萬 勤
目前的土木建筑工程,以混凝土結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位,混凝土結(jié)構(gòu)由于內(nèi)外因素的作用不可避免地存在裂縫,而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因?;炷亮芽p一般有三種狀態(tài):靜止裂縫,活動裂縫,正在發(fā)展的裂縫?;炷亮芽p處理方法的選擇一般要考慮以下主要因素:判斷裂縫是活動的還是靜止的;修補的主要目的是什么;是否需要加固處理;裂縫產(chǎn)生的主要原因是什么;裂縫未來的變化(數(shù)值和方向)如何。
本文在分析工程中大面積混凝土早期裂縫產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體工程施工實踐,探討了混凝土早期裂縫的預(yù)防控制技術(shù),分析了廣場工程中伸縮縫的選型方法和應(yīng)用技術(shù)。
由于混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),在混凝土硬化初期,水泥的水解水化反應(yīng)放出較多的熱量。混凝土本身又是熱的不良導(dǎo)體,散熱緩慢,因而混凝土內(nèi)部的溫度高,有時溫差可達50℃ ~70℃。這將使內(nèi)部混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹,而外部混凝土隨著氣溫降低卻收縮,尤其是受到氣溫、濕度、風(fēng)等突變影響,收縮更大。此時,內(nèi)部混凝土膨脹和外部混凝土收縮的相互制約,對外部混凝土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當外部混凝土所受的拉應(yīng)力超過混凝土當時的極限抗拉強度,將產(chǎn)生裂縫。
干縮是指混凝土凝結(jié)后,出現(xiàn)體積減縮的現(xiàn)象。這主要是混凝土因水分的散失引起的,且這種收縮是長期持久的。混凝土在干燥的空氣中硬化,由于水分的逐漸蒸發(fā),體積逐漸干縮,這種干縮往往是表面較大,內(nèi)部較小,所以常在表面產(chǎn)生許多微細縫。
水泥的水解水化反應(yīng)所生產(chǎn)的水化物體積變小,形成相對收縮,是一種化學(xué)反應(yīng)收縮,從而引起混凝土早期裂縫的產(chǎn)生。在混凝土早凝階段,體積收縮隨齡期的增長而增大,但當齡期達到40 d后,隨著水泥的水解水化反應(yīng)的逐步完成,這種收縮漸趨穩(wěn)定,影響相對較小。
沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致,或者因為模板剛度不足,模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降,致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫,裂縫呈梭形,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或成30°~45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度0.3mm~0.4mm,受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。
1)因攪拌不足或過分,振搗不密實,而造成混凝土強度不足,易導(dǎo)致早期開裂、斷板。因某些原因使混凝土澆筑作業(yè)中斷,而且再澆筑時未按施工縫處理,新舊混凝土由于結(jié)合不良和收縮不一致,形成一條不規(guī)則的接縫。養(yǎng)護不及時,尤其是在氣溫高、溫度小、風(fēng)速大的不利條件下,就會使混凝土表面水分蒸發(fā)太快,從而形成干縮裂縫。還有就是切縫深度不足,造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中,在混凝土薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。
