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混凝土襯砌施工裂縫的種類及預(yù)防措施
在當(dāng)下這個(gè)社會(huì)中,措施在生活中的使用越來越廣泛,措施是管理學(xué)的名詞,通常是指針對(duì)問題的解決辦法、方式、方案、途徑,可以分為非常措施、應(yīng)變措施、預(yù)防措施、強(qiáng)制措施、安全措施。措施到底怎么擬定才合適呢?下面是小編整理的混凝土襯砌施工裂縫的種類及預(yù)防措施,僅供參考,大家一起來看看吧。
1、 引言
渠道混凝土襯砌在施工過程和使用過程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)裂縫,它不僅影響渠道的美觀,也會(huì)影響渠道使用性能和使用壽命。本文根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析了襯砌混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,并提出了防治措施。
2、 裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土是一種以砂石骨料、水泥、水及其他外加材料按適當(dāng)比例配合,經(jīng)過均勻拌制、密實(shí)成型及養(yǎng)護(hù)硬化而成的人工石材。造成渠道襯砌混凝土裂縫的原因很多,主要有坡基的不均勻沉降,襯砌混凝土的溫度應(yīng)力、干縮、材料、配合比及施工方法等。
沉陷裂縫是由于地基土質(zhì)不均、開挖坡基擾動(dòng)或浸水造成的地基不均勻沉降所致。在挖渠時(shí)對(duì)坡基原狀土的擾動(dòng)致使坡基土密實(shí)度達(dá)不到要求,且回填難度較大,均勻性差,難以承受襯砌混凝土的壓力,造成混凝土板沉陷扭曲、移位甚至坍塌。此類裂縫多為貫穿性裂縫,較大的沉陷裂縫有一定的錯(cuò)位。
溫度應(yīng)力裂縫的成因較為復(fù)雜,基本的成因是混凝土澆筑后,水泥與水反應(yīng)產(chǎn)生水化熱,使得混凝土板內(nèi)部溫度不斷升高,而外界氣溫不斷變化,相鄰部位的混凝土由于溫度和溫降的不同而造成溫差,由此產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。
干縮裂縫主要是混凝土表面失水或者自身收縮的原因而形成的裂縫。另外烈日暴曬,混凝土收縮值大以及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施不到位,也會(huì)致使混凝土早期脫水,引起收縮裂縫。
在現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r,振搗方法不當(dāng),漏振、過振或振搗棒抽撤過快均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
3、 根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)著重談一下渠道襯砌混凝土裂縫防治措施
3.1嚴(yán)格控制渠道土方的填筑質(zhì)量
預(yù)防沉降裂縫必須做好渠道基礎(chǔ)的處理,遇到不符合設(shè)計(jì)要求的軟弱地基必須經(jīng)處理達(dá)到要求后方可進(jìn)行下一道工序的施工。
在回填土之前,一定要清除帶有樹根、雜草、垃圾、廢渣等不適合填筑的雜土,嚴(yán)格控制土塊粒徑。要注意回填土料的含水量,在其較低時(shí),要在取土區(qū)周圍修筑圍堰,灑水車對(duì)土料場進(jìn)行灌水,充分調(diào)節(jié)土料的含水率,試驗(yàn)檢測人員應(yīng)反復(fù)對(duì)土料的含水率進(jìn)行檢測,采取全斷面采掘的方式挖料來增強(qiáng)土料的均勻性,利用反鏟將土料拌制均勻后再裝車?yán)\(yùn)至渠道填筑施工現(xiàn)場。在渠道填筑面將土料攤鋪均勻后,對(duì)土料含水率要再次進(jìn)行檢測,確保土料達(dá)到最優(yōu)含水率要求。
在回填土?xí)r一定要按規(guī)定的施工方法和工藝進(jìn)行接縫處理,杜絕欠壓、漏壓、超壓。相鄰施工段的作業(yè)面均衡上升,如不可避免出現(xiàn)高差時(shí),以斜坡面相接。如結(jié)合面土料含水量較低時(shí),要進(jìn)行撒水刨毛處理。
按碾壓試驗(yàn)和根據(jù)現(xiàn)場施工條件修訂后確定的碾壓參數(shù)控制鋪料厚度、加水量、碾壓遍數(shù)。按規(guī)定的取樣頻率和試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場取樣檢查,及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析,用質(zhì)量管理圖進(jìn)行質(zhì)量管理,提高質(zhì)量管理水平。如填土出現(xiàn)“彈簧”、層間光面、層間中空,松土層或剪力破壞現(xiàn)象時(shí),應(yīng)根據(jù)情況認(rèn)真處理。
由于氣候等原因停工的填筑工作面應(yīng)加以保護(hù),復(fù)工時(shí)必須仔細(xì)清理,經(jīng)驗(yàn)收合格后,方準(zhǔn)填土,并作記錄備查。在雨季時(shí),填筑土料應(yīng)根據(jù)施工條件采取必要的措施,防止施工過程中含水量的增加,保證填筑質(zhì)量。碾壓時(shí)應(yīng)注意保持填筑面平整,以防雨水下滲和避免積水。雨后填筑面應(yīng)晾曬或加以處理,并經(jīng)檢驗(yàn)合格后,方可繼續(xù)施工。
3.2嚴(yán)格控制渠道土方的開挖質(zhì)量
渠道開挖前,要進(jìn)行精確測量放樣,在渠道開挖時(shí)要采用挖掘機(jī)倒退法進(jìn)行分段開挖,且不得超挖。
