后沿着横缝加铺玻璃纤维土工格栅,对上面层进行再次摊铺。
2.2 混凝土施工技术在车辙防治方面的应用
一般在市政公路面出现最为频繁的病害就是沿着行车带产生横向高差的车辙,会降低路面使用性能,还会造成路面损坏进而必须进行维修。其原因在于没有正确的沥青混合料级配比,缺乏较强的稳定性,还可能是因为没有充分压实基层及面层施工,导致轮迹带处的面层和基层材料受到行车荷载的影响,而缠身固结变形和侧向剪切位移产生。此外,车辙的形成原因还包括载重过大和超载的车辆较多引起。通常在温度较高季节更容易产生车辙,经过车辆多次碾压的沥青面层会出现永久性变形和塑性流动面。一般情况下,由于沥青面层压缩沉陷,此时侧边会产生隆起,进而在共同作用下形成车辙。
车辙防治可以采取以下施工技术:利用烘烤、耙松连续长度在30m以内、深度在8mm以上且行车有微小摆动的车辙,并添加适量新料进行压实;还可以通过铣刨路面上面层或中上面层连续长度在30m以上且深度在8mm以上且行车有明显摆动和跳动的车辙,并对面层进行再次摊铺;另外,运用铣刨中上面层或全部面层,再次摊铺面层的手段处理车辙深度在2cm以上且有严重行车颠簸的车辙;针对因为基层施工质量问题缠身的车辙,可以在对面层进行再次摊铺之前解决好软弱基层的问题。使用微表处或薄层罩面解决较浅的车辙的问题,这两种手段不仅施工效率高,还不会严重影响交通的正常运行。
2.3 混凝土施工技术在基层松散防治方面的应用
因为沥青混凝土表面层中脱落的集料颗粒,受到车辆的影响,导致沥青面层掉落,则会导致表面发展至里面的结果,最终导致基层松散。这主要是因为路面沥青混凝土表面离析,离析的部位集料较为缺乏,且有风化颗粒存在于碎石当中,由于受到流水的入侵而产生沥青剥离,在不断使用之后,会大大降低逐渐老化的沥青结合料的粘结性能,还会损耗面层和轮胎接触部分的沥青,降低沥青含量,细集料散失机械损害或油污染局部路基和基层不均匀沉降会严重破坏路面。
可采取如下施工技术防治基层松散:要是还没有形成面层,则可以清除松散部位, 将对沥青混凝土面层进行重新铺筑并将其压平实,利用切割机切割切开已成型的松散路面,对基底进行全面检查,要是为完整的基底,则对洒粘层沥青进行清扫,均匀拌合铺筑沥青混凝土,带平实之后便可保证交通状况的正常进行。
2.4 混凝土施工技术在水损害方面的应用
若有水分产生于路面沥青混凝土中,如果路面结构内部排水问题没有在设计路面结构层中体现,在渗进雨水之后,无法排水且路面结构积水严重,则会受到交通载荷和温度涨缩的多次影响,严重损害路面。由于超载车辆增加了动水压力,容易损害公路,公路所在地降雨情况受到佳通组成行车速度的而影响,进而从外部诱发路面沥青混凝土水损害的产生。而沥青混合料的水稳定性缺乏是导致其产生的内部因素,由于受到水的影响,沥青严重剥离于沥青混合料,产生较大空隙率,沥青结构层中渗进水,造成水损坏混合料离析,缺乏足够压实度,结构层间没有有效防水或者没有正确设计防排水设施,产生结构单一的路面结构层排水,设计缺乏科学性。
通过封层技术及排水等施工技术可以有效防治水损害。封层这项表面治理技术就是利用应有稀浆封层,新铺面层处治或石屑罩面等,以提供防水表面,提高路面防滑性。(1)碎石封层。将沥青喷洒于面层表面是第一步,在使用集料覆盖和进行碾压。虽然交通量路面的防滑磨耗层一般都使用石屑罩面,可是无载荷型裂缝路面的封层或改善防滑阻力一般可以使用石屑罩面;(2)雾封层。尽可能用少许水稀释慢凝乳化沥青,在旧沥青面层上使用,并在小裂缝和表面空隙上灌注;(3)砂封层。为了使增强路面抗滑度,可以通过细集料制成的混合料,减少空气和水对路面的影响。不仅如此,为有效防止水损害,还有合理设计排水设施。
三、结束语
综上所述,市政路桥施工中路面沥青混凝土施工技术涉及的面很广,而且影响因素也很多,关系到了路面施工的全过程,因此必须抓好施工当中的每一个细小环节。只有进一步加强路面沥青混凝土施工的技术管理,精心地组织施工,才能够提高市政路桥的工程质量。
参考文献
[1] 沈欣龙. 沥青混凝土路面工程施工工艺的技术探研[J]. 辽宁经济. 2009(10):52-53.