2)基層標高失控,造成路面厚度不均,過薄或厚薄交接處將成為薄弱斷裂,在混凝土收縮時,難以承受拉應(yīng)力而開裂;基層干燥會吸收混凝土拌和物的水分使底部混凝土失水,強度降低,導(dǎo)致混凝土開裂;在一些易發(fā)生路基不均勻沉降的部位,如填挖交接處、新老路基交接處、軟弱地基等部位,也會導(dǎo)致混凝土路面的開裂。
本部分主要結(jié)合具體廣場工程實踐,深入探討實際工程施工中的混凝土裂縫控制技術(shù)。
本廣場工程占地11萬m2,共鋪貼廣場磚36840 m2,各類花崗巖 11490 m2,雨化石 1580 m2,青條板 1990 m2,機刨板 3275 m2,其中心廣場面積為25434 m2,混凝土面積16600 m2。
1)施工溫度的控制。
中心廣場大面積混凝土的澆筑都是在10月份,澆筑的溫度一般都低于30℃。混凝土在修整抹面后,用麻袋覆蓋,以防止白天和夜晚的溫度急驟變化而產(chǎn)生貫穿裂縫,并且要保持表面溫度,減少表面蒸發(fā)。
2)混凝土材料的選擇。
為防止產(chǎn)生早期裂縫,應(yīng)合理選用水化熱低,干縮性小的普通硅酸鹽水泥。在該工程中監(jiān)理和甲方相互配合,多次對到達現(xiàn)場的水泥進行抽樣,送往市建工局檢測中心檢驗,結(jié)果滿足要求;還要控制好現(xiàn)場材料的級配、水灰比、用水量,要求施工單位嚴格按照設(shè)計施工配合比施工。整個工程全部采用碎石、砂和自來水,對表面有泥土等雜質(zhì)的碎石進行清洗,對干燥的碎石也要澆水濕潤,以減少材料中的雜質(zhì)對混凝土質(zhì)量的影響。
3)施工方法和施工工藝的控制。
應(yīng)嚴格控制好基層的標高及平整度,按照設(shè)計要求用水準儀對場地內(nèi)挖填土的標高進行嚴格控制,并用碾壓機對場地進行平整,使其壓實質(zhì)量達到規(guī)定的數(shù)值。確保厚度均勻,強度均勻。
混凝土在澆筑過程中,用人工攤鋪,嚴禁拋擲,應(yīng)該用鐵鍬反扣,從而防止混凝土拌和物的離析。在施工過程中,監(jiān)理和甲方要求施工單位將混凝土均勻攤鋪,不允許工作面參差不齊,影響振搗,并且對混凝土的澆搗,須均勻有序的進行,不能雜亂無章的隨意振搗,不允許出現(xiàn)過振或漏振,從而導(dǎo)致混凝土強度不均勻;在混凝土振搗密實后,再用平板振動器縱橫交錯地振搗,最后用振動梁托平。
4)伸縮縫的應(yīng)用及控制。
因為整個廣場是一個圓形的形狀,伸縮縫的設(shè)置不僅要在徑向設(shè)置,還要沿圓周方向設(shè)置,如圖1所示。
為了保證整個廣場鋪地的美觀,徑向伸縮縫是一條貫穿的直線,圓周方向的伸縮縫是一個圓曲線,伸縮縫每隔5 m設(shè)置一道;在施工過程中,施工縫未處理好的,也應(yīng)設(shè)置伸縮縫;在與軟弱地基交接處,應(yīng)設(shè)置伸縮縫。
在要求設(shè)置伸縮縫處,先將“▽”形入口的鐵制壓板用振動梁壓入,隨后提出,用備好的木制三夾板嵌入,并在兩側(cè)模板上做好嵌條的記號,然后進行表面修整,收光抹平,待初凝硬化后,可用切縫機沿記號鋸開,縫寬為3mm~5mm,這樣可以引導(dǎo)混凝土早期裂縫沿木制夾板裂開,便于切割,節(jié)約了經(jīng)費,保證槽口邊緣無損傷。
本文總結(jié)了大面積混凝土早期裂縫產(chǎn)生的主要原因,結(jié)合具體工程實踐,探討了裂縫的預(yù)防和控制技術(shù),分析了伸縮縫的應(yīng)用和控制技術(shù),可為類似的工程設(shè)計和施工提供有益的參考作用。
當然,在實際中每個工程都各有特點,各不相同,在實踐中一定要靈活地掌握,加以區(qū)別,有針對性地采取相應(yīng)措施。只要我們廣大工程技術(shù)人員在思想上重視,技術(shù)施工中加強防范措施,混凝土路面早期裂縫的問題是可以處理好的。
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