鋼纖維混凝土技術論文范文
時間:2023-04-02 02:15:42
導語:如何才能寫好一篇鋼纖維混凝土技術論文,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
1.鋼纖維混凝土性能
鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內部微裂縫的擴展及宏觀裂縫的形成,顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能,具有較好的延性
1.1新拌鋼纖維混凝土性能
鋼纖維有一個像砂皮般粗糙的表面,使它與水泥漿體的黏結較為牢固,可減少塌邊現象。論文大全。一般情況下,鋼纖維混凝土坍落度值比相應的普通混凝土小20 mm,經攤鋪機振動,即表現出與普通混凝土一樣的黏聚性。
1.2硬化后鋼纖維混凝土性能
(1)有研究表明[3],鋼纖維摻量為30~50 kg/m3時,鋼纖維混凝土的彎拉強度比普通混凝土提高約15%~35%,且與鋼纖維的摻量成正比。(2)抗沖擊性沖擊強度反映混凝土在沖擊荷載作用下的抗裂性能。將重8 kg的鋼球從25 cm高度自由落下沖擊經標準養護28 d的標準試件,當試件裂縫大于0.3mm時,記錄的沖擊次數即為沖擊強度。文獻表明[3],鋼纖維混凝土抗沖擊性能隨鋼纖維摻量增加而提高。鋼纖維摻量為30~50 kg/m3時,與普通混凝土相比,其抗沖擊性能可提高3~5倍。(3)抗干縮開裂性能試驗在工地上進行,在養護28 d水泥穩定碎石基層上澆筑普通混凝土板和鋼纖維摻量為50 kg/m3的混凝土板,用碘弧燈強光和風扇強風來加快試板失水,隨時觀察裂縫產生的時間。與普通混凝土相比[3],鋼纖維混凝土裂縫產生時間遲,裂縫產生數量少。這表明鋼纖維混凝土用于路面可以延長混凝土面板縮縫間距。(4)耐磨性耐磨性試驗采用TNS-04水泥膠砂耐磨試驗機。試驗前將尺寸為15 cm×15 cm×7 cm的試件在60℃烘箱中烘至恒重,然后在水泥膠砂試驗機上磨削50轉,磨損面積為0.012 5 m2。計算試件單位面積磨損量,以此作為標準來描述混凝土耐磨性。在混凝土中摻鋼纖維可顯著提
高其耐磨性能。與普通混凝土相比,鋼纖維混凝土耐磨性能提高了24.2%[3]。
2.鋼纖維混凝土的應用
鋼纖維混凝土在工程中的實際應用始于上世紀70年代,由美國Battele公司開發的熔抽鋼纖維技術為鋼纖維混凝土的應用提供了條件。此后在加拿大、英國、瑞典、日本等國家也迅速進行這方面的應用研究。我國是從上世紀70年代著手對鋼纖維混凝土進行材料力學性能的實驗研究,1989年頒布《鋼纖維混凝土試驗方法》(CECS13: 89),1992年頒布《鋼纖維混凝土結構設計與施工規程》(CECS38:92), 2004年頒布《纖維混凝土結構技術規程》(CECS38: 2004)。目前纖維混凝土在結構工程、鋪面工程、地下結構及其他特種結構工程等領域得到了比較廣泛的應用。
在結構工程方面,那些對抗拉、抗剪、抗彎拉強度和抗裂、抗沖擊、抗疲勞、抗震、抗爆等性能要求較高的工程部位,若采用鋼纖維混凝土會得到較高的抗拉強度、斷裂韌性和抗疲勞等性能。例如在梁柱節點中,已有實驗證明鋼纖維混凝土梁柱節點與普通混凝土梁柱節點相比,在強度、剛度、耗能能力和梁鋼筋粘結錨固方面有較大的改善,采用鋼纖維混凝土梁柱節點的框架與普通鋼筋混凝土框架相比,結構的延性提高57%,耗能能力提高130%,循環次數提高15%,在框架梁柱節點采用鋼纖維混凝土可替代部分箍筋,既改善了節點區的抗震性能,又解決了節點區鋼筋過密、施工困難等問題。論文大全。
鋪面工程包括公路路面、機場道面、橋面、工業地面及屋面等。因鋼纖維混凝土有著優良的抗拉,抗彎、抗裂、抗疲勞、抗沖擊、抗收縮、韌性好等一系列物理力學性能,因此,在鋪面工程領域中得到較廣泛應用。論文大全。文獻[4]過恩施州318國道某路段的路面設計對比,采用素混凝土路面,路面板厚度為25cm;采用層布式混雜纖維混凝土路面,路面板厚度為僅為16 cm。
地下結構所用的鋼纖維混凝土一般為鋼纖維增強噴射混凝土,它具有諸多特點,強度高(抗拉、抗彎、抗剪);抵抗沖擊、爆炸和震動的性能高;韌性好;抗凍、耐熱與耐疲勞性能好;抗裂性能強;即使構件已產生微小裂縫,也會因鋼纖維繼續抗拔而使韌性大為提高。
3.總結
鋼纖維混凝土具有優異的特性,使其廣泛應用于各個工程領域,但其本身存在的問題,也抑制了它的應用。(1)鋼纖維造價普遍較高,國產的性能相對較低,難以大規模使用;(2)鋼纖維混凝土的增強機理至今也還不是很清楚,現行的幾種分析理論,如復合理論和纖維間距理論都并不完善。復合理論忽略了纖維復合帶來的耦合效應,纖維間距理論忽略了纖維自身的耦合作用,都有應用局限性,需待進一步的研究和探討。(3)目前對鋼纖維混凝土的研究多集中在物理性能方面,對于化學性能方面(比如耐久性)的研究相對較少。(4) 鋼纖維混凝土與普通混凝土相比,在相對較低的水泥用量情況下,鋼纖維混凝土具有較高的抗折強度和耐磨性能、良好的抗沖擊性能和抗裂性能,非常適合在重載交通路面工程和對耐久性要求嚴格的工程中應用。
參考文獻
[1]時宗濱,齊巧男. 淺談纖維混凝土的應用[J]. 黑龍江交通科技,2008(6).
[2]蔣應軍,劉海鵬等.鋼纖維混凝土性能與施工工藝研究.[J].混凝土,2008(8).
[3]焦楚杰,孫偉等.中含量鋼纖維高強混凝土施工工藝優選[J].建筑技術,2004(1).
[4] 海慶,朱繼東等.層布式混雜纖維對混凝土抗彎性能的改善及其在路面設計中的應用[J].混凝土與水泥制品, 2003(4): 41-43.
篇2
【關鍵詞】市政建設;橋梁鋪裝;鋼纖維混凝土;施工應用
引言:混凝土原料在橋梁施工中的應用十分廣泛,尤其是在近現代,科學技術的不斷進步推動了混凝土技術的創新與改進,鋼纖維混凝土就因此而生。鋼纖維混凝土在原有混凝土的基礎上特地加入了提取的優質鋼元素,鋼纖維元素使得原有混凝土的物理屬性得到了擴展與提升,混凝土的延展度與抗壓力也得到了改進。因此,在橋梁施工中使用這種新穎的混凝土,可以提高橋梁的抗壓力與耐磨性能,還可以在一定程度上降低高負荷車輛對橋梁鋪裝層的沖擊力度,減少橋梁的壓力提高使用壽命。
一、具有鋼纖維特質的混凝土的優勢分析
1.1提高了橋面的抗變壓能力
鋼纖維混凝土作為一種新型的復合型材料,其所添加的短鋼纖維可以起到阻止混凝土內部裂縫的產生,對于在混凝土內已經產生的大型裂縫,其又可以起到相應的阻滯與治愈作用。鋼短纖維可以使得橋梁整體的密度降低,即使橋面長時間處于高負荷狀態,其也能夠科學合理的分擔所受的壓力,整體橋面也不會輕易變形,這就是良好的抗變壓與收縮能力的體現。
1.2促進了橋面抗沖擊能力的發展
在新型的混凝土中加入了特別提取的鋼纖維元素,可以使其具備更加良好的抗沖擊性能。良好的抗沖擊能力可以在橋梁工程受到一定的沖擊后仍保持著主體結構的穩定,保證了橋梁整體的正常使用。據資料顯示,鋼纖維混凝土的抗沖擊能力是一般混凝土材料的50-100倍,其本身的密度也較小,而韌性卻很高。
二、在橋梁施工中應用新型混凝土的成功案例
2.1工程概況
在京津高速公路天津段建設工程中,K3+591中橋為正交部分的橋梁,在其的上部結構部分采用的是16m的預應力空心板梁。而在這段橋梁的主要中心位置,外側主要采用的是SA級的鋼筋混凝土土墻式的護欄。在橋面上則通常會利用10cm厚的場c40防水混凝土作鋪層。在整個橋面系中,主要包括的有橋面的現澆部分、橋面的瀝青混凝土鋪裝部分、伸縮縫、搭板橋頭位置部分、護欄、水力系統以及其他的照明設施及標識。
2.2新型混凝土在橋梁施工中的運用
在該工程的建設中,工作人員在普通混凝土的橫截面加入了0.5%到1%不等的鋼纖維元素,這樣就會使得橋梁橋面道路的厚度會超過正常橋梁施工道路的50%以上,這樣就確保了橋面的堅硬程度。這種復合形式的配置可以設置為多層結構,使得橋面道路的穩定性得到進一步的提高。同時在施工中應用鋼纖維混凝土,還可以提高橋面的承壓能力,促進其整體性能的發展。其密度較小的特性還在一定程度上減輕了橋梁的自重,起到平衡的作用。同時在橋梁項目建設的過程中,鋼纖維混凝土的應用還會大大改善橋梁的結構特征,推動橋梁的結構朝著輕便化、跨度大的方向發展。
三、橋梁鋪裝施工中鋼纖維混凝土的施工分析
3.1施工前的準備工作
在整體施工前,首先是要對施工步驟與施工工藝有個全面清晰的了解與認知。在進行橋面鋪裝施工工作前,測量人員首先需要先把整體橋面按照10米劃分為不同斷面,并要確保每個斷面不少于四點,這樣才便于對橋梁頂面進行細致的測量。測量完畢并收集好一切數據后,可申請進一步的驗收,驗收合格后才可正式施工。
其次,如何選擇最合適的鋼纖維材料投入到混凝土中進行施工,這也是一個十分重要的問題。一般來說,我國大多數的市政橋梁建設最常用的是啞鈴型鋼纖維作為原材料。這種類型的鋼纖維具有較強的粘性以及較為穩定的結構層。在施工過程中,施工人員方可通過改變鋼纖維本身的表面與形狀來調節其與混凝土基體之間的粘連性能,來更好的投入使用。
3.2中下梁面與平面層的施工技術
在橋面鋪裝施工中,橋梁的中下梁面以及其平面層是一塊重要的施工區域,施工人員應在積極了解現場的施工情況后選擇合理的施工技術。
在本工程中,工程師選擇的是型號為d10mm,間距為85cm×75cm的鋼筋段,因此其植入整體層與鋪裝層的長度大致為7m與8m。為了確保行車車輛的輪胎安全,還需將露出部分的鋼筋折彎植入整體層中。
3.3標高帶與鋼筋網的施工技術
在安裝相應的模板時,應注意選用角鋼作為所需材料。角鋼的擺放位置也是經過特定的程序調整的,大致的位置為距離滾筒適宜的距離,陰角必須正面朝上,其底部需要用水泥砂漿進行填補。分布角鋼的測點需定時,定量以及定距離的合理設置。最后同時需要注意的是做好相應的,科學的防裂措施。
3.4鋼纖維混凝土的攪拌與運輸
新型混凝土的攪拌與運輸工藝是橋梁橋面建設中重要的一個階段之一。事實證明,在對這種新型的混凝土進行攪拌時,最佳選用的是強制型的攪拌機。在攪拌階段,也須控制攪拌的數量不能超過攪拌機承受的額定數量。這種攪拌操作技術會對混凝土在橋面鋪裝施工中的使用性能產生一定的作用。因此,在攪拌過程中,可以采用二次投料三次攪拌的方法實施,對投料的次序與方法也要按照要求執行,這樣才能確保鋼纖維在混凝土基體內的均勻分布。在投入物料方面,為了達到快捷精準的目標,可以采用電子計數方式進行投料,若遇到有銹蝕或者含有硬塊的鋼元素,則應不予應用。在對鋼纖維混凝土進行運輸操作時,應采用合格的混凝土拌合車,這可以有效的防止混凝土在運輸過程中下沉現象。
3.5攤鋪與振搗施工技術
在橋梁橋面的具體建設中,攤鋪與振搗技術是其中一個十分重要的階段。因此,在施工中使用混凝土前,必須要先對橋面作個完整全面的沖洗,鋪裝地層較薄的應采用泥水漿進行沖洗。攤鋪工作就是在此基礎上才得以展開,當攪拌車將混凝土材料運輸到指定施工場地后,就要開始卸料,在卸料過程中需要快速轉動,將材料充分攪拌。卸料工作完成后,工作人員就要使用鐵鏟來進行整體的鋪平工作。
四、結語
總的來說,鋼纖維混凝土以其密度小、抗壓力強、耐磨性好等特性在市政橋梁的施工中發揮出了十分重要的作用,其不僅可以進一步改進橋梁鋪裝的技術,增加施工橋梁的使用性能,還能減少建設成本,節約施工原料與資源,并對環境起到一定的保護作用。同時,筆者建議施工人員還應積極的在使用鋼纖維混凝土的過程中,創新施工技術,從而才能促進橋梁施工的科學發展。
參考文獻:
[1]李春雨,殷艷春,張德剛.論鋼纖維混凝土在市政橋梁橋面鋪裝施工中的應用[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2014-06-25.
