研究圍堤護(hù)砌混凝土裂縫的成因及質(zhì)量控制措施

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摘要：裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物中普遍存在的問(wèn)題,也是全世界公認(rèn)的難題,對(duì)圍堤護(hù)砌混凝土裂縫成因進(jìn)行相應(yīng)的分析,提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施,以減少裂縫的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：圍堤護(hù)砌;混凝土裂縫;成因;質(zhì)量控制措施
　　
　　滄州渤海新區(qū)供水工程為引黃濟(jì)冀工程,位于滄州市東部,工程由引水工程、調(diào)蓄工程、供水工程三大部分組成。其中調(diào)蓄工程即楊埕水庫(kù),是滄州市東部地區(qū)供水工程的核心工程。水庫(kù)圍堤長(zhǎng)12.097 km,堤高8 m,面積10.9 km2,蓄水深度6.5 m,總庫(kù)容6 568萬(wàn)m3。滄州市東部地區(qū)供水工程圍堤護(hù)砌項(xiàng)目是楊埕水庫(kù)新建工程的一部分,水庫(kù)圍堤護(hù)砌采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu),工程采用機(jī)械化施工。本文結(jié)合滄州市東部地區(qū)供水工程圍堤護(hù)砌項(xiàng)目的施工情況,對(duì)機(jī)械化混凝土施工過(guò)程中裂縫產(chǎn)生的原因作了簡(jiǎn)單的分析,并提出了預(yù)防裂縫的具體措施。
　　1圍堤護(hù)砌砼裂縫產(chǎn)生的主要原因
　　裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物中普遍存在的問(wèn)題,混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果,其中施工不規(guī)范為主要因素。圍堤護(hù)砌采用機(jī)械化施工,其重點(diǎn)是要保證混凝土襯砌工程的質(zhì)量,因此控制裂縫的出現(xiàn)顯得尤為重要。
　　產(chǎn)生混凝土裂縫的主要原因有三方面:一是混凝土的組成成分和原材料的檢測(cè)、試驗(yàn);二是選用襯砌形式,合理地分縫分塊,避免襯砌面基礎(chǔ)過(guò)大;三是施工的季節(jié)、氣候及所處地理位置的土質(zhì)狀況。因此,在施工過(guò)程中要特別從原材料、混凝土配合比、施工工藝、建基面處理及混凝土養(yǎng)護(hù)等方面加強(qiáng)控制,盡量減少裂縫的出現(xiàn),以確保工程的應(yīng)用效果和耐久性[1-4]。其根據(jù)不同的成因可以分為以下幾種類(lèi)型。
　　1.1溫度裂縫
　　由于混凝土結(jié)構(gòu)在硬化期間表面和內(nèi)部溫差較大,此時(shí)其表面將受到很大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。表現(xiàn)為:走向無(wú)一定規(guī)律,一般薄板類(lèi)和長(zhǎng)度較大的構(gòu)件進(jìn)深和貫穿的溫度裂縫與短邊平行或接近平行,沿長(zhǎng)度方向分段出現(xiàn),寬度不一,出現(xiàn)在施工期間,但進(jìn)深裂縫或貫穿裂縫一般出現(xiàn)在澆筑后2~3個(gè)月。溫度影響系數(shù)受多種因素影響,其中溫度、濕度、散熱界面、初凝時(shí)間、風(fēng)速、溫差等影響較大,特別是風(fēng)速和溫差較大時(shí),溫度影響系數(shù)較大。
　　1.2干縮裂縫
　　多出現(xiàn)在混凝土終凝后的養(yǎng)護(hù)階段,主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而造成的,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部的約束,產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而導(dǎo)致裂縫。干縮裂縫通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性、耐久性,引起鋼筋的銹蝕,在水壓力作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂,影響混凝土的承載力等?；炷粮煽s主要與水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)等有關(guān)。