為了保證開挖后的邊坡和渠底平整,在二次機(jī)械精修時(shí)應(yīng)在挖掘機(jī)斗牙處焊接一塊鋼板。開挖時(shí)要預(yù)留20cm的保護(hù)層以免擾動(dòng)渠道的土基。人工開挖保護(hù)層時(shí),要按給定的高程和邊坡線進(jìn)行開挖。及時(shí)把挖掉的土進(jìn)行清理,隨開挖隨轉(zhuǎn)運(yùn),不要將多余的土長時(shí)間堆放在工作面上。在渠底和邊坡修整時(shí),根據(jù)設(shè)計(jì)高程,掛線施工,萬一出現(xiàn)局部超挖現(xiàn)象,則利用修整的土料灑水夯實(shí)回填,經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下道工序施工。
3.3材料選擇和混凝土配合比控制
在拌制混凝土?xí)r一定要選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料,含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。在配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比,同時(shí)摻加合適的減水劑。配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)會(huì)造成混凝土和易性差,導(dǎo)致混凝土離析、泌水、保水性不良,增加收縮值。
配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場,依據(jù)施工現(xiàn)場的施工工藝及澆注后的混凝土板的質(zhì)量,合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度,塌落度變大,收縮值會(huì)增加。針對(duì)現(xiàn)場的砂、石原材料質(zhì)量情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整施工配合比,盡量避免襯砌混凝土裂縫的產(chǎn)生。另外在施工中必須要嚴(yán)格按著混凝土的施工配合比施工。
3.4混凝土的施工方法及溫度控制
在混凝土澆筑前,一定要在坡面灑水、但注意要適量。鋪設(shè)土工膜時(shí),要根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁刈兓群彤a(chǎn)品說明書預(yù)留出溫度變化引起的伸縮量。鋪設(shè)后的土工膜應(yīng)自然松弛與支持層貼實(shí),不得有懸空,以不影響混凝土的厚度而造成混凝土板的開裂。
渠道澆筑采用跳倉法澆筑,先底板后邊坡,以避免坡面上的混凝土板產(chǎn)生滑動(dòng)。對(duì)于襯砌混凝土板裂縫的產(chǎn)生,實(shí)際上振搗也是很重要的,振搗捧要快插慢拔,根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間,避免過振或漏振;炷涟逶诔跄,要合理增加抹面次數(shù)以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。
混凝土的澆筑溫度和最高溫升均應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定,盡量縮短混凝土運(yùn)輸及等待卸料時(shí)間,混凝土運(yùn)輸工具要采取隔熱遮陽措施以減少混凝土運(yùn)送過程中的溫升,入倉后及時(shí)進(jìn)行平倉振搗,加快覆蓋速度,縮短混凝土的暴露時(shí)間。
采取措施降低混凝土的入倉溫度。在夏季應(yīng)事先對(duì)混凝土骨料、水泥采取預(yù)冷防熱措施、搭設(shè)涼棚避免陽光直曬,另外降低施工用水溫度。在澆筑時(shí)間和施工組織上合理安排,春、秋季多澆,夏季不宜在上午澆筑,以免在混凝土升溫恰值氣溫最高時(shí)而加劇。渠道的重要地段盡量安排在低溫季節(jié)、低溫時(shí)段澆筑,以降低混凝土入倉溫度,避免出現(xiàn)溫度裂縫。
3.5混凝土養(yǎng)護(hù)問題
加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作是預(yù)防混凝土表面裂縫的重要環(huán)節(jié),在襯砌混凝土澆筑完畢后,應(yīng)按施工技術(shù)方案及時(shí)采取有效的養(yǎng)護(hù)措施,并應(yīng)符合下列規(guī)定:根據(jù)施工條件采用灑水養(yǎng)護(hù)。應(yīng)在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對(duì)混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。
混凝土澆水養(yǎng)護(hù)的時(shí)間:對(duì)采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土,不得少于7d;對(duì)摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土,不得少于14d;澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤狀態(tài);混凝土養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水相同。
采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)的混凝土,其敞露的全部表面應(yīng)覆蓋嚴(yán)密,并應(yīng)保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水。
在襯砌混凝土未達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度前不得拆模,而且不得踩踏混凝土和在其上堆放施工器具及材料。
4、 結(jié)束語