篇3
關鍵詞:房屋混凝土結構裂縫 控制“抗”“放”結合
一、前言
房屋混凝土結構裂縫為建筑工程中的重要技術難題和質量通病,不僅有礙美觀,而且會損傷結構,影響建筑的正常使用及耐久性,某些裂縫甚至會影響房屋結構承載力的極限狀態,嚴重威脅結構的安全可靠性,以下簡要分析如何控制房屋混凝土結構裂縫。
二、混凝土結構的裂縫的類型和危害
根據裂縫發生的原因,混凝土結構裂縫可分為荷載裂縫及非荷載裂縫。正常情況中,非荷載裂縫和荷載裂縫都不會影響建筑物的可靠性,裂縫最大的危害在于大大降低了混凝土抗滲性,進而對建筑物正常使用和長期耐久性產生不好的影響。而非荷載裂縫所造成的危害更加顯著,因為混凝土結構的荷載裂縫常常是非貫穿性的,但非荷載裂縫如溫度裂縫、收縮裂縫,最終往往形成貫穿裂縫,對混凝土的抗滲造成更大影響。[1]
三、房屋混凝土結構裂縫控制原則
“抗”、“放”結合原則。“抗”、“放”結合原則是王夢鐵先生從事多年的混凝土結構裂縫控制理論研究,再依據大量的工程實踐經驗,所總結出的裂縫控制原則。其中。“抗”是在混凝土自收縮較小和溫度變化較小階段,運用極慢速受力時混凝土極限拉伸應變較大的能力,來抵抗混凝土內部所受的拉力以避免裂縫發生。而“放”是在混凝土自收縮較大和溫度變化較大階段,釋放混凝土內部受到的應力來避免產生收縮裂縫照此原則,所有非荷載變形裂縫控制措施基本上都屬于“抗”或“放”的措施。
四、房屋混凝土結構裂縫控制措施
房屋混凝土結構裂縫的類型以及現存問題,經初步研究,筆者認為可以采取以下幾方面措施:
1.混凝土結構裂縫的材料控制
嚴格控制原材料質量及技術標準,選擇低水化熱水泥,粗細骨料含泥量應盡可能少(1-1.5%以下)。若條件允許,應優先選擇收縮性小或微膨脹性的水泥。骨料在大體積混凝土中一般占混凝土絕對體積80%-83%,選擇線膨脹系數小、表面清潔無弱包裹層、巖石彈模較低、級配良好的骨料。砂除了滿足骨料規范要求,還應恰當放寬細粉或石粉含量,砂中石粉比例在15%-18%之間合適。粉煤灰與水泥顆粒細度相當,燒失量小,含堿量和含硫量低,需水量小,均可摻于混凝土中使用。引氣劑同高效減水劑復合使用對減少膠凝材料用量和大體積混凝土單位用水量,改善新拌混凝土工作度,提高硬化混凝土的變形、熱學、力學、耐久性等性能有著極其重要的作用,也是混凝土往高性能化發展所不可或缺的重要組分。
2.混凝土結構裂縫的配筋控制
配筋是控制混凝土裂縫的主要手段之一,對于荷載力引發的裂縫主要依靠配筋來控制。配筋控制裂縫的主要方式是規定指標和控制裂寬 [2]。對于連續式板不應采用分離式配筋,應選擇上下兩層(包括受壓區)連續的配筋;對拐角處樓板應配上下兩層放射筋,孔洞處設加強筋;對混凝土梁腰部增設構造鋼筋,其直徑8~14mm,間距約200mm,視情況而定。[3]
3.設置后澆帶
減輕和防止超長混凝土結構的溫度收縮裂縫需設變形縫,考慮建筑效果則不希望設縫。因為設縫會有雙柱、雙梁、雙墻,平面布局受限,同時影響立面造型,除有豎向變形縫蓋板外,還有兩根外排雨水立管,因此,施工后澆帶法應運而生。施工后澆帶又分為后澆收縮帶、后澆沉降帶和后澆溫度帶。施工后澆帶是建筑物(包括基礎和現澆砼梁板部位)在結構施工的預留寬縫,待主體完成,將后澆帶用高標號膨脹混凝土補齊,這種寬縫就不存在了,既在整個結構施工解決了樓房不均勻沉降,又可以不設變形縫。設置后澆帶可以抵抗和控制收縮應力、溫度應力,是目前常用的一種方法,利用了混凝土早期收縮量大的特點,其思路“以放為主”,主要是斷開結構來釋放早期混凝土所產生的應力,以減少裂縫的出現[4]。
4.無縫施工
游寶坤[5]提出UEA無縫設計施工新技術。其原理是于結構收縮應力最大的地方給于大的膨脹應力。具體方法:一般在后澆縫處設加強帶。帶的兩側架設密孔鐵絲網,帶寬2M,防止不同配比的混凝土進入加強帶內。施工時,先澆帶外的小膨脹混凝土(摻入10-12%UEA),到加強帶時,改用大膨脹混凝土(摻入14-15%UEA),此處混凝土強度比兩側的混凝土高0.5個等級。如此連續澆注,實現無縫施工。
5.鋼纖維控制
吳斌[6]指出:鋼筋加鋼纖維混凝土雙摻結構的裂縫設計對控制混凝土結構裂縫效果很明顯。鋼纖維對加固混凝土結構是整體的、三維全截面且各向同性的,無論在混凝土中哪個部位,鋼纖維皆能起到加固作用。而混凝土裂縫產生主要由于在變形作用或外部荷載時,混凝土內部的微裂會進一步延伸、貫穿及貫通,變成截面斷裂。而鋼纖維各向同性分布的特點很好地阻擋了混凝土內部微裂的貫通。
6.混凝土結構裂縫的施工控制
混凝土結構裂縫控制的設計、材料措施及結構措施是否發揮效用,完全取決于合理、規范、精心的施工組織和操作,所以,一定意義上,施工控制則是混凝土結構裂縫控制中的最關鍵措施,同時也是必要條件。
6.1混凝土進場控制
為保證混凝土配比、組成不發生變化,確保澆筑后有良好均質性,混凝土進場應嚴格把關,照規定取樣檢測。而泵送混凝土,每車混凝土都應有同樣的坍落度,不允許超過設計要求、發生大的波動。坍落度不足,禁止隨意加水,以確保混凝土配比和組成保持不變。
6.2混凝土澆筑、振搗
采取分塊或分層澆筑,設置合理的施工縫,減少每次澆筑的蓄熱量,防止水化熱積聚,降低溫度應力。選擇二次振搗法,在澆筑和第一次振搗后20~30min再進行二次振搗。振搗時間均勻一致以表面泛漿合適,間距均勻,以振搗力波同范圍重疊1/2為宜,要求分層澆注,分層流水振搗,需保證上層混凝土于下層初凝前結合緊密。回避縱向施工縫、提高結構抗剪性和整體性能。振搗的操作技術常常不受重視,過分振搗有礙混凝土均勻性,振搗不足則不能保證混凝土應有密實度,應恰到好處。混凝土澆筑時的分層澆筑厚度不應超出300mm,加快混凝土散發熱量,使熱量均勻分布;混凝土的坍落度應在14±2cm內。
6.3抹壓和養護
抹壓和養護是避免混凝土早期微缺陷及塑性裂縫最有效的方法。抹壓可在一定程度上愈合混凝土凝結前形成的塑性收縮裂縫。大風或炎熱環境下,抹壓操作后應及時進行氧化,不然得不到好的塑性裂縫控制效果。普通混凝土,澆筑完畢應滿足一到兩周的養護要求,可大幅降低混凝土的干燥收縮,且盡量減少澆筑完畢同養護的時間間隔,避免出現塑性收縮裂縫。
五、小結
房屋混凝土結構裂縫的控制是一種全過程控制,不僅僅是養護的問題,前期的結構設計、材料的合理選著和材料的優化配比 、規范合理的施工等都是預防和控制裂縫的非常重要的手段,而最重要的則是建設主管方的指導思想。
參考文獻
[1]張雄主編.混凝土結構裂縫防治技術.北京:化學工業出版社,2006.6.
[2]富文權,韓素芳主編.混凝土工程裂縫預防與控制.北京:中國鐵道出版社,2007.5.
[3]王鐵夢.工程結構裂縫控制的綜合方法.施工技術,2000,29(5):5-9.
[4]艾長東,孫巍.混凝土結構裂縫的控制. 油氣田地面工程,2005,24(3):56.
