王辰
摘 要:混凝土裂縫影響水運工程的重要方面之一,成為制約結構工程質量重要問題。結合本工程的特點,重點對閘首廊道 、閘室長廊道易出現裂縫的結構部位進行分析,著重于施工技術、材料優(yōu)選、環(huán)境條件及施工管理等。
關鍵詞:廊道;裂縫;防治
1 閘首及閘室廊道結構形式
1.1 閘首廊道
上下閘首輸水系統(tǒng)采用閘室長廊道側支孔出水型式的分散輸水。
1.2 閘室廊道
閘室墻為全分散輸水廊道塢式結構。
2 裂縫防治目標
通過閘首廊道、閘室長廊道混凝土質量控制,規(guī)范施工過程,減少閘首廊道、閘室長廊道裂縫,提高混凝土質量,保證閘首廊道、閘室長廊道混凝土結構物的耐久性、安全性和可靠性,在設計使用年限內的有效使用。
3 裂縫的位置及形成原因
3.1 裂縫的位置
閘首廊道、閘室長廊道裂縫都出現了裂縫,每對閘墻出現裂縫,裂縫出現的部位及特征如下:
3.1.1 閘首廊道裂縫
閘首頭部環(huán)形輸水廊道外側拐彎段、側墻拐彎段等廊道薄壁變截面處出現裂縫。閥門井與廊道交接處等斷面薄弱部位出現豎向裂縫。廊道薄壁變截面處。廊道頂水平向裂縫。廊道頂倒角豎向裂縫。閘首邊墩出現豎向裂縫。
3.1.2 閘室長廊道裂縫
側支孔、廊道頂部出現不規(guī)則裂縫。閘室墻身(包括廊道)出現豎向裂縫。
3.2 裂縫形成原因分析
根據閘首廊道、閘室長廊道形成的裂縫分析,分為:溫度裂縫、收縮裂縫、干縮裂縫。
3.2.1 溫度裂縫
溫度裂縫,多由于溫差較大引起的?;炷两Y構構件,特別是大體積砼基礎澆筑后,在硬化期間水泥放出大量的水化熱,內部溫度不斷上升,使砼表面和內部溫差較大。當溫度產生非均勻的溫差時,將導致砼表面急劇的溫度變化而產生較大的收縮變形,此時表面受到內部砼的約束,將產生很大的拉應力,而砼早期抗拉強度很低,因而出現裂縫。形成原因如下:
原材料:采用高水化熱水泥;水泥未提前入罐;砂石料未及時覆蓋,冬季冰雪淋濕,使用時不處理,導致砼入模溫度偏低;原材料不符合規(guī)范要求。
配合比:配合比設計不合理;水泥含量大,粉煤灰摻量不合理等。施工配合比未根據現場實際情況(雨天、冬季)進行調整;
澆筑:未分層澆筑,分層厚度過大;砼入模溫度大于30℃或小于5℃;澆筑時間不合理,選擇最高溫或最低溫時間段澆筑。
砼養(yǎng)護:保溫措施不到位,導致砼內外溫差大;外部溫度變化,如大風、冬季、晝夜溫差等。保濕不到位;覆蓋的土工布或薄膜不封閉,導致砼水分流失;不及時灑水養(yǎng)護;養(yǎng)護周期較短。
配合比:施工配合比水灰比控制不準確,砼坍落度大,砼表面水分流失快,導致內外混凝土形成約束應力而形成裂縫。
澆筑:砼拌合不均勻,攪拌時間不足或過長,拌合后到澆筑時間長;泵送時,人為的增加用水量。砼過振,導致砼骨料下沉,局部表面集中過多的砂漿、水分。
砼養(yǎng)護:保溫措施不到位,導致砼內外溫差大;外部溫度變化,如大風、冬季、晝夜溫差等。保濕不到位;覆蓋的土工布或薄膜不封閉,導致砼水分流失;不及時灑水養(yǎng)護;養(yǎng)護周期短。
4 裂縫防治措施
4.1 技術措施
4.1.1 鋼筋、模板
鋼筋保護層控制。閘首廊道模板加工準確,拼縫嚴密;閘室廊道模板采用整體式滑模施工,砼強度達到50%以上即可拆模,先將模板與砼面分離再移動,防止模板移動沖擊砼,產生裂縫。
4.1.2 砼原材料質量控制
水泥:選用低水化熱的P.O42.5普通硅酸鹽水泥。水泥提前6天入罐。骨料:碎石采用三級配;黃砂采用中粗砂。水:拌和用水采用深井水。粉煤灰:粉煤灰采用Ⅱ級灰。外加劑:廊道砼為大體積砼和薄壁砼,為延緩水化熱峰值的出現的時間,采用復合緩凝型聚烯酸高性能減水劑。
4.1.3 砼配合比控制
配合比設計:砼配合比通過專家審查。配合比采用“雙摻”技術,結合抗裂砼的配合比設計。