[2] 任凤霞. 沥青混凝土路面施工工艺中存在的问题探讨[J].中国水运(下半月). 2009(10):88-89.
一、多变截面大体积混凝土结构产生裂缝的原因
“大体积混凝土”可以理解为:当混凝土尺寸大到对温度和湿度变化的影响已不可忽略时,就属于大体积混凝土。地下室一般由厚大的底板(或由板、承台梁、承台组成的结构厚度变化的筏板)、长墙、顶板及多层地下室的楼板组成,其底板是混凝土结构裂缝的高发部位,特别是当地下室底板截面多变、厚度不一时,裂缝控制就成为多变截面底板大体积混凝土施工质量的重点。
非荷载裂缝,是混凝土施工期间由混凝土水化热或混凝土失水收缩引起体积变化,其变形受到约束而产生约束应力,当约束应力大于混凝土的抗拉强度时就出现裂缝。这类非荷载裂缝常在大体积混凝土结构中出现,是工程建设中裂缝防治的重点。
混凝土浇筑后,由于结构收缩或者温度变化导致混凝土变形会受到较多约束,当约束过大,混凝土受到的拉应力超过混凝土的极限抗拉应力时,就会导致混凝土开裂。
地下室底板结构受到地基约束,不同的地基有不同的水平阻力系数,不同埋深的底板还受到不同地基的“嵌固”阻力;同时,由于底板厚度不同、截面多变化、水化热引起的混凝土温度、内外温差,在不同部位有明显差异,也都会成为结构不同程度的自身约束,这类多变截面大体积混凝土裂缝控制的难度比单纯的厚大底板更难。
二、多变截面混凝土结构裂缝的技术控制措施
混凝土结构裂缝防治的基本原则是“抗”和“放”。“抗”是指通过提高混凝土性能,合理的配筋和结构构造处理等措施来提高结构的抗裂能力;“放”是通过降低结构的约束和自约束等程度,从而达到减少或释放约束应力的目的。“抗”和“放”原则的妥善应用对结构裂缝的防治有明显效果。
(一)从混凝土强度度方面控制
混凝土强度过高并不能使大体积混凝土裂缝减少。设计结合使用用途和各种荷载作用,尽可能地降低混凝土强度等级。
(二)从混凝土原材料方面控制
混凝土除了满足强度和抗渗等级的要求外,还必须满足施工现场对混凝土施工性能的要求,混凝土在运输、浇筑和成型过程中不得离析,要易于操作,并具有良好的工作性能,有助于混凝土裂缝的防治。
1.水泥。选用的水泥应具有质量稳定、水化热低、含碱量低、活性好、标准稠度用水量小,有较好的富余强度,泌水性小,收缩较小的水泥,如普通硅酸盐水泥。
2.骨料。粗骨料应选用石质坚固、连续级配好、粒形好、没有碱骨料活性的碎石;细骨料选用质地坚硬、级配良好的低碱活性的天然中砂,细度模数为2.8。骨料均应严格控制含泥量、有机杂物含量等。
3.掺合料。掺和料一般用复和粉,其主要材料为粉煤灰及矿粉。其可以降低混凝土中和碱含量,消除大体积混凝土由于碱骨料反应产生的裂缝;还可发挥物理填充作用,加强粉末效应,增加混凝土的密实性,同时还可以降低了水泥的水化热,达到降低混凝土内外温差、抑制混凝土产生温度裂缝的目的。
4.外加剂。最常用的外加剂是减水剂,能使混凝土的塌落度增大,不泌水,不离析,有合适的凝结时间,能降低混凝土的单位用水量,改善混凝土中毛细孔的数量、结构和分布状况,提高混凝土的耐久性。