篇4
【關鍵詞】橋梁道路 公路橋梁病害分析加固
中圖分類號: U41文獻標識碼:A 文章編號:
一.引言
隨著我國經濟社會的不斷發展與進步,交通運輸業也在不斷的發展與壯大,交通運輸量不斷的在增長,在我國,由于種種的原因造成公路橋梁發生病害的橋梁大幅度的增加,有些更是嚴重的影響了公路橋梁設施的承載力,以及公路橋梁的正常使用,如何從根本上提高和延長公路橋梁的使用價值,也是我國當下必須要解決的一項問題。
二.公路橋梁病害的主要原因。
盡管這些年橋梁病害是我們這個行業最難處理的不足,有耐久性不足、結構不足、超載不足以及施工歷程中留下的后患等等,但大體出現的病害癥狀卻基本有以下幾類:
裂縫病害。
裂縫病害按性質分主要分為結構縫和非結構縫如龜裂等;按分布可分為梁端的剪切縫、梁底承載不夠或超載引起的裂縫以及預應力梁的順筋縫,還有一種就是墩柱軸壓不夠引起的在墩柱兩端碎紋,或者梁體橫向受力不均或地基的不均勻沉降引起梁體扭轉豎紋等,雙嶼橋的裂縫基本比較規則,都是分布在梁底的橫向裂縫,以及局部蓋梁負彎矩出現的豎向裂縫,根據專家的多次討論淺析,各種理由都有著,運營歷程中的超載、交通流量的不斷增大以及施工質量的制約方面。
混凝土病害。
混凝土的破損、脫落以及露筋現象,這類不足出現的核心本質是混泥土中的孔隙與進入到里面的水分結合形成碳酸,致使里面的鋼筋銹蝕膨脹反過來進一步脹裂混泥土,如此循環,導致鋼筋更快的腐蝕,最終形成我們檢查時常見的局部破損現象:混泥土脫落、露筋。
伸縮縫病害。
滲水,多半是伸縮縫老化或者施工處理是質量制約不嚴,或者養護時未及時處理,一般理由前者比例較大,這和當時設計的伸縮縫材料屬性以及施工歷程的管理都不無聯系,還一種情況就是橋頭有著剎車或者發生變速處也容易破壞。雙嶼橋當時個別縫也有著這個不足,擬采取局部加固處理以及加強日后的養護這種方式來解決當時的這個不足。
支座病害。
支座的變形、破損與更換,這是個目前隱形后患,不是說它本身的破壞性,而是如不及時處理引發的橋面反射裂縫或者更嚴重的后患是不言而喻的,解決它一樣也不是容易的事,即技術含量極高的同步頂升,因為更換一個支座和一根蓋梁一樣,都需要精密的儀器和整個梁同時抬高到一定的高度,需綜合考慮作業時間、空間、費用。
5.現在橋面鋪裝開裂混凝土橋面鋪裝層的病害是比較常見的,主要表現為較規則的縱、橫向裂縫,不規則的網狀裂縫及較嚴重的破裂等。第一,橋面板沒有充足的剛度是很容易出現病害的,并且其發展相對比較快的。第二,鋪裝層、橋面板和主體結構的變形存在一定的差異,在這個過程中,內力會有所增加,縱、橫向裂縫的產生也就是必然的。除此之外,之前建設的橋梁,因為那個時候不能很充分地認識鋪裝功能以及病害,通常情況下,配筋量會出現偏小的現象,鋼筋直徑太細,鋪裝與承載構件的界面連續不牢靠等問題。
三.加固方法。
1.橋面鋪裝維修加固。
局部修復鑿補法。將水泥混凝土鋪裝層的表面鑿毛,深度以使骨料露出為準;用清水沖洗干凈斷面并充分潤濕;涂刷上同標號的水泥砂漿(或其他粘結材料);最后在橋梁承載能力容許范圍內鋪筑一層1~5cm厚的水泥混凝土鋪裝層。
重新澆筑混凝土橋面板。橋面板的碎裂和其他損壞特別嚴重、混凝土質量或施工狀況特別不良,且無適用的修補方法時,就必須采用重新澆注新的混凝土橋面板的措施。施工時,將原有的行車道鋪裝全部拆除,再將行車道表面清掃干凈,必要時錨入適量短鋼筋,配置1~2層鋼筋網,澆筑整體化混凝土。
橋面補強層加固法。即在舊有橋面板上重新加鋪一層混凝土或鋼筋混凝土補強層。此方法既修補已出現裂縫、剝離等損壞的橋面板,又能加高原有梁板的有效高度,增加梁板的抗彎能力,改善鉸結梁板的荷載橫向分布,從而提高橋梁的承載能力。
其他方法。如加鋪一層瀝青混凝土,采用混凝土粘結劑或環氧樹脂材料修補法,鋼纖維混凝土修補法,聚合物混凝土罩面法等。
2. 絞縫的維修加固。
絞縫損壞后,可減弱板梁間的橫向聯系,嚴重時可能導致單梁受力,給橋梁的運行帶來很大的安全隱患。絞縫的維修加固:首先清除鉸縫混凝土,再在絞縫兩端相鄰橋面板的腹板中植入鋼筋以加強鉸縫構造;為了加強絞縫的抗剪能力,現在還有了一種針對上海地區小絞縫板梁的新的絞縫加固技術,就是除了在相鄰橋面板的腹板中植人鋼筋,還要在鉸縫內重新植入鋼筋,鋼筋上端彎折后包裹住橋面鋪裝鋼筋,與橋面鋪裝鋼筋焊接,使橋面鋪裝混凝土與鉸縫內的混凝土能夠共同受力,以提高鉸縫抗剪承載能力,并保證板梁的橫向分布受力能夠發揮作用。
3. 伸縮縫的維修。
伸縮縫跟橋接坡維修可共同進行。橋接坡損壞導致的橋頭跳車使得較大的沖擊荷載直接作用在伸縮縫及保護帶混凝土上,容易損壞伸縮縫,對橋梁的沖擊也很大,會影響到橋臺臺背;而伸縮縫破壞后容易使得雨水從伸縮縫處滲入橋臺臺帽中,不利于橋臺的耐久性,故發現此類病害后要及時維修。橋接坡的維修:對于橋接坡沉降引起的橋頭跳車,先把原混凝土鋪裝病害修復鑿毛或把原瀝青混凝土銑刨掉一部分,如高差不是很大,可以直接用細瀝青混凝土加罩;如高差比較大,用粗瀝青混凝土襯墊,再加罩細瀝青混凝土 伸縮縫的維修:①伸縮縫日常就應注意養護,及時清除里面的垃圾雜物,以防堵塞。②若只是橡膠止水帶損壞或老化,需及時修補或更換新的止水帶。③若伸縮縫及保護帶混凝土損壞嚴重,就需重新安裝新的伸縮縫。
四.橋梁預防性養護措施。
為了加強橋梁的使用壽命,在設計、施工、養護階段都應該考慮橋梁的養護問題,比如針對橋面鋪裝及板梁絞縫很容易損壞的問題,設計上就應該適當考慮增大絞縫連接筋的直徑或者在橋面鋪裝里增加鋼纖維或聚丙烯纖維;而施工工程中要嚴格按照設計圖紙及橋梁規范的要求來做,的關鍵。只有堅持以工程質量為前提,進行有效的項目管理,結合具體的項目規劃和實施方案,合理、有效地加強質量控制,才有可能真正的達到質量和效益的“雙贏”。
五.結束語
面對國際的競爭壓力和國內激烈的市場競爭,地鐵工程施工單位和監理單位如果要想取得市場和贏得生存,必須要堅持質量管理的科學理念。在保證工程質量的前提下,有效地控制成本,從而帶來經濟效益和社會效益。
參考文獻:
[1] 時娜 楊成斌 汪蓮SHI NaYANG Cheng-binWANG Lian 公路橋梁病害分析與加固 [期刊論文] 《工程與建設》 -2010年2期
[2] 馬運朝 何少平 李清 高速公路橋梁病害分析與加固[期刊論文] 《基建優化》 -2007年4期
[3] 胡浩然 公路橋梁病害分析與加固措施 [期刊論文] 《中國科技富》 -2010年14期
[4] 黃穎 混凝土板橋病害分析及加固方法研究[學位論文] 2005 - 長安大學:橋梁與隧道工程
篇5
關鍵詞:道路工程;橋梁工程;融雪化冰;技術分析
Abstract: This paper introduces the domestic and ice melt road bridge engineering technology and its application status, different methods of snow and ice classification, and on this basis, the pros and cons of various methods were elaborated.
Keywords: road engineering; bridge engineering; snow and ice; Technical Analysis
中圖分類號:U41
0 引言
我國大部分地區屬于冰雪地區,由于橋梁是架于水面之上,或者是跨線高架,不能吸收大地熱量,調查結果顯示橋面溫度通常低于與其相銜接的路面2-3℃。因此在負溫情況下,橋面往往較路面先產生薄冰層,甚至路面不凍結的情況下橋面已經存在薄冰層;而在凍結情況下,當氣溫回升時,橋面氣溫回升又滯后于路面,在路面積雪融化時橋面仍有冰層存在。因此,對于高速行駛的車輛從無冰層的路面到薄冰層的橋面的轉換行駛是事故高發的過渡段,尋求科學有效的抑制冰雪技術成為近年來研究的熱點。
我國經常有因積雪冰凍而引發交通事故的報道,后果慘重,令人觸目驚心。僅2009年初冬季節就有多起因橋面積雪結冰而造成的交通事故,損失均相當嚴重。2009年11月,一輛客車在煙威一級公路雙島海灣大橋處,由于路滑,在行駛中失控,造成13人死亡;京昆高速西禹段,由于葦子溝大橋橋面和路面積雪結冰,相繼發生十余起事故。因此,如何行之有效的對橋面及時破冰和除冰,增大路表附著力,保證冰雪季節橋面及路面的通行能力并減少道路交通事故發生率,已成為廣大道路工作者所關心的主要問題之一,因而對于冰雪地區橋面尋求科學的除冰雪方案對道路交通的發展具有至關重要的現實和社會意義。