渠道襯砌混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很多,有時(shí)是多種因素共同作用的結(jié)果。經(jīng)過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得之,控制裂縫必須要從渠道基礎(chǔ)的回填開挖及混凝土材料的選擇、配比、澆注和養(yǎng)護(hù)等多方面入手。在混凝土襯砌的施工過程中,只要認(rèn)真采取以上所述混凝土裂縫的各種防治措施,對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、科學(xué)對(duì)待,渠道襯砌混凝土裂縫就能夠得到良好的控制。
隧道中產(chǎn)生的裂縫一方面是由設(shè)計(jì)原因造成的,另一方面是由于施工管理不當(dāng)造成的。它是結(jié)構(gòu)內(nèi)部受到與設(shè)計(jì)狀態(tài)不同的應(yīng)力的反映,同時(shí)也與施工過程中由于人為的因素改變了洞室的受力狀態(tài)有很大關(guān)系。
1、隧道襯砌混凝土裂縫類型
收縮裂縫,溫度裂縫、外荷載作用產(chǎn)生的變形裂縫、施工縫處理不當(dāng)引起的接茬縫等。
1.1干縮裂縫
收縮裂縫是因?yàn)榛炷潦湛s所引起的裂縫。在收縮種類中,分塑性收縮和縮水收縮是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因;炷猎谟不^程中水分逐漸蒸發(fā)散失,使水泥石中的凝結(jié)膠體干燥收縮產(chǎn)生變形,由于受到圍巖和模板的約束,變形產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力值超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫。干縮裂縫多為表面性的,走向沒有規(guī)律。影響混凝土干縮裂縫的因素主要有:水泥品種、用量及水灰比,骨料的大小和級(jí)配,外加劑品種和摻量。
1.2溫度裂縫
溫度裂縫是因?yàn)榛炷辆哂袩崦浝淇s性。水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱量,在混凝土內(nèi)部和表面間形成溫度梯度而產(chǎn)生應(yīng)力.當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束力時(shí),就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。裂縫寬度冬季較寬,夏季較窄。溫度裂縫的產(chǎn)生與二次襯砌混凝土的厚度及水泥的品種、用量有關(guān)。
1.3荷載變形裂縫
荷載變形裂縫是因?yàn)橹ёo(hù)背后存在空間或排水不暢形成水壓,基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降,模板臺(tái)車沒有加固好,過早脫模,混凝土受到較大的外力撞擊等容易產(chǎn)生變形裂縫。仰拱和邊墻基礎(chǔ)的虛碴未清理干凈.混凝土澆筑后,基底產(chǎn)生不均勻沉降;模板臺(tái)車或堵頭板沒有固定牢固,以及過早脫模,或脫模時(shí)混凝土受到較大的外力撞擊等都容易產(chǎn)生變形裂縫。荷載變形裂縫在隧道襯砌混凝土病害中占有的比例逐年增大,已經(jīng)引起了廣大工程技術(shù)人員的重視。
1.4施工縫(接茬縫)
施工縫是施工中停電、機(jī)械故障等原因迫使混凝土中斷時(shí)間超時(shí),在繼續(xù)澆筑引起的縫;再一個(gè)就是原材料不臺(tái)格、配合比不合理、和易性不好、振搗不密實(shí),鋼筋保護(hù)層厚度不夠等引起的混凝土裂縫。
2、形成裂縫的原因
隧道裂縫產(chǎn)生原因分析;混凝土裂縫形成的原因非常復(fù)雜,往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì),施工不規(guī)范造成的混凝土裂縫占80%左右,材料質(zhì)量差或配合比不合理產(chǎn)生的裂縫占15%左右,設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的裂縫可能占5%。
2.1建設(shè)、監(jiān)理單位工作隨意性大
由于多方面的原因,勘察設(shè)計(jì)單位無法深入地開展地質(zhì)勘探工作,隧道圍巖類別評(píng)價(jià)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)依據(jù),帶有一定的盲目性。個(gè)別建設(shè)單位限于自身管理和專業(yè)技術(shù)水平的欠缺,任意變更設(shè)計(jì)。少數(shù)工程由業(yè)主的內(nèi)部人員組成監(jiān)理機(jī)構(gòu),監(jiān)理工作失去了獨(dú)立性,但隨著建設(shè)市場的規(guī)范,這些問題會(huì)逐漸得到解決。
2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際不符,后期變形應(yīng)力在設(shè)計(jì)中未能反映
在現(xiàn)在的隧道設(shè)計(jì)中,一般根據(jù)情況將隧道的設(shè)計(jì)分為淺埋隧道和深埋隧道兩種情況。淺埋情況下以洞頂上所有覆土壓力作為設(shè)計(jì)荷載;深埋隧道的設(shè)計(jì)考慮坍落拱效應(yīng),只計(jì)部分圍巖壓力。在荷載的計(jì)算中采用的是經(jīng)過調(diào)查或試驗(yàn)得到的土的物理力學(xué)參數(shù)。這樣的設(shè)計(jì)模式存在以下幾個(gè)方面的問題:
第一,人為確定的隧道洞室的荷載模式與實(shí)際的洞室受力狀況有很大的區(qū)別,把受力復(fù)雜的地下工程簡單的采用類似受力明確的框架進(jìn)行計(jì)算,忽略了土質(zhì)圍巖的特殊性,而這些特殊性恰恰是引起地下洞室日后病害的主要原因。