施工配合比:砼澆筑前,測定砂石料的含水率,確定施工配合比,嚴格控制混凝土坍落度120±20mm。
根據氣溫的變化,采用合適的外加劑,確保砼室外初凝時間為6~8h、終凝時間為8~10h,確保上層澆筑時下層處于初凝狀態(tài)。
4.1.4 砼生產、輸送設備
確保砼運輸連續(xù)性,滿足最大混凝土方量需求。
4.1.5 砼澆灌
底板砼強度達到2.5MPa后,采用人工+風鎬。鑿除砼表面浮漿及松軟層,粗骨料不松散。在倉面布置串筒。澆筑前采用自吸泵,將底板上的積水抽排,無法排出的水采用海綿吸干。人工清除底板上的雜物。澆筑采用水平分層連續(xù)澆筑,對稱、均勻上升;并醒目劃分澆筑坯層。振搗采用插入式振搗器內部振搗,振搗器按梅花形插入振搗,間距不超過振動器作用半徑的1.5倍(約50厘米),并插入下層砼50~100mm。振搗時間以砼表面平坦、無氣泡、不下沉,開始泛漿為宜;砼澆筑出現泌水現象,用海綿將水吸干。砼澆筑結束后應及時平倉、抹平,并清除表面多余浮漿,在砼終凝以前進行兩次壓實、兩次抹光,防止廊道頂板產生裂縫。
4.1.6 砼養(yǎng)護
迎水面采用土工布包裹、噴淋養(yǎng)護,廊道內采用噴霧保濕養(yǎng)護,端頭掛油布,包裹嚴密;泄水洞處采用土進行封閉,保證廊道嚴密;保濕養(yǎng)護持續(xù)時間不得少于14d;室外溫度低于5 ℃,不得灑水;專人負責養(yǎng)護保溫工作,同時做好養(yǎng)護記錄。
4.1.7 冬季施工
根據現場施工計劃安排,廊道在冬季節(jié)施工。采取以下措施保證砼入模溫度不低于5℃。骨料采用1層薄膜1層土工布覆蓋保溫;外加劑采用復合早強減水劑;拌合比采用井水,蓄水池采用土工布覆蓋保溫,并用電熱管加溫;延長砼攪拌時間;泵管采用保溫材料包裹。
4.1.8 縮短間隔時間
縮短廊道與底板施工的時間,減少底板混凝土對新澆混凝土約束作用。工程底板達到強度后,及時進行廊道模板拼裝,減少廊道與底板施工間隔。
4.2 管理措施
建立責任制度;嚴格執(zhí)行三級技術交底制度;強化“三檢制”;例行“工序報驗”制度;嚴格“值班制”;質量獎懲制度;嚴格把好材料質量關;強化現場管理,提高精細化施工程度;振搗責任制;實行首件認可制。
5 混凝土裂縫修補
廊道混凝土出現裂縫分析產生的原因,對裂縫要進行觀測,觀測變化趨勢,查看裂縫長度和寬度,并做好相應的記錄。確定修補方案。
裂縫寬度為0.2~0.5mm的縱深或貫穿裂縫,采用環(huán)氧樹脂壓力灌漿修補。在裂縫兩側打設斜向孔貫穿裂縫,梅花型布設間距20cm,插入注漿止水針;采用“堵漏王”將裂縫封堵,在頂部和底部預留一部分;高壓注漿機將配置好的環(huán)氧樹脂從注漿止水針注入裂縫,以頂部和底部漏漿為止。為了保證混凝土外觀質量,及時采用白水泥和普通水泥混合抹面。
裂縫寬度大于0.5mm,采用水泥灌漿,方法同上。
裂縫寬度在0.2mm以下,深度不大且已停止發(fā)展的表面裂縫,清潔表面后,采用水泥漿封閉。
6結語
針對閘首廊道、閘室長廊道混凝土裂縫,從施工工藝、材料優(yōu)選、技術管理等方面,降低了廊道混凝土裂縫數量。提高了廊道的耐久性和安全性。同時減少了混凝土修補,提高了混凝土外觀質量。
參考文獻:
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[2]? 《水運工程混凝土施工規(guī)范》(JST202-2011)
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[5]? 《水運工程混凝土試驗規(guī)程》(JTJ270-1998);
[6]? 《關于印發(fā)公路水運工程混凝土質量通病治理活動實施方案的通知》