一 國內外研究及應用現狀
對公路積雪結冰的處理問題,各國道路交通部門多年來一直非常重視,而且作了大量的研究工作,探索出了多種清除道路表面積雪結冰的方法。這些方法主要分為化學方法和物理方法兩大類。
1、化學方法
化學方法是通過在公路上撒布化學藥劑(即融雪劑)來降低冰雪的冰點,使冰雪融化,進而清除冰雪。撒布融雪劑是目前國際上較為流行的一種公路除冰雪的手段。國內外常用的融冰雪劑主要有氯化鈣、氯化鈉等各種鹽類、乙二醇、丙二醇、尿素類、醋酸鉀、醋酸鈉、甲酸鈉、醋酸鎂鈣類等。化學方法的除冰雪效果受環境溫度、車流量和車輛行駛速度等的影響較大,效果千差萬別。如果環境溫度過低或降雪量過大,都會嚴重影響它的使用效果。尤其是環境溫度較低時,融雪劑自身很難快速溶解、融化,須借助車輛輪胎的碾壓作用,所以融冰雪持續時間長,效果差,使用范圍受限制,綜合成本高。
而且多數融雪具有很大副作用。近年來研究成果表明融雪劑對淡水生物具有很高的危害。由于融雪劑在融冰雪時以電解質的形式存在于冰水中而降低水的結冰溫度,因此,融雪劑本身的化學成分和鹽分不會發生改變,隨融化后的雪水滲入路面結構或流入周圍水體,使得水體礦物組成發生改變而影響水體內生物生長。
由此可見,撒布融雪劑抑制冰雪,不但使用效果很難保證,而且由于融雪劑中的有害物質強力腐蝕道路材料、設備和機動車輛,影響路面的使用性能,還會造成一定程度的環境污染,已成為冰雪國家和地區的一種新公害。因此,各國公認化學方法并非理想的除冰雪方式。
2、物理方法
根據采用的具體措施的不同,物理除冰雪技術分為人工清除法、機械清除方法、熱力融冰雪方法和抑制凍結鋪裝等。
(1)人工清除法
即通過人工的方法清除路面積雪結冰。該方法對冰雪清除較徹底,但效率低,費用高,清冰雪作業影響車輛通行及行車安全,不能長時間作業,主要適用于雪量較小情況下或重點難點路段的冰雪的清除。
(2)機械清除方法
該方法分為機械鏟冰雪和機械吹雪兩類。機械鏟冰雪方法是采用大型機械將路表冰雪通過鏟、推等方式除去的除冰雪方法,該方法通常采用平地車等強力清除設備,由于鏟具與路表間間隙不易控制,若間隙過大除冰雪效果不佳,形成表面薄冰層,使得除冰雪效果適得其反,若間隙過小則容易損壞路面,產生初始缺陷,從而為水分的滲入創造條件,為路面的病害埋下隱患。同時國內生產的鏟雪機功能單一,設備利用率較低;國外綜合性的除冰雪機械價格昂貴,維修養護費用高,經濟效益較差。
機械吹雪方法采用大型鼓風設備將路面積雪吹離路表的除雪方法,該方法由于其自身條件的限制,僅適合于未經碾壓的薄層路表積雪,當積雪厚度較大時其除雪能力急劇下降,且積雪一經碾壓,其鼓風能力限制了其吹離積雪的范圍,因此機械吹雪方法只適用于機場等小范圍除雪,不適合交通量較大的公路和城市道路除雪。
(3)自動熱控融雪化冰橋(路)面
熱力融冰雪方法是利用熱水、地熱、燃氣、電或太陽能等產生的熱量使冰雪融化,如地熱管法、電熱絲法、流體加熱法、發熱電纜法等。
①噴灑熱水除冰雪
噴灑熱水除冰雪技術主要是降雪時向道路表面噴灑熱水,使路面表面的冰雪融化,再流入道路內部或周邊的集水管線,予以排除。此項技術多采用大孔隙路面,以方便雪水的順暢排除。噴灑熱水除冰雪技術不但消耗大量的能源,而且融化的雪水進入路面結構時會將路表的灰塵等雜質帶入,在路面結構內部積存,進而堵塞孔隙,致使排水不暢,影響雪水的排除。另外,進入路面內部的雪水還可能造成路面結構的凍脹破壞,影響路面的正常使用功能。
②循環熱流體技術
循環熱流體是通過在路面內部鋪設一定的水管,通過蓄能或其他能量轉換的方式加熱路面,從而提升路面溫度,達到融雪化冰目的的除冰雪技術,它主要包括路面集熱蓄能融冰雪技術、太陽能融雪化冰技術等。
路面集熱蓄能融雪化冰技術是通過在路面或橋面內鋪設熱流管,以水為能量載體,將夏天太陽輻射和路面高溫熱量傳導到地下土壤內部進行儲存,冬季氣溫降低路面結冰后采用地下換熱器從底部土壤中導出熱量,經熱管提升后,通過水泵將高溫水沿輸送管泵送至路面內分布的水管內,熱量通過對流交換得到使表面冰層融化的目的。它主要包括路面集熱、地下蓄能裝置以及泵送設備等部分,其主要構成如圖1所示。
圖1 路面集熱蓄能融雪化冰系統
該系統不但冬季可實現橋面(路面)融雪化冰,而且可充分利用夏季太陽能季節性集熱的特征,同時,該系統可實現夏季降低路表溫度,冬季提高路面溫度,顯著降低了瀝青路面的車轍及開裂等病害的發生。美國、日本以及瑞士、挪威、冰島、波蘭等國家率先在該領域進行了大量研究和試驗路修筑。如美國芝加哥O’Hare國際機場滑行跑道Snowfree融雪化冰示范實驗工程、挪威首都奧斯陸Gardrmoen機場的熱泵空調和停機坪熱流體循環融雪化冰系統,日本二戶市的高速公路彎坡道路全自動熱融雪化冰系統Gaia工程,波蘭Goleniow機場地源熱泵地面融雪化冰系統等。
③太陽能融雪化冰路面技術
長安大學王選倉教授的太陽能融雪化冰路面課題組利用光伏或光熱系統加熱對水體進行加熱,加熱后的水體通過鋪設在路面內的導管對路面進行加熱,從而實現冬季路面(橋面)融雪化冰的目的,室內及試驗路均得到了良好了融雪化冰效果。
由于循環熱流體除冰雪系統涉及道路、橋梁以及地下工程,初始投資大,傳熱設施改造維修困難。所以,國際上開始重視模型分析和數值計算,依此開展廣泛的性能研究、可變性預測、控制策略研究及設計評價等工作,提高對復雜集熱蓄能融雪化冰系統設計的有效性和認知程度。
④加熱式橋面技術
加熱式橋面是采用加熱橋面或橋面鋪裝使冰雪融化,恢復路表抗滑性能方法,如發熱電纜法、紅外線燈照加熱法、電熱絲法、傳導式混凝土以及導電瀝青等。
發熱電纜法是通過在橋面中敷設一定數量的發熱電纜,在橋面結冰前一定時間內對電纜通電加熱,從而實現橋面冬季無凝冰現象的除冰雪技術。加熱電纜在橋面(路面)敷設方式通常采用蛇形分布,在橫斷面位置通常敷設在橋面鋪裝層底部,如圖2及圖3所示。
圖2發熱電纜敷設平面分布圖 圖3發熱電纜敷設橫斷面位置
北京工業大學對敷設了發熱電纜的路面進行了室內試驗,結果表明發熱電纜工作2.5小時后,路表溫度達到2℃,大氣溫度為-4℃,在均勻的撒布了厚度的碎冰1小時后碎冰基本不融化,撒冰2小時后,碎冰融化接近一半,直到撒冰5個小時后,才基本將冰融化完畢。降雪后加熱電纜,表層雪在很短的時間內就全部融化完畢,融雪效果顯著。
導電混凝土電熱融冰雪是通過在混凝土中添加適當種類和適當含量的導電組分材料,使混凝土變成具有良好導電性能的導電體。通電后導電混凝土產生熱量并使路面溫度升高,無積雪、不結冰,從而保障道路暢通和行車安全。導電混凝土主要類型為鋼纖維導電混凝土和碳纖維導電混凝土,但鋼纖維導電混凝土電阻會隨著時間而增大,安全性差,碳纖維混凝土施工工藝復雜,價格昂貴。
武漢理工大學采用表面涂有環氧樹脂的碳纖維編織在玄武巖土工格柵上,形成具有電熱功能的碳纖維格柵并將其埋入距離路表面5cm的混凝土路面中(圖4、圖5),形成具有通電后加熱除冰雪效果的復合型格柵。采用此種類型的格柵進行路面除冰雪能滿足路面表面升溫并保持路面表面無凝冰,且碳纖維格柵電阻和電功率穩定。該種復合導電格柵充分利用了碳纖維格柵及玄武巖格柵的特點,施工方便可靠,造價顯著低于碳纖維混凝土。
圖4 復合型碳纖維格柵圖5 碳纖維格柵在路面結構中的位置
(4)抑制凍結鋪裝技術
抑制凍結類鋪裝技術是通過在路面材料中摻加一定量的特殊材料,利用路面本身的結構特性或表面特性,在荷載作用下使得表面冰層或雪層內部產生自應力作用而使冰層或雪層產生破碎,從而達到抑制路面結冰,恢復其通行能力的除冰雪技術。通常采用的特殊材料為廢舊橡膠顆粒,其在瀝青混合料中摻入的方式有兩種:①橡膠顆粒瀝青路面。即采用橡膠顆粒瀝青混合料鋪筑而成的路面。②鑲嵌類鋪裝技術。將大尺寸的廢舊輪胎橡膠顆塊強制碾壓后使其嵌擠于路表,在荷載作用下利用橡膠顆粒周圍冰層或雪層的變形不均勻性達到破碎表面冰層或雪層的目的。
對于抑制鋪裝類技術來說,國外多數采用的鑲嵌類鋪裝技術,此種方法雖然具有一定的效果,但由于橡膠塊位于路面表面,其與瀝青材料間粘附性不足,從而在水分及行車荷載的反復作用下容易從瀝青表面脫落而使路表產生麻面,影響路面耐久性。
二 結語
為解決道路橋梁工程結冰所引起交通事故的問題,國內外進行了大量的努力和嘗試,由于撒布除冰雪劑其本身具有其他除冰雪方法所不具備的優勢,現階段仍然得到了廣泛的應用。因此有必要將實用性及可靠性相結合,開發更加適用于我國國情的道路除冰雪技術,提高道路行車安全性。
參考文獻:
劉凱.融雪化冰水泥混凝土路面研究[D].長安大學博士學位論文,2010.