第二,設(shè)計(jì)中采用的許多土層的物理、力學(xué)指標(biāo)在洞室開挖后都會(huì)發(fā)生變化,但設(shè)計(jì)計(jì)算的過程卻無法反映出以后這方面的變化,以定態(tài)的參數(shù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)去適應(yīng)動(dòng)態(tài)的應(yīng)力變化,是對(duì)結(jié)構(gòu)受力的過程不全面的反映,同時(shí)也是對(duì)土層中洞室開挖后的應(yīng)力變化過程認(rèn)識(shí)不透徹的表現(xiàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中長期以來忽略了地下水的影響,在隧道的設(shè)計(jì)中僅僅是考慮在有水的情況下將圍巖級(jí)別予以降低,在沒有水的情況下則對(duì)水的因素不加考慮。先說有水時(shí)的情況,對(duì)土質(zhì)隧道來說,地下水對(duì)工程的影響體現(xiàn)在以下方面,其一影響了土的物理力學(xué)指標(biāo),這點(diǎn)可從圍巖級(jí)別的降低上得到部分的反映,其二影響了土層中洞室開挖后的席力狀杰,十質(zhì)圍巖中有7k時(shí)。洞室開挖后將破壞腺來日可賦存環(huán)境及水力路徑,在洞室完成后會(huì)重新形成新的水力路徑,在這個(gè)過程中,由于水的影響,必然導(dǎo)致洞室周圍土壓力狀態(tài)與設(shè)計(jì)時(shí)有很大的不同,而提高圍巖級(jí)別卻不能反映出這種影響,故從根本上說,設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)土質(zhì)圍巖中水的因素是沒有考慮的。在勘察未見地下水的情況下,修成的洞室卻往往存在漏水的情況,這說明土質(zhì)圍巖中的水力路徑會(huì)隨著洞室的開挖而變化,從而使開挖時(shí)干燥的洞室在運(yùn)營后數(shù)年出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。
2.3施工工藝現(xiàn)場操作不規(guī)范
隧道開挖成形差襯砌混凝土厚度嚴(yán)重不均勻,欠挖和超挖支護(hù)侵入襯砌限界,造成襯砌混凝土厚度不足,個(gè)別隧道襯砌混凝土背后存有脫空現(xiàn)象。
未開展監(jiān)控量測工作,僅憑經(jīng)驗(yàn)來確定二次襯砌的施工時(shí)間,安全可靠性差,造成二次襯砌超設(shè)計(jì)荷載承受圍巖壓力。
混凝土生產(chǎn)時(shí)原材料計(jì)量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率及時(shí)調(diào)整施工用水量,造成混凝土水灰比增大,在混凝土運(yùn)輸及泵送過程中加水的現(xiàn)象也比較普遍。
采用整體式鋼模臺(tái)車施工,混凝土澆注時(shí)振搗不實(shí)或漏漿,造成混凝土密度不均勻。
盲目追求施工進(jìn)度,脫模時(shí)間過早,養(yǎng)生條件又不完善,使混凝土過早承受荷載,破壞了混凝土內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)。
夏季施工時(shí)砂、石料露天堆放,無降溫措施,混凝土人模時(shí)溫度過高;冬季施工保溫措施不得力。
施工過程中未嚴(yán)格按新奧法要求施工,使襯砌產(chǎn)生裂縫。雖然新奧法設(shè)計(jì)有其不足之處,但從現(xiàn)階段的理論和實(shí)際來看,新奧法理論仍是目前地下洞室設(shè)計(jì)和施工的最好的指導(dǎo)理論。但在大量的土質(zhì)隧道施工過程中,新奧法并未被正確完整的貫徹,大多數(shù)工程的施工并未按新奧法的要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)和施工管理。尤其在施工的過程中沒有認(rèn)真的對(duì)待量測環(huán)節(jié),當(dāng)然也就不能以量測資料指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。有的工程在最關(guān)鍵的收斂穩(wěn)定的判別上也往往以人眼觀察代替量測,這些對(duì)新奧法的斷章取義或認(rèn)識(shí)不清最終導(dǎo)致了各種各樣的工程事故的發(fā)生,也導(dǎo)致了最終的工程質(zhì)量問題。
2.4原材料質(zhì)量差,配合比設(shè)計(jì)不合理
水泥品種選擇不當(dāng),安定性不足,不同批次的水泥混用,碎石、砂繼配差,含泥量超標(biāo),碎石中石粉含量大,針、片狀過多,影響了水泥與骨料的結(jié)合。進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)忽略水泥用量增多對(duì)混凝土品質(zhì)的影響,錯(cuò)誤地認(rèn)為水泥用量越多混凝土強(qiáng)度越高。此外,如果對(duì)摻合物合外加劑的選用缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo).往往也達(dá)不到預(yù)期效果。
2.5施工管理方面不善,工程質(zhì)量不高
施工過程的管理未嚴(yán)格按國家的有關(guān)規(guī)范規(guī)程辦理,具體表現(xiàn)在混凝士配合比達(dá)不到強(qiáng)度
要求,施工振搗不密實(shí)導(dǎo)致襯砌中有蜂窩使混凝土強(qiáng)度降低;坍方處理不當(dāng)襯砌背后留有孔洞;超挖回填不密實(shí)、欠挖不修整導(dǎo)致的襯砌受力與設(shè)計(jì)不符;背棄新奧法思想,在初襯變形未收斂的情況下施做二襯;拆模時(shí)間過早導(dǎo)致襯砌早期強(qiáng)度不足;冬季施工管理不善導(dǎo)致混凝土達(dá)不到強(qiáng)度要求;施工用水管理不善,導(dǎo)致基底被水浸泡,使襯砌產(chǎn)生不均勻沉降等。
3、混凝土裂縫治理