在混凝土中添加聚丙烯纤维, 能抑制裂缝或裂纹的出现,阻止基体中原生缺陷或微裂纹的进一步扩展,一定程度地增强混凝土的抗裂能力,预防混凝土产生早期热裂缝。
(三)从混凝土配合比的设计与优化方面控制
设计配合比时,首先要保证混凝土强度、泵送及和易性等各项技术指标,其次,应验算配合比水泥水化热,并考虑降低水泥水化热,防止温度裂缝的产生,还应对配合比含碱量控制。
在原材料及混凝土配合比确定后,应采用适当试验或方法,优选出适宜于多变截面底板大体积混凝土和混凝土长墙的配合比,从材料和配合比上防治裂缝。
(四)从混凝土的浇筑与养护方面控制
在规定的施工段内连续浇筑,不能产生施工冷缝;合理设置若干个后浇带;控制好预拌混凝土的质量,保证混凝土性能的同一性;根据浇筑条件及环境变化,及时调整配合比的用水量和外加剂;将泵送混凝土的输送管用湿麻袋覆盖;进行温度监测,进行保湿蓄热养护。
(五)从温度方面控制
在控制大体积混凝土温升的过程中,还得保证其内外温差小于25。C,还要注意随时散热,以减小其内外温差。
三、工程实例
(一)工程特点
佛山市某医疗大楼(如图1所示)的地下室地板属于多变截面大体积混凝土结构,混凝土总浇筑量15042 m3。其中,主楼底板厚度为950mm,裙楼底板厚度为550mm;主楼承台厚度为3000mm,裙楼承台厚度为1800mm,电梯井承台厚度为3000~4450mm;最大承台共有3处(均为电梯井),22400mm×
15000mm×3000~4450mm共2处,5000mm×19200mm×
3000~3870mm共1处。
图1广东省佛山市某医疗大楼
由于平面尺寸大、体积大的底板结构厚度变化复杂,板底深浅不一,地基的“嵌固”作用明显,底板受到的约束条件远比一般工程严峻;因底板各部分厚薄不一、散热条件的差异,各部分因水化热温度的不同,也会有明显的差异,从而形成自约束,其结构的表面积大也容易造成水分散失。因此,温度裂缝和收缩裂缝的控制有较大难度。
(二)裂缝控制技术与措施
以混凝土结构裂缝防治的“抗”和“放” 基本原则为理论基础,本工程从混凝土的原材料选择、混凝土配合比的设计与优化、混凝土的浇筑与养护等方面制定了裂缝控制措施如下:
1.本工程地下室底板混凝土工程选用旋窑生产的质量良好的湖南韶峰水泥、优质的珠海电厂Ⅱ级粉煤灰、北江中砂和番禺花岗岩碎石。
通过正交试验进行配合比优化,测定混凝土的干缩值作为参数,优选出多变截面大体积底板混凝土的配合比,如下表所示。
地下室多变截面底板C35混凝土配合比优选表
2.结合多变截面底板大体积混凝土工程,发挥混凝土结构裂缝防治的 “放”,设置后浇带(如图2所示),降低结构的约束和自约束等程度,从而达到防治裂缝开展的目的。
图2多变截面底板平面布置图
3.优化混凝土配合比设计,使水化热最高温升得到控制,采用“薄膜严密覆盖+2层麻袋”进行保湿养护。
4.施工期间,商品混凝土的供应能力可达160m3/h以上,完全可以满足单位时间混凝土最大需求量。