黃中岳,陳光,王曉放等.熱力機械負荷除雪除冰方法研究[J],2004,(1)
篇6
論文摘要:文章通過對新光快速路隧道工程噴射混凝土施工過程中的回彈量、厚度、檢測等問題的探討,結合施工實際對隧道工程噴射混凝土施工提出建議。
隨著國家交通基礎建設投資力度的加大和人們對環境保護的日益重視,隧道工程建設呈現較大增長趨勢。據有關資料顯示,我國已建成鐵路隧道5300余座,總長度約4000km;公路隧道1800余座,總長度約750km,是世界上隧道工程最多的國家。其特點主要表現在單孔隧道長度紀錄不斷被刷新;施工技術難度和技術含量不斷加大;大斷面、多孔連拱和小凈距隧道不斷出現;高海拔、高寒地區隧道建設很突出;各部門有關隧道的技術規范、標準也逐漸統一。
一、噴射混凝土在隧道工程復合支護中的作用
目前隧道工程復合支護中普遍采用的是噴射混凝土或噴射鋼纖維混凝土,噴射方式主要有和濕噴。噴射混凝土具有支護及時、強度高、密實性強、操作簡單、靈活性大等優點,特別是在軟弱圍巖地質條件下,配合鋼拱架和系統錨桿作為聯合支護,其優點更為明顯。就新奧法原理而言,容許圍巖產生變形,同時在圍巖變形過程中,通過圍巖自承體系和支護結構對圍巖變形進行控制,達到讓圍巖變形的適度釋放而不是徹底釋放的目的。在上述過程中,噴射混凝土的作用可分成兩個階段:(1)噴射混凝土施作初期,從材料結構和力學特征,可把噴射混凝土看作柔性結構,為圍巖變形的適度釋放提供空間;(2)當噴射混凝土具有一定強度后,可把鋼拱架、系統錨桿和噴射混凝土組成的支護體系看作鋼性結構,用來控制圍巖變形,達到保護和發揮圍巖自承能力的效果。當然在所有作用過程中,也應該重視和強調支護體系的韌性概念,目前施工大多采用噴射鋼纖維混凝土,就是這種概念發展的必然結果。
二、噴射混凝土施工的關鍵技術
(一)噴射混凝土的回彈量控制
目前隧道工程噴射混凝土施工,為保護環境和維護工人健康。大多采用,其回彈量普遍較大,平均在30%以上,損失較大。一般隧道工程的利潤主要來自開挖和初期支護的噴射混凝土。如何通過技術改進和加強管理來降低噴射混凝土的回彈量,筆者通過對多座隧道工程、多個施工隊伍施工情況的分析比較,認為做好以下幾點可以將回彈量控制在15%~24%的范圍。(1)分段分塊噴射。分段長度不超過6m,分塊大小不超過2m×2m,嚴格接先墻后拱、先下后上的順序進行噴射,以減少混凝土因重力而滑動或脫落。
1.計算:Ap=2.5AL (1)
式中:p——增加的風壓值,N/cm2;
L——輸料管增加的長度,m。
噴射混凝土的水壓一般控制在稍高于風壓即可,施工現場可以按水壓高于輸料管風壓10~15N/cm2進行控制,其目的是為了保證高壓水能夠從噴槍混合室(噴頭處)內壁小孔高速射出,把拌合料迅速拌合均勻。噴射料的水灰比控制是比較困難的。熟練的噴射手通過噴射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。理論上講,0.45~0.50的水灰比對噴射混凝土的回彈量和質量是有利的。
2.控制噴嘴距離(噴射距離)和角度。噴射距離在0.6~1.2m時,混凝土回彈量較小,噴射距離過大或過小都會增加回彈量。噴頭長度一般只有0.5~0.6m,噴射手因存在骨料反彈的恐懼心理,要將噴射距離控制在0.6~1.2m較困難。解·11·任小平:隧道工程噴射混凝土施工的探討決的辦法可將噴頭加長到1.2~1.5m,這樣噴射手站在距離噴巖面2.0m左右即可進行噴射。噴嘴與噴巖面應盡量垂直,并偏向剛噴射部位(傾斜角控制在10°內),這樣不僅回彈量少,而且噴射效果和質量更好。
3.嚴格控制風壓、水壓和水灰比。過大的風壓會造成噴射速度太快,加大骨料的反彈,從而加大回彈量,但混凝土密實性較好;風壓過小,會使噴射力減弱,造成混凝土密實性較差,甚至達不到設計和規范要求。總結實踐經驗,當輸料管長度為20m時,合適的風壓為100~130N/cm2。
4.控制一次噴層厚度和分層噴射的間隔時間。
(二)噴射混凝土厚度的控制
1.噴射混凝土的厚度應達到設計厚度和規范允許的誤差范圍。從施工現場的情況看,個別隧道存在噴射混凝土普遍偏薄的現象,這是有風險的。因為初期支護將會和圍巖共同控制同巖變形的釋放,保證下道工序施工安全和隧道結構的穩定,是主要受力者。若噴射混凝土出現裂縫,原則上也應及時進行補噴和采取其他補強措施,以控制圍巖變形在適度范疇,而不是任其釋放。有人說,“初期支護噴層厚度不夠,可以利用二次襯砌混凝土進行補充”,這種說法只是從隧道總體結構尺寸滿足了要求,但從新奧法施工原理和結構受力機理而言,卻是一大誤區。
2.在有鋼拱架作為初期支護的情況下,往往出現鋼拱架處噴層厚,兩鋼拱架間噴層薄,形成縱向波浪型。這種情況將會產生如下后果:(1)在圍巖變形較大或局部存在松動圍巖時,可能由于噴層厚度不夠,無法提供足夠抗力而導致噴層出現裂縫甚至掉塊;(2)在鋪設防水板后澆筑二次襯砌混凝土時,容易將防水板擠破,也可能在初期支護和二次襯砌間形成空洞區。要解決這個問題,重點應放在噴射過程中,要求噴射手在全斷面螺旋噴射完成后,及時對鋼拱架間進行補噴;或者在掛防水板前對噴射混凝土表面進行檢查,嚴重不夠的必須及時進行補噴,否則二次襯砌混凝土澆筑后再通過打孔(或預埋鋼管)注漿填充來處理兩層間的空洞,不僅費時費工,而且還會破壞防水板,造成漏水現象。
3.對局部噴射混凝土過厚的情況,在掛防水板前一定要將突出部分混凝土剔除。因為這種情況有可能頂破防水板,更有可能在初期支護和二次襯砌之間形成點接觸,造成局部應力集中而導致二次襯砌表面開裂。
(三)噴射混凝土強度檢測
目前對噴射混凝土強度試驗的方法大多利用拌和料進行人工澆筑立方體試塊,部分直接向試模內噴射混凝土進行試塊制作。實際上,這兩種試塊的制作方法并不能反映噴射混凝土的真實情況,試驗結果也不能確切地反映現場噴射混凝土的強度。這種差異的原因在于現場噴射的混凝土受噴射力的作用影響大,且受噴面與試模面完全不同。目前混凝土強度檢測的方法有模筑試塊法、“回彈一超聲”綜合法、氣壓射釘槍法和切割鉆芯法等。筆者認為切割鉆芯法制作的試塊接近噴射混凝土的真實情況,盡管比較費事,但作為工程質量控制手段,是有必要的。當然,施工現場也可通過操作簡單、方便的“回彈一超聲”綜合法和氣壓射釘槍法,加大采集樣本數據數量,以便更加準確地反映噴射混凝土的平均強度水平和離異性信息。關于切割鉆芯試塊的強度可用式(2)進行計算:
R=K1·K2·Rc (2)
Rc——切割鉆芯圓柱體(50mm×100mm)試塊的單軸抗壓強度;
K1——現場取樣條件系數,可取0.85;
K2——圓柱體試塊形狀系數,可取0.80。
三、幾點建議
1.重視混凝土的噴射方式,積極推廣濕噴技術的運用。在濕噴過程中,事先可將包括水在內的各種材料正確計量,0.45~0.50的水灰比容易控制,從而容易達到減少回彈量和粉塵的目的。
2.加強噴射混凝土配合比的調整和控制,骨料盡量采用連續級配。施工應重點控制好骨料的級配,這除了要求工地實驗室定期定量檢測外,還要求加強骨料加工和采集,采取多種措施保證骨料的連續級配。譬如,骨料粉塵量過大時,就應該在加工場骨料出口安置抽風機,在材料源頭進行控制和處理。
3.做好光面爆破設計,保證光面爆破質量。光面爆破應針對不同等級圍巖單獨設計,要考慮到炮眼布置、深度和角度、單孔裝藥量和裝藥結構、起爆順序等,通過光面爆破參數的改變和修正,保證不同圍巖地段光面爆破輪廓圓順,保證開挖質量。圓順的開挖輪廓既有利于保證噴射混凝土的質量,更有利于減少噴射混凝土的回彈量。
4.盡量采用大板切割的試驗檢測方法對噴射混凝土強度進行檢測。大板切割即向木板或竹夾板(板的大小根據取樣組數多少而定)上噴射13~15cm厚的混凝土并進行養護,待達到一定強度后切割取樣。這樣取得的試塊可以代表洞內噴射混凝土的實際情況,方法簡單,也不破壞支護結構。
四、結語
在全國公路和鐵路迅速發展、路網等級不斷提高和環境保護意識日益加強的今天,隧道工程施工更要理論結合實際,各道工序步步為營,質量層層把關,消除隱患,保證施工順利進行和效益不斷增長。高速公路填石路堤施工質量控制填石路堤的施工質量控制是高速公路填石路堤施工過程的關鍵,是一個值得深入研究的問題。通過比較填石路堤施工質量控制的方法的研究,結合國內施工的實際情況,較系統地提出了符合高速公路填石路堤施工的質量控制方法。
為合理利用自然資源,將不可避免利用石料作為路基填料,一則就地取材,少占田地,其社會經濟效益相當顯著,另一方面,石料透水性強、抗剪強度高、壓實密度大、沉陷量小等,是良好的填方材料。因此,填石路堤在我國高速公路建設中將愈來愈多的被采用。填石路堤指的是由不易風化的石料填筑而成的路堤,要求石料強度不應小于15NPa。為了確保填石路堤的工程質量,必須從兩個方面進行質量控制:一是填料的要求,二是施工工藝。路基壓實費用在整個工程費用中所占的比例不大,但壓實質量的好壞對道路的使用有著決定性的影響。高質量的壓實能顯著提高填方的承載力和穩定性,大大減少公路運營時的維修費用。因此,填石路基施工質量控制是一個關鍵的問題。
填石路堤施工前期準備工作:
1.施工單位應全面熟悉設計文件,進行現場核對和施工調查,對不符合實際情況的設計可根據施工管理程序,向有關部門提出修改意見。
2.根據工程數量和工期要求,制定施工組織設計。做到材料、機械設備、勞動力、臨時工程、生活供應等全面落實。
篇7
關鍵詞:鋼橋面鋪裝;RPC;施工工藝
現有鋼橋面鋪裝結構存在諸多弊端,在使用過程中出現早期病害的幾率很高,長期以來問題沒有得到解決,這成為了橋梁界公認的難題之一。為了解決現有鋼橋面鋪裝存在的問題缺陷,論文開展超薄瀝青混凝土與 RPC 組合鋼橋面鋪裝體系研究。此種新型鋪裝的施工可以作為施工指南指導組合鋪裝結構施工。
1裝配式 RPC橋面鋪裝結構
針對 RPC 鋪裝層材料自身性質及現澆施工的種種弊端,課題組提出了裝配式RPC 鋼橋面鋪裝體系。RPC 的優良性能使其具備了作為橋面鋪裝的條件,超高的韌性和抗拉強度是其最為突出的優點,若采用常規的裝配式施工方式,拼接處的拼接縫將會使得 RPC 的連續性中斷,其抗拉強度人為的降為零,在輪載的反復作用下必然會在拼接縫部位出現裂縫。