混凝土作為多組材料組成的脆性材料,裂縫的存在是客觀的。作為施工單位應(yīng)加強(qiáng)襯砌混凝土的施工管理,避免或減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。對(duì)于出現(xiàn)的裂縫,應(yīng)認(rèn)真分析原因,分清是有害裂縫還是無害裂縫,并對(duì)有害裂縫進(jìn)行處理,防止裂縫繼續(xù)發(fā)展,影響襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
3.1細(xì)微裂縫
隧道襯砌混凝土表面常出現(xiàn)一些沒有擴(kuò)展性的細(xì)微裂縫,這種裂縫是穩(wěn)定的,一般可自愈不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用合耐久性。從美觀考慮,可先清洗干凈裂縫表面,然后涂刷環(huán)氧樹脂漿液二至三遍,最后用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面,使其顏色與周圍襯砌混凝土顏色一致?梢杂铆h(huán)氧樹脂漿液補(bǔ)救。配比是;
環(huán)氧樹脂:501稀釋劑:二甲苯:乙二胺=1:0.2:o.35:o.08;水泥:細(xì)沙:水=1:2:o.35;水泥:自水泥:107膠=:5:3:l
施工時(shí)應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定,混凝土表面要與其它周圍襯砌混凝土顏色一致。
3.2貫通性裂縫
貫通性裂縫的危害較大,必須采取有效的處理方法。沿裂縫方向鑿成寬5厘米、深3厘米的v形槽,在槽內(nèi)騎縫每隔0.5米鉆一孔,孔深為襯砌厚度的1/2或2/3,一般不少于15厘米,并不得穿透襯砌以防跑漿。用清水沖洗千凈槽內(nèi)的雜物及粉塵,在孔內(nèi)插入φ10的壓漿管,利用環(huán)氧樹脂水泥砂漿錨固,用灰刀將砂漿壓實(shí)抹平。環(huán)氧樹脂砂漿配比,環(huán)氧樹脂:水泥;細(xì)紗:乙二胺:二丁酯=1:1:63.2:0.1:0.12。其中乙二胺是固化劑,二丁酯是稀釋劑。待環(huán)氧樹脂砂漿有一定的強(qiáng)度后,以o.15mpa-0.2mpa壓力壓入水泥一水玻璃漿液或環(huán)氧樹脂漿液。壓漿結(jié)束后在0.2mpa壓力下壓水檢查壓漿效果,裂縫表面用刮抹料和調(diào)色料處理。
3.3密集裂縫
襯砌背后有空洞或襯砌厚度不足引起的密集裂縫,必須進(jìn)行防水和地層加固處理。沿裂縫兩側(cè)每隔1.2米~1.5米交錯(cuò)布點(diǎn).鑿成10厘米x10厘米大小深5厘米地方槽,用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔,孔深3米,安裝wdt 25中空注漿錨桿,注入水泥砂漿,水灰比l:1施工時(shí)由上往下遂級(jí)注漿,注漿壓力以0.4mpa-0.6 mpa為宜。注漿結(jié)束后,另鑿新孔在0.6mpaa-1.0mpa壓力下壓入純水泥漿檢查注漿效果,當(dāng)達(dá)到規(guī)定壓力而壓不進(jìn)時(shí),認(rèn)為注漿已滿,注漿24小時(shí)后安裝錨桿墊板,用環(huán)氧樹脂砂漿抹平方槽,表面用刮抹料和調(diào)色料處理。
4、如何預(yù)防混凝土裂縫
4.1做好前期工作
提高設(shè)計(jì)精度,加強(qiáng)工程前期地質(zhì)工作,為設(shè)計(jì)提供詳細(xì)地工程地質(zhì),水文地質(zhì)勘探資料,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
4.2加強(qiáng)土質(zhì)圍巖中洞室開挖后初期穩(wěn)定與長期受力變化特點(diǎn)的研究
弄清各類地下結(jié)構(gòu)在土層中的受力特點(diǎn),研究土質(zhì)圍巖中地下洞室長期應(yīng)力的變化情況及各種不同情況下土中應(yīng)力的相應(yīng)變化。著重研究在新奧法后階段土層中應(yīng)力的變化情況,明確在各種不同的地質(zhì)條件下,土的物理力學(xué)參數(shù)隨時(shí)間的變化情況。以此指導(dǎo)設(shè)計(jì)。
4.3嚴(yán)格混凝土施工工藝
a.提高鉆眼技術(shù)水平,優(yōu)化鉆爆參數(shù),提高光面爆破效果,加強(qiáng)隧道開挖斷面檢測,嚴(yán)格控制超欠挖,為襯砌施工創(chuàng)造良好的條件。
b.二次襯砌施作時(shí)間,應(yīng)在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行。當(dāng)圍巖變形較大、流變特性明顯,需提前進(jìn)行二次襯砌時(shí),必須對(duì)初期支護(hù)或襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。
c.混凝土的拌合
嚴(yán)格按施工配料單計(jì)量,定期檢查校正計(jì)量裝置。加強(qiáng)砂石料含水率檢測,及時(shí)調(diào)整拌合用水量,保證混凝土的和易性。
控制混凝土的人模溫度。夏季施工時(shí),當(dāng)氣溫高于3zc時(shí),砂石料、攪拌機(jī)應(yīng)搭設(shè)遮陽棚,用冷水沖洗碎石降溫。盡量安排在夜間澆筑混凝土。
d.混凝土的灌注
混凝土在運(yùn)輸和泵送過程中嚴(yán)禁魯力水。
適當(dāng)放慢灌注速度,兩側(cè)邊墻對(duì)稱分層灌注,到墻、拱交界處停lh-1.5h,待邊墻混凝土下沉穩(wěn)定后,再灌注拱部混凝土。
混凝土灌注過程中必須振搗,提高混凝土的密實(shí)度和均質(zhì)性,減少內(nèi)部微裂縫和氣孔,提高抗裂性。
e.混凝土的脫模、養(yǎng)護(hù)
