室外現(xiàn)澆砼路面的裂縫分析及其控制
摘要：在對室外現(xiàn)澆砼路面產(chǎn)生裂縫原因分析的基礎(chǔ)上，闡述了裂縫與施工質(zhì)量控制水平的關(guān)系，然后從技術(shù)和管理方面提出預(yù)防裂縫的對策措施，及對已出現(xiàn)的裂縫的處理措施，為室外現(xiàn)澆砼路面的質(zhì)量控制提供參考。砼裂縫嚴(yán)重影響著砼的外觀質(zhì)量、強(qiáng)度和耐久性，進(jìn)而影響工程的使用壽命。主要分析了砼路面早期裂縫產(chǎn)生的原因并提出了預(yù)防裂縫產(chǎn)生的一些措施。
關(guān)鍵詞：建筑施工,室外,現(xiàn)澆砼路面,質(zhì)量控制
室外現(xiàn)澆砼路面施工具有強(qiáng)度大、整體性強(qiáng)、施工時(shí)間長等特點(diǎn),設(shè)計(jì)、施工及材料供應(yīng)過程中一旦把關(guān)不嚴(yán),極易產(chǎn)生質(zhì)量問題,本文就室外現(xiàn)現(xiàn)澆砼路面施工中易出現(xiàn)的裂縫問題進(jìn)行探討與總結(jié)。
一、室外現(xiàn)澆砼路面裂縫產(chǎn)生原因分析
現(xiàn)澆砼路面大量裂縫的出現(xiàn)排除了設(shè)計(jì)失誤、施工事故等偶然因素的影響外，主要有兩方面原因：其一，由于地基不均勻沉降變形、溫度、收縮變形等作用所引起的裂縫;其二，由于外荷載直接應(yīng)力和次應(yīng)力所引起的裂縫。
室外現(xiàn)澆砼路面是表面系數(shù)較大的構(gòu)件，我們通過對現(xiàn)澆砼路面裂縫現(xiàn)狀的調(diào)研、分析得知，90%以上的裂縫并非與荷載有直接關(guān)系，而是由變形作用引起的;在變形作用中，主要是溫度變形和收縮變形所引起，相反，由地基不均勻沉降變形所引起的很少，。由于這兩種變形受到的約束遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了砼的抗拉強(qiáng)度，因而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。一般而言，砼的收縮變形和溫度應(yīng)力是由其自身固有的物理化學(xué)性質(zhì)決定的。砼的收縮包括干燥收縮、碳化收縮和塑性收縮。干燥收縮是對砼影響最大、時(shí)間最長的，其主要是指砼在硬化以后較長時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起。這種干燥收縮，由于砼中集料的干燥收縮很小，多是水泥石干燥收縮造成的。研究表明，砼是一種具有大量孔隙的材料，孔隙的半徑頗不一致，小的毛細(xì)孔半徑約小于300A(A=10-10 m)。其中水分蒸發(fā)引起孔壁壓力的變化，導(dǎo)致砼體積的縮小。砼內(nèi)除少部分水提供水泥水化的需要外，其余大部分水分都會被蒸發(fā)掉，此時(shí)收縮變形就會發(fā)生，砼的水分蒸發(fā)以后，干燥過程逐步由表及里發(fā)展。由于砼蒸發(fā)干燥緩慢，產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在一一個月以上，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)在工程完工后3—1O個月之間較為常見。碳化收縮，主要是指水泥水化過程中會產(chǎn)生大量的熱量，從而使砼內(nèi)部溫度升高，使砼內(nèi)部溫度達(dá)到6O多度，而由于砼內(nèi)部與表面的散熱條件不一，中心溫度高，形成溫度梯度，這種情況造成溫度變形和溫度應(yīng)力，當(dāng)變形超過砼的抗拉強(qiáng)度，因而發(fā)生碳化收縮，導(dǎo)致開裂。