筆者提出了企口銜接式預制 RPC 板與部分現澆的裝配式施工方式,整個鋪裝范圍內邊緣部位現澆,中間大面積部位預制,現澆和預制部分采用楔形企口嵌合成為整體,靠楔形企口的“咬合力”來彌補 RPC 因拼裝施工而斷開所喪失的抗拉強度。圖1為裝配式鋼-RPC 組合橋面鋪裝體系現澆預制相結合橋面鋪裝形式。
圖1 裝配式鋼-RPC組合橋面鋪裝體系
2 裝配式 RPC組合橋面施工工藝
2.1工程概況
X大橋我國國道主干線上的一座公路鐵路兩用橋梁,公路橋和鐵路橋平行架設在同一個橋墩上。公路橋由 14 跨 64m 簡支鋼箱梁構成,正交異性板鋼橋面,行車道寬度為 9m。
2.2施工工藝
超薄瀝青混凝土與 RPC 組合鋼橋面鋪裝體系施工工序包括:鋼橋面板的清理、除銹-焊接剪力釘-涂抹粘結劑-綁扎鋼筋網- RPC 的澆筑-RPC 的養護-RPC 表面刻槽處理-超薄瀝青混凝土磨耗層攤鋪。
2.1.1鋼橋面板表面除銹
鋼橋面板除銹必須做到精細作業,在除銹機具無法清除的區域須先進行人工打磨除銹,達到清潔度要求后再進行機具除銹作業。目前常見的鋼橋面板除銹方式包括以下幾種:拋丸除銹,噴丸除銹,噴砂除銹,化學方法除銹和人工除銹。由于本文所提出的鋪裝方式對于層間粘結能力要求較高,綜合比較以上除銹方案,采用噴丸除銹和人工除銹相結合的方式去除鋼橋面板表面銹跡。除銹等級參照行業標準達到 Sa2.5,即非常徹底地噴射或拋射除銹,鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物,殘留的痕跡應僅是點狀或條狀的輕微色斑。鋼材表面均勻噴射鋼丸后形成拋射凹痕,抗滑系數達到 0.45~0.5。待除銹完成之后應用丙酮抹拭表面至其完全無污跡,然后在 4h 內涂抹富鋅底漆,富鋅底漆對鋼材具有良好的附著性能,并能起到優異的防銹作用。
2.1.2焊接剪力釘
焊接剪力釘之前應按照施工方案,對剪力釘位置進行精確定位,由于鋪裝層配筋率很高,若剪力釘位置出現偏差錯位則會影響之后的鋼筋布置。可以采用墨斗彈線的方式進行定位,利用墨斗卷尺等簡單工具則可根據施工方案設計的剪力釘縱橫向間距彈繪出網格,每個交叉點即是一個剪力釘位。定出剪力釘位后采用自動焊釘機進行焊接,焊釘機焊接質量高、速度快、對鋼面板的污染小。
2.1.3涂抹粘結劑和灑布石英砂
X大橋新型鋪裝層與鋼橋面板的連接采用“剪力釘+粘結劑”的方式,除了保證剪力釘的精確焊接之外,粘結劑的涂抹以及石英砂的灑布也十分重要。試驗橋選用湖南長沙市興固力工程新材料有限責任公司生產的 ESA 環氧樹脂粘結劑,按產品使用說明配比拌和之后涂抹,粘結劑的厚度不宜太厚也不宜太薄,太厚會降低層間抗剪強度,太薄會導致粘結能力不足,以控制在 0.8-1.2L/mm2為宜。
在完成環氧樹脂粘結劑的涂抹之后立即均勻灑布石英砂,其作用是增大粘結劑層表面粗糙度,有利于提高 RPC 層與鋼橋面板層間抗剪強度。粘結劑固化時間為 24h,即在環氧樹脂涂抹完成后需靜置 24h 才能進行后續工序。
2.1.4綁扎鋼筋網
鋼橋面鋪裝在車輛荷載作用下橫橋向受力比縱橋向較為不利,因此將橫向鋼筋置于上層,縱向鋼筋置于下層。縱橫向均采用 Ф10HRB400 鋼筋,布置間距為50mm。鋼筋網的綁扎應嚴格按照行業標準進行作業。
2.1.5澆筑 RPC
由于 RPC 干料中鋼纖維含量達到 3.5%,在拌和過程中容易結團,因此在加水之前應進行干拌,干拌時間為 1min。干拌完成之后按干料質量的 8.5%加入水進行濕拌,經材料提供商指導并結合多次試驗經驗,濕拌時間控制在 8~10min 是最為理想的。濕拌時間過短會造成拌和不均勻,材料結團現象會比較嚴重,濕拌時間過長會導致離析。
由于試驗橋段X大橋第 11 跨只有 64m,RPC 濕料的運輸采用人工推車實現。RPC 運輸至待澆筑位置后,采用人工攤鋪的方式進行澆筑,用人工大致將RPC 材料攤鋪平整,然后用平板振動器進行振搗使 RPC 密實,在邊角部位需用振搗棒輕振密實。
2.1.6 RPC 表面刻槽
為了增大 RPC 與磨耗層的粘結能力,試驗橋采用表面刻槽和粘結劑相結合的的連接方式。試驗橋 RPC 刻槽槽寬度為 3mm、深度為 3mm、間距為 13mm。由于 RPC 強度極高,目前市面上尚無為其特別設計的刻槽機刀片,RPC 對刀片的磨損較大,刻槽時應及時對刀片進行噴水降溫。
2.1.7超薄瀝青混凝土磨耗層攤鋪
超薄瀝青混凝土磨耗層攤鋪前必須對刻槽后的 RPC 進行仔細清掃,確保 RPC表面潔凈。磨耗層瀝青混合料拌和時必須控制好干拌、濕拌時間和拌和周期,拌和溫度也必須得到保證。拌和好的瀝青混合料用自卸式汽車運輸至待攤鋪區域,運輸途中要加蓋帆布以保溫、防雨、防污染。攤鋪時需要控制好攤鋪標高,瀝青磨耗層厚度必須嚴格控制在設計標高誤差范圍之內,攤鋪時的溫度也不能夠低于規范值。待攤鋪機駛過之后壓路機可以跟隨碾壓,以保證碾壓的溫度,碾壓時必須嚴格執行施工方案提供的碾壓方式和次數。待碾壓完成之后,表面溫度冷卻到50℃之前禁止開放交通。
3 經濟效益分析
RPC組合鋪裝體系因其超高強度、超高韌性可以換取更長的使用壽命,從而具有很好的經濟效益。以X大橋一跨(64m×9m)為例,計算鋼-RPC 組合橋面板靜態直接經濟效益:
環氧瀝青等鋼橋面鋪裝的價格約1600元/平方米,壽命平均約8年,100年內需更換12次,總價 C1:
萬元
RPC組合鋼橋面的單價為 1600 元/平方米,其中 RPC 為永久結構層,而瀝青磨耗層壽命約 6 年,設計年限 100 年內需更換 16 次,單價為 80 元/平方米,總價C2:
萬元
靜態直接經濟效益: 940.03萬元
4結束語
論文提出了RPC 組合鋼橋面鋪裝體系的施工方法,通過試驗橋段超薄瀝青混凝土與 RPC 組合鋼橋面鋪裝體系的施工實踐表明,此種新型鋪裝結構的施工技術簡單實用,同時通過經濟效益對比分析表明該鋪裝體系具有較好的經濟效益,因此,具有較好的推廣應用價值。
參考文獻
[1] 王迎春,蘇英,周世華.水泥混合材和混凝土摻合料[M].北京:化學工業出版社,2011,52,64
篇8
論文摘 要:在橋梁工程項目建設中,質量是工程的關鍵內容。工程出現質量問題,會給工程帶來嚴重的后果,直接影響到橋梁的使用功能,文章在分析橋梁施工當中常見的質量問題之后,提出了具體的應對策略。?
1 鉆孔灌注樁?
(1)控制好鉆孔平臺的平整。(2)嚴格控制好鋼筋籠的頂面標高。(3)控制好灌注水下混凝土的幾個要點:①首批灌注混凝土的數量應能滿足導管首次埋置深度(≥1.0m)和填充導管底部的需要;②混凝土拌和物運至灌注地點時,應檢查其均勻性和坍落摩等,如不符合要求,應進行第二次拌和,二次拌和后仍不符合要求時,不得使用;③灌注水下混凝土應連續進行,嚴禁中途停頓,導管埋入混凝土內的深度以2-6m為宜;④混凝土灌注的樁頂標高應比設計樁頂高出一定高度,一般為2m-6m。?
2 承臺、系梁?
(1)樁頭鑿除預留部分和薄弱混凝土層,對灌注樁質量進行無破損檢測,強度符合設計要求,無斷層或夾層。對質量有懷疑的樁及灌注故障處理過的樁均應重點檢測;(2)樁頭砼要鑿出密實的層面,大面平整干凈無殘留砼及雜物,標高符合設計要求;(3)需嵌入承臺或系梁內的樁頭及錨固鋼筋長度符合設計要求;驗收鋼筋骨架及樁柱鋼筋的焊接質量,要求樁頂錨固筋與設計角度相一致,并用螺旋筋纏繞固定;(4)砂漿墊層要求平整,標高符合設計要求,尺寸滿足支立承臺、系梁模板要求;(5)模板板面之間應平整、接縫嚴密、不漏漿、支撐牢靠,位置、幾何尺寸、保護層厚度符合設計要求。澆筑砼之前,模板應涂刷脫模劑,外露面砼模板的脫模劑應采用同一品種,涂刷過程中不得污染鋼筋及硅的施工縫處,保證外露面美觀,線條流暢;(6)砼開盤前檢查原材料準備情況。首批砼檢查各種原材料計量是否符合砼配合比通知單規定。澆筑砼前要用清水潤濕樁頭,施工過程中控制砼坍落度、和易性、分層澆筑、振搗密實,不漏振不過振。觀察模板定位情況,隨機制備砼試件。澆筑工序完成后拉毛接柱處硅面密實平整。注意砼養生,防止收縮開裂。(7)控制好基坑回填土的質量。施工單位對此一般不很重視,只松填,密實度控制不嚴,有的還帶水回填,現場監理必須予以制止。因為承臺周圍正好是蓋梁和現澆箱梁立支架的地方,填土沒有密實度,支架就會產生較大的下沉量,使結構標高難以控制。?
3 墩柱?
(1)檢查柱中心位置施工放樣;
(2)驗收墩柱鋼筋籠;
(3)支模前鑿除接觸面的松散硅,如有雜物要沖洗干凈;
(4)立柱模板接縫圓滑平整,拼接嚴密,定位精度、豎直度、鋼筋保護層厚度均須符合質量要求指標。脫模劑涂刷均勻,定位鋼絲繩要拉緊,受力一致;
(5)砼施工基本要求同承臺或系梁施工。要求用串筒下料,串筒底部距澆筑的硅面不超過2m,澆筑完畢將柱頂砼面拉毛。注意砼的養生,特別是柱頂。?
4 臺帽?
臺帽質量的控制主要是控制好立模和混凝土澆筑兩道工序,質檢人員在檢驗模板時,重點檢查模板的幾何尺寸、平整度、角度是否符合規范和設計要求,同時要檢查支撐和模板的剛度,模板接頭處的處理。混凝土澆筑要求控制好混凝土的制作質量,如原材料的質量、混凝土配合比等,還要控制好振搗施工工藝。若振搗時間太長會出現混凝土分層與走模,振搗時間不足則混凝土的氣泡不能完全排出,形成蜂窩、麻面等病害。?
5 鋼筋網?
橋梁的臺帽是重要的承重部位,起著傳遞上部荷載的重要使命,橋梁一般會在臺帽上方設置伸縫縫,也就是說,該部位經常會有活荷載沖擊。故臺帽結構設計就要求整體性好,耐沖擊,能很好的傳遞荷載,所以在澆混凝土的時候加入鋼筋網片以增加抗裂性。?
6 蓋梁?
(1)模板安裝完畢后,應對底模、側模、尺寸、平整度、接縫處理、平面位置、頂底部標高、橫坡進行檢查,確保滿足設計要求。特別是接觸處底模與柱間縫隙必須認真仔細填塞密實,確保不漏漿液,拆模后外觀優美;
(2)檢查柱頂中心及蓋梁軸線,鋼筋骨架放樣;
(3)蓋梁鋼筋骨架成型后驗收,特別注意檢查焊縫質量及彎起筋位置;
(4)安裝蓋梁鋼筋后對骨架定位進行檢查。按設計角度調整柱頂錨固筋,繞好箍筋;
(5)查鋼筋保護層厚度,預埋件、預埋筋位置是否正確(允許誤差±5mm),模板是否采取措施已加固牢靠;
(6)砼施工同前所述。要求模板側面、底面涂刷養護劑。?
7 預制箱梁?