混凝土拆模的強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,嚴(yán)禁為趕工期或提高模板周轉(zhuǎn)量提前拆模,拆模時(shí)注意保護(hù)混凝土。拆模后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)生,而傳統(tǒng)的灑水養(yǎng)護(hù)方法,既給隧道內(nèi)的文明施工增加了難度,灑水又不均勻,使混凝土的早期強(qiáng)度得不到保證。因此,建議使用噴涂混凝土養(yǎng)護(hù)液的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
4.4把好材料進(jìn)場關(guān),嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量
水泥:施工現(xiàn)場多使用普通硅酸鹽水泥,但應(yīng)盡量減少單位水泥用量,不同品牌,不同規(guī)格,不同批次的水泥不能混用。
碎石:嚴(yán)格按混凝土配合比設(shè)計(jì)的規(guī)格選用碎石標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格控制碎石的含泥量、針片狀含量。
砂:采用繼配良好的中砂,細(xì)度模數(shù)應(yīng)為23.3╠3.0,粒徑小于0.315mm的顆粒含量所占比例宜為15-20%,嚴(yán)格控制含泥量在3%以內(nèi),為方便混凝土的運(yùn)輸和澆注。
水:最好選用飲用水。當(dāng)采用其他水時(shí),應(yīng)按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,p h應(yīng)大干4。水灰比越大混凝土的干燥收縮越大。嚴(yán)格控制泵送混凝土的用水量是減少裂縫的主要措施之一。施工中水灰比的范圍一般控制在0.45~o.55之間,塌落度控制在(1 2士2)cm之間。
外加劑:高效減水劑能夠有效減少用水量,降低水化熱,延緩水化熱釋放速度,從而減少溫度裂縫,但摻量過多會(huì)引起混凝土的膨脹和開裂,施工時(shí)必須慎重選用外加劑的品種和用量。
摻合料:
推廣摻加粉煤灰和膨脹劑的雙摻技術(shù),等量替代水泥,以減少水泥用量。對(duì)強(qiáng)度等級(jí)c25以下的混凝土,粉煤灰摻量一般為水泥用量的10%-15%.膨脹劑摻量為水泥用量的8%-12%,具體摻量需經(jīng)試驗(yàn)確定。
a.粉煤灰比表面積小,需水量低,不僅能有效降低混凝土的干燥收縮值,還可以改善混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性。在水泥中摻人原狀或磨細(xì)粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥的水化熱,推遲水化熱峰值的出現(xiàn),減少絕熱條件下的溫升,有利于控制溫度裂縫的產(chǎn)生。粉煤灰的摻加在水工大體積混凝土施工中應(yīng)用比較廣泛,由于認(rèn)識(shí)、技術(shù)上的原因,目前在山嶺隧道施工中應(yīng)用較少。
b.摻加適量的膨脹劑可以補(bǔ)償混凝土的收縮,增加密實(shí)度,提高混凝土防滲抗裂能力。
4.5加強(qiáng)施工管理。保證工程質(zhì)量
在洞室開挖管理、混凝土質(zhì)量管理、量測控制管理、施工工序等方面加強(qiáng)管理,杜絕塌方事故的發(fā)生,以嚴(yán)格的管理制度保證工程質(zhì)量
5、結(jié)論
隧道混凝土襯砌的裂縫是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題,裂縫不僅影響了美觀,還給工程質(zhì)量留下了隱患。能夠針對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因,提出裂縫的預(yù)防和治理方法,對(duì)提高混凝土襯砌施工水平有很大的借鑒意義。同時(shí)通過對(duì)裂縫問題的解決更能使隧道襯砌長期發(fā)揮作用,保證正常的運(yùn)營安全。所以這就要求我們不斷地積累經(jīng)驗(yàn),完善管理制度,提高隧道襯砌施工技術(shù)水平以治理和預(yù)防襯砌裂縫,這樣才能更好地服務(wù)于隧道工程建設(shè),造福于人民。
混凝土裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會(huì)引起混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究,區(qū)別對(duì)待,保證建筑物和構(gòu)件的安全。
一、塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前,表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫多在新澆筑并暴露于空氣中在結(jié)構(gòu)件表面出現(xiàn),一般長20-30cm,較長的裂縫可達(dá)2-3m,寬1-5mm,類似干燥的泥漿面。大多在干熱或大風(fēng)天氣,混凝土本身與外界氣溫相差懸殊,本身溫度長時(shí)間過高,而氣候很干燥的情況下出現(xiàn)。
主要預(yù)防措施
1.配制混凝土?xí)r,應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,減小空隙率和砂率,同時(shí)要搗固密實(shí),以減少收縮量,提高混凝土抗裂度;
2.配制混凝土前,將基層和模板澆水濕透,避免吸收混凝土中的水分,混凝土澆筑后,對(duì)表面應(yīng)及時(shí)用潮濕材料覆蓋,認(rèn)真養(yǎng)護(hù),防止強(qiáng)風(fēng)吹襲和烈日曝曬;
3.在氣溫高或風(fēng)速大的天氣施工,混凝土澆筑后,應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù),使其保持濕潤,大面積混凝土宜澆完一段,養(yǎng)護(hù)一段。
4.混凝土養(yǎng)護(hù)可采用養(yǎng)護(hù)劑,或覆蓋濕草袋,塑料布等方法,當(dāng)表面發(fā)現(xiàn)微細(xì)裂縫時(shí),應(yīng)及時(shí)抹壓,再覆蓋養(yǎng)護(hù);