室外現(xiàn)澆砼路面特別是路基四周角處由于受到縱、橫二個方向剪力或剛度相對較大的路面段的約束，限制了澆砼路的自由變形，因此在溫差和砼收縮變化時(shí)，薄弱處容易首先開裂，產(chǎn)生裂縫。因此，只要砼的溫差應(yīng)力和收縮變形這一固有本性不變，現(xiàn)澆砼路面的裂縫就不可避免。這就是澆砼路面裂縫的內(nèi)在原因。
外因條件，首先是季節(jié)溫差的影響。室外現(xiàn)澆砼路面施工不論是在炎夏或是在嚴(yán)冬，季節(jié)溫差較大，尤其是越冬的路面，這種反復(fù)溫差的作用下，砼內(nèi)部就會產(chǎn)生溫差應(yīng)力，必然引起變形，該變形受到路基的約束，中部受拉產(chǎn)生裂縫。此外，裂縫的產(chǎn)生與施工質(zhì)量控制水平也有著密切的關(guān)系。(1)養(yǎng)護(hù)條件。干燥的環(huán)境對早期砼的抗裂能力有嚴(yán)重影響，研究表明養(yǎng)護(hù)條件可改變砼結(jié)構(gòu)、吸水性及浸透性等性能。特別是砼表面，因其早期水分散失，砼強(qiáng)度降低，不能抵消張拉應(yīng)力，因此容易產(chǎn)生裂縫。 (2)砼的早期擾動。(砼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范>GB50204—92第4.5.4條規(guī)定“在已澆筑的砼強(qiáng)度未達(dá)到1.2N/mm 以前，不得在其上踩踏或安裝模板及支架。”但實(shí)踐中，往往第一天澆筑砼，第二即開始施工，而且旋工荷載嚴(yán)重超標(biāo)。澆砼路面在強(qiáng)度不足的情況下受到過載的擾動，影響了砼的致密性，導(dǎo)致內(nèi)部存在很多不均衡點(diǎn)，當(dāng)這些點(diǎn)的集中應(yīng)力受到變形作用時(shí)，就極易產(chǎn)生裂縫。(3)薄弱環(huán)節(jié)如施工縫處，如果接搓處理不細(xì)，會致使新舊砼銜接不緊密，砼在凝固過程中收縮變形會引發(fā)裂縫。
總之，現(xiàn)澆砼路面裂縫是內(nèi)因外因的共同作用下產(chǎn)生的，且裂縫呈現(xiàn)了不平衡狀態(tài)。
二、室外現(xiàn)澆砼路面質(zhì)量控制措施
在施工中，室外現(xiàn)澆砼路面產(chǎn)生裂縫經(jīng)常出現(xiàn)，但裂縫控制卻是相當(dāng)復(fù)雜，它涉及到地基基礎(chǔ)，材料質(zhì)量，施工技術(shù)及環(huán)境狀態(tài)等諸多因素，筆者認(rèn)為，對現(xiàn)澆砼路面裂縫的控制主要應(yīng)采取以下幾項(xiàng)措施：(1)優(yōu)化砼配合比，提高砼的抗拉性能。無論是泵送砼還是現(xiàn)場拌制的小坍落度砼，都應(yīng)當(dāng)在原有配合比的基礎(chǔ)上，通過控制水灰比，砂率、含泥量及雜質(zhì)含量的調(diào)控，外加劑和摻合料的選用，試驗(yàn)高性能砼，優(yōu)選出抗裂性能好的砼級配。從目前情況來看，開發(fā)研制的復(fù)合礦渣磨細(xì)粉，對提高砼的抗裂性能非常有利，另外，對設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制裂縫的結(jié)構(gòu)，還應(yīng)摻加補(bǔ)償收縮的膨脹劑。(2)改善砼養(yǎng)護(hù)工藝，減少砼的自身收縮。試驗(yàn)證明，養(yǎng)護(hù)條件對于砼的收縮影響很大，養(yǎng)護(hù)14天的收縮比養(yǎng)護(hù)3天的收縮會降低約2O %。如按施工規(guī)范進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，能有效持續(xù)地使砼表面保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。澆筑時(shí)間不長仍然處于凝結(jié)的砼，硬化過程和水泥水化速度較快，養(yǎng)護(hù)形成的潮濕條件可防止砼表面脫水，因而防止產(chǎn)生收縮裂縫。