(1)檢查底座強度、外型尺寸、表面是否光潔,尤其是預拱度是否按照設計要求設置;
(2)側模、端模進行試拼裝檢查。達到接縫嚴密無錯臺,各條棱角線型順直,無波浪起伏,大面平整,無銹跡。端模角度與設計錨墊板角度一致。正常情況時,每周轉一定次數進行一次檢查、較正。對拉螺栓預留孔須與模板位置一致;
(3)底板須清洗干凈,接縫處用膩子打平。采用塑料板時,要求粘貼緊密,無破洞、鼓包及皺折。伸縮縫梁端注意設置楔形塊,預埋支座鋼板;
(4)腹板、底板鋼筋重點檢查正彎矩波紋管定位,確保硅澆筑過程中不移位,鋼絞線須事先進行編束,整束穿過波紋管,保證在管內不纏繞,鋼絞線逐根編號;
(5)支立內模、側模、端模,綁扎頂板鋼筋、負彎矩波紋管。內模支設要牢固,底部支墊鋼筋凳,側模要有頂擋,頂部壓杠間距不超過1.5m,緊壓內模。側模、端模支撐穩定,翼板邊線順直,預留鋼筋位置正確。底板、端板、翼板謹防跑模、變形,檢查鋼筋加工尺寸偏差、鋼筋焊接質量、鋼筋網和鋼筋骨架的偏差、鋼筋級別、直徑、根數和間距是否符合設計要求和規范的規定。重點檢查負彎矩管及正負彎矩錨墊板定位情況,錨墊板與模板要連接緊密,設止漿墊,管口要封堵,防止硅進入;
(6)檢查防撞墻、伸縮縫預埋筋、通訊管道托架預埋鋼板、通氣孔、泄水孔的設置是否符合設計要求;
(7)砼澆筑過程中設置專人檢查對抗拉螺栓及頂杠是否松動,避免跑模漏漿、內模上浮;
(8)設專門灑水養護人員,配備專門養護設施。端頭、翼板濕接縫處要在砼強度達到80%后進行認真細致的鑿面工序,露出均勻密實的硅面。?
8 梁板吊裝?
(1)事先在伸縮縫端安放滑動支座,滑動支座及臨時支座標高須符合設計要求;
(2)吊梁時注意控制吊點位置,采取有效措施對繩索與梁體接觸部位進行保護,防止擠壞棱角;
(3)運梁路線須事先整平壓實,轉彎半徑能滿足運梁拖車順利進出。運梁過程中車速要慢、勻、緩,避免劇烈顛簸造成梁體損壞。?
9 預應力張拉?
張拉所用的錨具、鋼絞線是經檢查合格的產品,張拉用的油泵、千斤頂是經有關權威部門標定可以使用的設備。鋼絞線的擠壓頭要認真擠壓,擠壓時要確保鋼絞線同擠壓器軸線重合,擠壓完畢要確保擠壓套端口與鋼絞線端頭至少平齊,不得凹陷,否則要截掉重新擠壓。P錨錨板定位好后,擠壓頭必須貼緊錨板,約束圈的位置要按P錨的施工說明書安裝就位。?
10 伸縮縫?
伸縮縫的施工質量很重要,不精心施工很容易產生跳車現象。為此:?
(1)梁縫內的雜物要清理干凈,以確保梁體能自由伸縮。
(2)型鋼安裝時,要掌握好安裝時的縫寬,型鋼的平整度和直順度,以及型鋼與預埋筋的焊接質量。
(3)鋼纖維混凝土的澆筑一定要做到混凝土面一側與黑色路面平齊,一側與型鋼平齊,掌握寧低勿高的原則。?
篇9
論文關鍵詞:箱形基礎 底板 墻板 頂板裂縫
中圖分類號:TU241.8 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著城市經濟發展和人口的增長,城市用地越來越緊張,城市高層建筑如雨后春筍般拔地而起。高層住宅建筑由于體量大、荷載重,條形基礎或片筏基礎已無法滿足設計要求,同時由于人防及地下停車庫的需要,高層住宅幾乎都是采用樁基和箱形基礎。但由于溫差、混凝土的收縮和外部約束等原因使許多箱形基礎的混凝土出現裂縫和滲漏現象,現就本人數十年技術施工經驗,提出以下看法,不足之處盡請批評指正。
一、底板表面不規則裂縫
箱形基礎的底板一般較厚,屬于大體積混凝土。底板澆筑后,由于水化熱,使混凝土內部溫度升高。在混凝土澆筑完后3~4d內,板內溫升達到最大。這時底板的表面混凝土已凝固,當表面溫度與板內溫度差超過一定限度,表面即產生不規則裂縫。此外,混凝土的干縮也會產生此類表面裂縫。降低大體積混凝土的溫升和減小混凝土內部和表面的溫差是解決此類裂縫的根本。大體積混凝土的溫升與水泥用量、水泥品種、混凝土的熱學性質有關。因此可以通過改善混凝土的性能、先用低水化熱或中水化熱的水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土,在混凝土中摻適量粉煤灰,或利用混凝土的后期強度,為減小混凝土的內外溫差,施工中對澆筑好的混凝土要及時采取保溫或體內降溫措施,如用薄膜和草包覆蓋或體內預埋冷卻水管,減少表面熱量的散失或體內降溫,將內、外溫差控制在規范要求以內。采取以上措施,都可避免產生貫穿裂縫和滲漏。為防止混凝土的干縮裂縫則須按規定及時養護。目前采取外保溫措施的較多,體內降投資多而且復雜,故采用較少。
二、箱形基礎墻板裂縫
混凝土側墻板上常出現的裂縫有垂直縫、水平縫、斜縫(或八字縫)等多種裂縫,其產生的原因不一。 (一)垂直裂縫
一般是由于混凝土的收縮產生。結構設計中布置不合理,局部剛度較大,在剛度大和剛度小的截面交接處,如框架柱和墻板交接處,較易出現收縮裂縫。此類裂縫一般不危及結構安全和影響使用功能。要減少此類裂縫的出現,設計上一定要按規范要求,設置伸縮縫后澆帶,結構布置時剛度盡量均勻對稱。在相同配筋率的情況下,應盡量使用較細的鋼筋和較小的間距,施工中做到振搗密實、及時養護。
(二)水平裂縫
常出現在墻板與頂板或底板的交接處以及施工縫處。墻板和頂板交接處的水平裂縫,大部分是施工工藝不當,在澆筑完墻板混凝土后,沒有待墻板混凝土充分沉實和收縮,就進行頂板混凝土的澆筑。由于兩者收縮方向的不同,在交接處很容易產生水平縫。因此在施工中要在墻體混凝土初凝前,得到充分的沉實和收縮后,由于結構設計不合理,而產生剪切破壞,要視具體情況區別對待。至于施工縫處的水平裂縫,是施工中沒有認真處理和清理,或再次澆筑時沒有采取鋪接縫砂漿所致。只要按施工規范要求做,就可避免此類裂縫的出現。
(三)斜裂縫
墻板上斜裂縫是由于受力而產生的,它會影響結構的安全和使用功能。主要是因為設計不合理,也有因施工順序不當和墻板混凝土受到外部約束而產生。
設計不合理,表面在以下幾個方面:
1.絕對沉降量控制偏大,引起同一對沉降偏差大而產生裂縫。
2.不按規范要求設置沉降縫或澆帶。如某45層住宅將主樓箱形基礎和六層裙房的箱形基礎連在一起的,由于荷載差異很大,設計中又沒有設沉降縫或后澆帶,加之主樓的絕對沉降沒有控制好,致使主樓封頂時主體出現傾斜,基礎墻板出現斜裂縫。
3.結構布置不合理,箱形基礎各個部位剛度分布不均勻,使各個部位的變形不均勻、不協調、墻板出現斜裂縫。如某28層住宅,平面上呈扇形布置。考慮到溫度應力設置了溫度縫,但基礎部分還是整體。由于上部結構溫度縫處多設置了一堵墻,使局部剛度增大,造成上部構內力分布不均勻,導致地下室的內力也不均勻。而地下室相關部位又沒有相應的加強措施,當主體施工至19層時,箱形基礎墻板多處出現裂縫。而后施工的另一幢相同的建筑,由于采取了適當的加固措施,墻板沒有出現裂縫。
4.施工順序不當,也能引起墻面斜裂縫的出現。如某地下車庫和一幢多層住宅地下室連在一起,由于地下車庫上面沒有建筑物,設計時考慮到由地下水浮力產生的彎距和剪力的作用,會在地下車庫和多層住宅地下室交接處墻板上出現余裂縫,故要求在地下室頂部覆蓋一定厚度的土層,以抵銷地地下水產生的浮力。施工單位沒有了解覆土的真正用途,在地下車庫施工完,上部沒有覆土的情況下,將井水點拔除,以致水位迅速上升,由于水的浮力使墻板出現裂縫。因此有的施工順序是不能顛倒的。
5.外部的約束也會引起墻板出現不規則的斜裂縫。由于施工場地狹小,有時施工單位不得不把地下室基坑的圍護樁,作為地下室墻板的外模。由于墻板混凝土凝固時產生收縮受到圍護樁的約束,當約束力大于墻板混凝土的抗拉強度時,墻板就會產生不規則的斜裂縫,為解決此類裂縫,墻板上必須設置必要的后澆帶。
三、裂縫的防治
根據墻板上述各種裂縫的原因,可以采取以下方法進行綜合防治:
第一 、材料選擇
1、水泥應選擇水化熱較低的品種,如礦渣硅酸鹽水泥,粉煤灰硅酸鹽水泥。
2、骨料應使用級配良好的石子。
3、砂子以中、粗砂為宜。使用中、粗砂拌制同等強度的混凝土,水泥及水的用量均可相應減少,并可降低混凝土的溫度升高幅度,減少混凝土的收縮。
4、砂、石含泥量必須符合規定,石子應小于1%,砂應小于2%。 第二 、設計方面的措施
1、控制混凝土墻板長度,應根據規范規定,設永久性伸縮縫,其間距一般為30~40m或按20~30m設寬1m左右的后澆帶,可有效削弱度及收縮應力,待施工后期再將各段墻澆筑成整體。重慶地區夏季較熱,雨水較多,后澆帶的間距可以稍小。
2、合理布置分布鋼筋,減少混凝土的收縮,限制裂縫的發展。混凝土墻板水平鋼筋常用帶助鋼筋,若適當減少鋼筋的直徑和間距,對抵抗混凝土的收縮變形是有一定效果的。
3、在混凝土中摻加尼龍纖維、鋼纖維以增加混凝土的抗裂性能。
第三、施工方面的措施
1、控制好商品混凝土的配合比,盡量降低水泥用量,盡可能縮短商品混凝土的坍落度,減少干縮裂縫。 2、對墻板混凝土進行保溫、保溫養護,降低混凝土內、外溫差,從而減小溫度應力,養護期間保持混凝土表面濕潤,避免混凝土表面失水過快而產生縮裂縫。
3、加強施工工序之間的銜接,墻板拆模后應及早進行防水處理,及時回土,避免基礎墻板混凝土長期暴露在空氣中造成的干縮裂縫。
第四、裂縫的處理
由于裂縫往往隨時間的推移而擴展,故處理不宜過早,應在裂縫穩定后安排下道工序前幾天進行。可選用防水性、粘接性、抗裂和耐久性好的材料作表面封閉處理。裂縫的處理方法有以下幾種:
1、配筋法。配筋法即先鑿開開裂部分的混凝土,再配筋重新澆筑混凝土。如在梁腰加設2根16腰筋,以抵抗在梁中產生的收縮拉應力,效果顯著,這一有效措施在新版的混凝土結構設計規范中得以驗證。 2、充填法。當裂縫較寬時(>0.3mm)采用樹脂或無機類材料填充裂縫。即沿裂縫將混凝土表面鑿成v或u字形槽,然后填入1:2.5樹脂砂漿類的充填材料。充填溝槽外形有v形及u形兩種,如u形難于開鑿,可使用v形槽。v形槽用于填充樹脂砂漿,若充填普通砂漿。v形槽易使砂漿剝離脫落,故此時最好鑿成u形槽。開u形槽時,首先用混凝土切割機沿裂縫開出兩條溝然后再剔除中間部分的混凝土。 填充施工時,先用鋼絲刷清除槽中殘渣碎片必要時還應涂以底層結合料,然后再填充填材料,待充填材料充分硬化后,再用砂輪或拋光機將表面磨光。 3、注入法。將修補材料注入混凝土內部的一種修補方法。一般常用低粘度環氧樹脂作注入材料。首先沿需要修補的裂縫安設注入用管,裂縫的其他部位可用v形槽充填法、表面薄膜法或粘膠帶法等密封,以防注入材料漏掉,然后用電動泵、手動或腳踏泵注入樹脂。注入樹脂前,先要送氣以清掃裂縫并進行注入檢驗,再慢慢地注入樹脂。此時,注入速度不能過快,以免堵塞或因所加壓力過大導致裂縫繼續擴大。
4、鋼錨栓法。鋼錨栓法是將如騎馬釘的鋼錨栓錨于裂縫兩邊,類似于縫合裂縫的方法,此法多兼作補強之用。錨引用電錘開孔,用水泥砂漿、樹脂砂漿等錨固。
三、箱形基礎頂板的裂縫
頂板會在不同的部位出現不規則的裂縫或外墻大角出現有規律的斜裂縫。頂板不規則的裂縫一般是由于混凝土的收縮引起的,施工中內要振密實、實時養護,這類裂縫是可以避免的。至于外墻大角處出現有規律的斜裂縫,是由于溫度影響。在轉角處局部溫度應力集中,使混凝土受拉出現裂縫。設計時只要在這些部位設置一定數量的放射筋,就能防止這類裂縫的出現。
四、結束語
以上從設計、施工、材料、溫差、收縮幾方面淺談了箱形基礎、底板、墻板、頂板出現裂縫的形式、原因及解決方法。總之,對箱形基礎出現的裂縫要有全面的認識,分析原因、確定性質,需要處理的要及時處理,對癥下藥;對不影響結構安全和使用功能,不超出國家規范規定的裂縫,也并非均是事故都要處理。結構裂縫的控制,是一項綜和性問題,必須堅持設計和施工相結合,做到設計階段的事前控制,施工過程中的事中控制,盡量杜絕事后加固的被動局面。必須引起設計和施工人員的充分重視,設計應緊密結合現場情況和實際施工條件,施工應盡力保證設計要求的實現。只有這樣,才能有效地控制和預防裂縫的產生,將裂縫造成的損失降低到最低限度。 參考文獻:
1.《再談住宅現澆板裂縫的成因與防治》建筑施工2003(4)
2.游寶坤等《建筑結構裂縫控制與防水新技術》
3.《建筑施工手冊》第四版建筑工業出版社[2003]
4.滬建建(2001)第0907號文《控制住宅工程鋼筋混凝土現澆樓板裂縫的技術導則》
篇10
【關鍵字】混凝土技術,道橋工程施工,存在問題,防治措施,處理方法
中圖分類號:U448.14文獻標識碼: A 文章編號:
一.前言
眾所周知,混凝土是現在工程施工的重要組成部分,混凝土的施工技術對于工程施工的質量具有十分重要的影響。特別是在道橋施工中,混凝土施工技術存在一些問題,對于這些問題,我們在施工中應該采取相應的措施加以克服,盡量在工程的施工前或者是設計階段,就對相應的技術問題制定一些預防措施,這樣就可以防患于未然。筆者從事混凝土施工已經有多年,同時也在這方面進行了一些研究,因此就對混凝土的施工技術存在的問題及有關原因進行探討,并突出相應的防治措施。
二.混凝土施工技術在道橋施工中常見的問題分析
1.裂縫
目前混凝土橋梁中最常見的問題之一是裂縫。導致橋梁產生裂縫的因素繁多且復雜,經過眾多因素的相互作用、影響,大致可分為下面幾類。
(一)混凝土沉陷裂縫。沉陷裂縫大多出現在基礎部位的混凝土構件上, 為貫穿的裂縫, 和砌體沉降裂縫相似, 一般為 30°~45°角方向或豎向發生。
(二)溫度變化。眾所周知,混凝土有一個顯著的特形是熱脹冷縮。因此暴露在外的橋體受到天氣的影響,在冷熱交替間造成裂縫。通常影響混凝土溫度變化的因素有一年四季變化分明的溫差; 另外,突然的日落、雨雪、冷風等都會造成橋體結構溫度急劇下降,而其內部的溫度變化緩慢,從而產生了溫度梯度,因此在應力變化的影響下引發裂縫。
(三)收縮引起的裂縫。大部分的混凝土橋梁中,常出現因為混凝土收縮導致的裂縫。其中以塑性收縮與縮水收縮兩種最常見,收縮同時會使得混凝土的外形發生變化; 此外還有自生收縮和炭化收縮兩種情況,但是出現幾率較低。6.混凝土外形偏差混凝土結構軸線發生位移或傾斜, 使偏差大于容許值。混凝土構件表面本身不平整, 出現凹凸等偏差, 不符合幾何尺寸要求。
2.蜂窩麻面
橋梁混凝土技術的常見問題除了裂縫,還有蜂窩麻面。麻面也是道橋混凝土施工技術中常見的問題,其影響的因素有很多,也是一個不容小視的問題。
三.混凝土施工技術在道橋施工中常見問題的原因分析
1.鋼筋工程和模板工程的原因。由于鋼筋在一些區域的布置比較密集,在進行混凝土振搗的時候,如果對這個地方振搗的不符合標準時,這就會導致混凝土出現空洞。同時,如果鋼筋的綁扎位置不正確的話,或者是在綁扎鋼筋是沒有設置較多的小支架,從而工作人員踩踏導致鋼筋脫綁,引起區域保護層面變大,一旦受力,混凝土表面就會出現裂縫。
同時,搭設支模架不是很合理,導致其支撐的剛度不是很好,一旦混凝土的強度沒有達到一定的程度時,因為樓面的負載,同時模板又較大變形,使得混凝土超值翹曲,這就會引起混凝土的結構裂縫。同時還由于模板的縫隙封閉的不密實,還與主鋼筋保護層的厚度沒有控制好,對于模板表面沒有清理干凈,以及在進行混凝土澆筑前,模板沒有足夠的進行潤濕和拆模提前等原因,就會造成混凝土出現裂縫、麻面以及露筋等缺陷
2.振搗不規范。在進行混凝土澆筑中,如果振搗不是很規范的話,就會沒有振搗的地方出現空洞、蜂窩或者是露筋等問題。如果振搗過度了,就會使粗骨料沉落,這就會擠出水分空氣等,這就使得表面的砂漿層比下層混凝土的干縮性更大,一旦水分蒸發以后,就會使混凝土出現裂縫。
3.混凝土配料計量偏差、塌落度運輸過程損失。由于混凝土的配料計量的偏差,這對于混凝土的抗拉強度具有重要的影響。如果混凝土的拉強度減小,就會使混凝土產生裂縫,就算是選擇含沙量比較大得粉砂材料,同樣也會因為塑性收縮而造成裂縫。一般的混凝土為了達到泵送的標準,在出廠的時候塌落度就會很大,到了施工現場。塌落度也會較大,這就會導致混凝土因為脫水而導致表明出現裂縫,如果塌落度較小的話,也會造成振搗難度大,從而出現空洞或是蜂窩。
4. 麻面問題的原因。一是混凝土拌和比例不當,使得拌合物混凝土太過粘稠,攪拌時產生的氣泡在稠密的混凝土拌合物中難以排出,混合物硬化的時候表面形成蜂窩狀; 二是混凝土拌合物的和易性差,會發生離析泌水現象,但是為了避免混凝土出現分層問題,將混凝土放入模型后,不能充分搗動,大量氣泡無法排出使得混凝土硬化后表面呈蜂窩狀。
四.克服混凝土技術在道橋施工中出現問題的對策分析
1.加強施工質量管理。95% 的橋梁裂縫是由于施工質量低下而產生。因此,加強施工階段的質量監控,大大降低裂縫的發生率。具體的質量管理監控措施有以下幾點。第一,選用恰當的混合物拌合比例,這樣不但能滿足施工條件,同時也能滿足混凝土的強度要求; 將水灰的比例調制好,在符合強度要求的基礎上,盡可能減少水泥的使用量。第二,清潔干凈鋼筋上的油污或者氧化的鐵銹,以免影響粘結力。第三,正確地進行振搗、澆筑操作。因為過分地振搗對混凝土均勻性有害,振搗不足不能保證混凝土應有的密實度,因此要恰到好處。
2.做好混凝土澆筑振搗前的各項準備工作。在混凝土澆筑和振搗前,對于鋼筋工程、模板工程,要及時做好對其的檢驗和驗收工作,同時還要檢查鋼筋的捆綁位置是否正確,還要將小支架布置到位,將支模架進行合理的搭設,對于模板的縫隙應該使其封閉嚴實。對于鋼筋的保護厚度應該滿足相關的設計要求,將模板的脫模劑涂刷到位,在模板潤濕后才能進行混凝土的澆筑工作。尤其是對于鋼筋十分密集的地方,在進行混凝土澆筑振搗時,要保證細石混凝土能夠將其充滿,并將其振搗結實。
3.在進行施工組織設計時,對于混凝土施工部分應該盡量做到仔細完善,從而使設計盡量符合混凝土現澆以及振搗的施工工藝規范的要求。在進行混凝土施工之前,應該盡量做好對施工人員的技術交底工作。在施工過程中,要確保施工單位嚴格按照技術交底以及施工組織設計的規定進行施工。
4.對混凝土的施工配合比要加強質量控制。對于混凝土的配合比,要根據混凝土的強度以及混凝土的質量檢驗和混凝土的易和性的要求進行,從而確定其配合比。同時還要嚴格控制混凝土的水灰比以及混凝土的水泥量。對于進入到施工現場的混凝土的塌落度要進行相關的目測或者是抽測,對于不符合標準的要及時進行相關處理。
五.結束語
綜上所述,近年來,隨著經濟的發展,特別是隨著改革開放的不斷深入,我國的建筑行業也在不斷的發展著。在道橋工程中,框架結構、滑升模板、大模板等這些體系不斷的得到普及和應用。同時在道橋工程中,混凝土的使用的頻率也在不斷地餓增加,其在道橋工程中所占的分量也是十分巨大的。而且,混凝土質量問題是混凝土工程施工常見的問題,這些問題的存在對于工程的質量具有重大的影響。因此,如何做好混凝土施工技術常見問題的防治就顯得十分的重要了,也是極具意義的。
參考文獻:
[1] 程沁斌 鋼纖維混凝土技術在路橋工程中的應用交通世界(建養.機械)2012-09-08期刊
[2] 劉奇斌 論道橋施工中常見的技術問題及解決對策黑龍江科技信息2012-11-15期刊
[3] 王俊強; 徐學深; 陳書適 淺析道橋施工中混凝土技術常見問題硅谷2009-06-23期刊
[4] 沈義; 劉宇; 王大萌 淺談國內外道路與橋梁施工教學發展模式黑龍江科技信息2009-11-15期刊
[5] 覃應華; 陳偉庚; 顧問宇; 馮金英 鐵路工程現場試驗室驗收淺談鐵道建筑2006-12-20期刊