5.出現(xiàn)裂縫后,如混凝土仍保持塑性,可采取及時(shí)壓抹一遍或重新振搗的辦法來處理裂縫,再加強(qiáng)覆蓋養(yǎng)護(hù)。如混凝土硬化,可向裂縫內(nèi)裝入干水泥粉,或在表面抹薄層水泥砂漿進(jìn)行處理。
二、干縮裂縫
干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右,主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。
主要預(yù)防措施
1.混凝土水泥用量,水灰比和砂率不能過大,有條件的摻加合適的減水劑。嚴(yán)格控制砂石含泥量,避免使用過量粉砂;
2.混凝土應(yīng)振搗密實(shí),并注意對(duì)板面進(jìn)行抹壓,可在混凝土初凝后,終凝前進(jìn)行二次抹壓,以提高混凝土抗拉強(qiáng)度;
三、溫度裂縫
溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。通常寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄,高溫膨脹引起的一般中間粗兩端細(xì),而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。
主要預(yù)防措施
1混凝土澆筑后表面及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù),夏季應(yīng)適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間,以提高抗裂能為,冬期應(yīng)適當(dāng)延長保溫和脫模時(shí)間,使緩慢降溫,以防溫度驟變溫差過大引起裂縫,同時(shí)避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土;
2.分層澆筑振搗密實(shí)或摻加抗裂防滲劑,以提高混凝土抗拉強(qiáng)度,加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)和保溫,預(yù)留溫度收縮縫;
3.水泥應(yīng)降低早期水化速率及水化熱,具體為降低C3A,堿含量,控制水泥細(xì)度及顆粒級(jí)配,合理摻加混合材,降低出廠水泥溫度,控制水泥穩(wěn)定性;
四、沉降裂縫
此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),裂縫寬度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。
主要預(yù)防措施
1.對(duì)松軟土,填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固;
2.保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻;
3.防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡,模板拆除的時(shí)間不能太早,且要注意拆模的先后次序,在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。
塑性收縮裂縫
塑性收縮裂縫多在新澆筑并暴露于空氣中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件表面出現(xiàn),且長短不一,互不連貫,裂縫較,類似于干燥的泥漿面。大多在混凝土初凝后(一般在澆筑后4h左右),當(dāng)外界氣溫高,風(fēng)速大,氣候很干燥的情況下出現(xiàn)。
產(chǎn)生原因:
1、混凝土澆筑后,表面沒有及時(shí)覆蓋,受風(fēng)吹日曬,表面游離水分蒸發(fā)過快,產(chǎn)生急劇的體積收縮,而此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度低,不能抵抗這種變形應(yīng)為而導(dǎo)致開裂;
2、使用收縮率較大的水泥或水泥用量過多,或使用過量的粉砂;
3、混凝土水灰比過大,模板、墊層過于干燥,吸收水分太大等;
4、澆筑在斜坡上的混凝土,由于重力作用有向下流動(dòng)產(chǎn)生的裂紋。
預(yù)防措施:
配制混凝土?xí)r,應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,選擇級(jí)配良好的砂,減小空隙率和砂率,同時(shí)要搗固密實(shí),以減少收縮量,提高混凝土抗裂強(qiáng)度;
配制混凝土前,將基層和模板澆水濕透,避免吸收混凝土中的水分,混凝土澆筑后,對(duì)裸露表面應(yīng)及時(shí)用潮濕材料覆蓋,認(rèn)真養(yǎng)護(hù),防止強(qiáng)風(fēng)吹襲和烈日曝曬;
在氣溫高、溫度低或風(fēng)速大的天氣施工,混凝土澆筑后,應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù),使其保持濕潤;
大面積混凝土宜澆完一段,養(yǎng)護(hù)一段。在炎熱季節(jié),要加強(qiáng)表面的抹壓和養(yǎng)護(hù)工作。
防治方法:
如混凝土仍保持塑性,可采取及時(shí)壓抹一遍或重新振搗的辦法來消除,再加強(qiáng)覆蓋養(yǎng)護(hù);
如混凝土巴硬化,可向裂縫內(nèi)裝入干水泥粉,或在表面抹薄層水泥砂漿進(jìn)行處理;
對(duì)于預(yù)制構(gòu)件,也可在裂縫表面涂環(huán)氧膠泥或粘貼環(huán)氧玻璃布進(jìn)行封閉處理,以防鋼筋銹蝕。
沉降收縮裂縫
沉降收縮裂縫多沿結(jié)構(gòu)上表面鋼筋通長方向或箍筋上斷續(xù)出現(xiàn),或在理設(shè)件的附近周圍出現(xiàn)。裂縫呈梭形,深度不大,一般到鋼筋上表面為止。多在混凝土澆筑后發(fā)生,混凝土硬化即停止。