同時(shí)由于散熱時(shí)間延長，砼強(qiáng)度的松弛作用得到充分發(fā)揮，可防止貫通裂縫的產(chǎn)生。但實(shí)際施工中，由于搶趕工期以及澆水影響彈線及施工人員的作業(yè)，因此路面砼往往缺乏較充分和較足夠的澆水養(yǎng)護(hù)延續(xù)時(shí)間。因此，堅(jiān)持施工中按規(guī)定規(guī)范養(yǎng)護(hù)，改善養(yǎng)護(hù)方法，如覆蓋麻袋或草包保濕養(yǎng)護(hù)、噴養(yǎng)護(hù)液、用噴霧器不間斷地輪流噴灑砼表面等均是可以采納的辦法。(3)規(guī)范施工操作規(guī)程，加強(qiáng)路面的保護(hù)，避免砼澆筑后的擾動。路面施工時(shí)各工種交叉作業(yè)，施工人員眾多、行走十分頻繁，因此加強(qiáng)路面面層有效保護(hù)十分必要，砼工在澆筑時(shí)應(yīng)鋪設(shè)臨時(shí)性活動挑板，擴(kuò)大接觸面，分散應(yīng)力，盡可能采用小流水段施工，砼現(xiàn)澆砼路面澆筑后不要過早上人，為使砼不早期受損，且不影響工期，宜采取早強(qiáng)措施：5N/mm2值應(yīng)制作同條件試塊，確定達(dá)到的天數(shù)�？茖W(xué)安排路面施工作業(yè)計(jì)劃，在路面砼澆筑完畢的24小時(shí)以前，不允許吊卸大宗標(biāo)材料，避免沖擊振動。 (4)重視薄弱環(huán)節(jié)的管理，：對施工縫，后澆帶、塑性裂縫等，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范施工，制定具體措施，作好技術(shù)交底，必要時(shí)加膨脹劑，調(diào)節(jié)砼的收縮。
三、室外現(xiàn)澆砼路面裂縫處理
客觀來說，在現(xiàn)澆鹼施工中徹底杜絕裂縫不太現(xiàn)實(shí)，且設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)當(dāng)允許一定寬度的裂縫出現(xiàn)。一旦裂縫出現(xiàn)以后，則應(yīng)遵守以下原則進(jìn)行處理：
�、� 當(dāng)裂縫寬度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)時(shí)，可不作處理。
② 當(dāng)裂縫寬度超過規(guī)范要求時(shí)，先不要急于處理，而是查清裂縫產(chǎn)生原因，待其發(fā)展基本穩(wěn)定后再處理，必要時(shí)可提請?jiān)O(shè)計(jì)部門處理解決。
�、� 如果發(fā)生不影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫，應(yīng)結(jié)合使用情況，按下述方法處理：其一，化學(xué)灌漿：即采用專用壓力設(shè)備，將環(huán)氧樹脂、氰凝、聚氯脂等化學(xué)漿液壓入縫內(nèi)。其二，開槽嵌縫：在原有裂縫位置開槽，清理干凈后，用環(huán)氧膠泥、密封油膏、聚合物砂漿等密封材料填滿嵌實(shí)。其三，表面涂抹：在裂縫中將玻纖布作為加勁層，表面涂刷聚氨脂或環(huán)氧樹脂密封涂料或聚合物砂漿或氯丁膠乳砂漿等防護(hù)砂漿。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 陸洪清、劉紅巖：現(xiàn)澆砼樓板施工裂縫的控制及處理 梅山科技 2006/S2.
[2] 王丹:現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的預(yù)防措施 鄭鐵科技通訊 2011/01
[3] 李先娜;淺談現(xiàn)澆砼樓板施工裂縫控制 才智 2011/11
[4] 現(xiàn)澆砼梯型渠道襯砌工藝流程及質(zhì)量控制 科技致富向?qū)?2011/11 張麗麗; 李柏霖;
[5] 韓兆軍;淺談現(xiàn)澆砼連續(xù)箱梁施工 科技信息 2011/11