原因分析:
混凝土澆筑振搗后,粗骨料沉落,擠出水份、空氣,表面呈現(xiàn)泌水,而形成豎向體積縮小沉落,這種沉落受到鋼筋、預(yù)理件、模板、大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻礙或約束,或混凝土本身各部位相互沉降量相差過大而造成裂縫。
預(yù)防措施:
振搗要充分,但避免過度;
加強(qiáng)混凝土配制和施工操作控制,不使水灰比、砂率、坍落度過大;
可先澆筑深部位,靜停2-3h,待沉降穩(wěn)定后,再與上部薄截面混凝土同時(shí)澆筑,以避免沉降過大導(dǎo)致裂縫。
干燥收縮裂縫
寬度較細(xì),多在0.05-0.2mm之間。走向縱橫交錯(cuò),沒有規(guī)律性,裂縫分布不均。
原因分析:
混凝土成型后,養(yǎng)護(hù)不當(dāng),受到風(fēng)吹日曬,表面水分散失快,體積收縮大,而內(nèi)部濕度變化很小,收縮也小,因而表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,出現(xiàn)拉應(yīng)力,引起混凝土表面開裂;
或者平臥長型構(gòu)件水分蒸發(fā),產(chǎn)生的體積收縮受到地基或墊層的約束,而出現(xiàn)干縮裂縫。
預(yù)防措施:
混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大;
提高粗骨料含量,以降低干縮量;
嚴(yán)格控制砂石含泥量,避免使用過量粉砂;
混凝土應(yīng)振搗密實(shí),并注意對(duì)板面進(jìn)行抹壓,可在混凝土初凝后、終凝前,進(jìn)行二次抹壓,以提高混凝土抗拉強(qiáng)度,減少收縮量;
加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。
溫度裂縫
表面溫度裂縫走向無一定規(guī)律性,梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)件,裂縫多平行于短邊;
大面積結(jié)構(gòu)裂縫?v橫交錯(cuò),表面溫度裂縫多發(fā)生在施工期間,較深的或貫穿的裂縫多發(fā)生在澆后2-3個(gè)月或更長時(shí)間,縫寬受溫度變化影響交明顯,冬期較寬,夏季較細(xì)。沿截面高度,裂縫大多呈上寬下窄狀,但個(gè)別也有下寬上窄情況,遇頂部或底板配筋較多的結(jié)構(gòu),有時(shí)也有出現(xiàn)中間寬兩端窄的梭形裂縫。
原因分析:
表面溫度裂縫,多由于溫差較大引起的;炷两Y(jié)構(gòu)構(gòu)件,特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后,在硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大。當(dāng)溫度產(chǎn)生非均勻的降溫差時(shí),將導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮,此時(shí)表面受到內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,而混凝土早期抗拉強(qiáng)度很低,因而出現(xiàn)裂縫。但這種溫差僅在表面處較大,離開表面就很快減弱,因此,裂縫只在接近表面較淺的范圍出現(xiàn),表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。
深進(jìn)的和貫穿的溫度裂縫多由于結(jié)構(gòu)降溫差較大,受到外界的約束而引起的,當(dāng)大體積混凝土基礎(chǔ)、墻體澆筑在堅(jiān)硬地基或厚大的老混凝土墊層上時(shí),沒有采取隔離層等放松約束的措施,如果混凝土澆筑時(shí)溫度很高,加上水泥水化熱的溫升很大,使混凝土的溫度很高,當(dāng)混凝土降溫收縮,全部或部分地受到地基、混凝土墊層或其它外部結(jié)構(gòu)的約束,將會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大的拉應(yīng)力,產(chǎn)生降溫收縮裂縫。這類裂縫較深,有時(shí)是貫穿性的,將破壞結(jié)構(gòu)的整體性。
預(yù)防措施:
加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)和保溫;
分層澆筑振搗密實(shí)或摻加抗裂防滲劑,以提高混凝土抗拉強(qiáng)度;
合理選取原材料和配合比,采用級(jí)配良好的石子,砂石含泥量控制在較低范圍內(nèi);
混凝土澆筑后裸露的表面及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù),夏季應(yīng)適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間,以提高抗裂能為,冬期應(yīng)適當(dāng)延長保溫和脫模時(shí)間,使緩慢降溫,以防溫度驟變溫差過大引起裂縫。
避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土。
防治方法 :
溫度裂縫對(duì)鋼筋銹蝕、碳化、抗凍融(有抗凍要求的結(jié)構(gòu))、抗疲勞(對(duì)受動(dòng)荷載構(gòu)件)等方面有影響,故應(yīng)采取措施治理。對(duì)表面裂縫,可采用涂兩遍環(huán)氧膠混或貼環(huán)氧玻璃布,以及抹、噴水泥砂漿等方法進(jìn)行表面封閉處理,對(duì)有整體性防水、防滲要求的結(jié)構(gòu),應(yīng)根據(jù)裂縫可灌程度,采用灌水泥漿或化學(xué)漿液方法進(jìn)行裂縫修補(bǔ),或者灌漿與表面封閉同時(shí)采用。
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