　　1.3外力荷載作用產(chǎn)生的裂縫
　　常見(jiàn)的是局部位置堆放材料超過(guò)承重能力,造成受力結(jié)構(gòu)進(jìn)深、貫穿裂縫;還有就是在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到規(guī)范要求的情況下,拆除支撐和模板,致使混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞,導(dǎo)致裂縫。
　　1.4化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫
　　混凝土拌合后骨料、水泥的堿活性反應(yīng)使其體積增大,造成結(jié)構(gòu)疏松、膨脹開(kāi)裂,此裂縫一旦出現(xiàn)就很難補(bǔ)救。另外,由于澆筑、振搗不良或者鋼筋保護(hù)層較薄,致使鋼筋產(chǎn)生銹蝕,體積膨脹,也會(huì)導(dǎo)致混凝土脹裂,此種裂縫多在縱向沿鋼筋的位置出現(xiàn)。
　　1.5伸縮縫質(zhì)量不好引發(fā)裂縫
　　圍堤伸縮縫填料嵌填粗糙,造成圍堤滲漏量大,降低了土基強(qiáng)度而誘發(fā)裂縫。主要原因?yàn)?對(duì)縫內(nèi)的雜質(zhì)、污染物等清理不徹底;填料嵌填因縫小而有一定難度,造成填料不能與襯砌面很好地結(jié)合;填充飽滿(mǎn)度不夠。
　　1.6基面平整度引發(fā)裂縫
　　圍堤基面的表面平整度將影響混凝土的約束力,過(guò)大的凹凸會(huì)造成局部應(yīng)力集中,產(chǎn)生裂縫,基層厚度不一致,過(guò)薄處或厚薄交界處將成為薄弱斷面,在混凝土收縮時(shí)將難以承受拉應(yīng)力而開(kāi)裂。
　　1.7沉陷裂縫
　　由于地基土質(zhì)不均、回填不實(shí)或浸水造成的不均勻沉降所致,此類(lèi)裂縫多為進(jìn)深或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30~45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫往往有一定的錯(cuò)位;削坡時(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,且回填難度大,均勻性差,難以承受混凝土的壓力,造成混凝土板沉陷扭曲、移位甚至坍塌。
　1.8塑性收縮裂縫
　　塑性收縮裂縫是混凝土在凝結(jié)之前,表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮,一般在于熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)、長(zhǎng)短不一且互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)生的原因主要為:混凝土在終凝前幾乎沒(méi)有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小,表面失水過(guò)快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使體積急劇收縮,而此時(shí)混凝土本身的強(qiáng)度又無(wú)法抵抗這種收縮,因此產(chǎn)生龜裂。主要影響因素有水灰比、凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速和相對(duì)濕度等。
　　1.9沉縮裂縫
　　其是混凝土硬化前沒(méi)有沉實(shí)、沉實(shí)不足或不勻而產(chǎn)生的,此時(shí)混凝土尚處于塑性階段。產(chǎn)生的主要原因?yàn)?骨料級(jí)配不好,用水量大等;振搗不密實(shí)、骨料下沉過(guò)多或表層浮漿過(guò)多;沒(méi)有及時(shí)抹壓,且表面覆蓋不及時(shí),水分散失快,產(chǎn)生干縮。
　　2圍堤護(hù)砌混凝土質(zhì)量控制措施
　　為防止上述裂縫的出現(xiàn),必須控制圍堤護(hù)砌混凝土的質(zhì)量,具體措施如下:一是圍堤的坡面為1.0∶3.5,混凝土護(hù)砌采用襯砌機(jī)械施工,由皮帶輸送,根據(jù)試驗(yàn)段得出的結(jié)論,混凝土坍落度控制在7 cm左右最好,過(guò)小不易提漿,過(guò)大在坡面上難以成型。二是圍堤機(jī)械化護(hù)砌混凝土施工應(yīng)先進(jìn)行一段試驗(yàn)段,試驗(yàn)段長(zhǎng)度不小于100 m。通過(guò)試驗(yàn)段的施工,可以了解襯砌機(jī)械化施工系統(tǒng)的機(jī)械性能和生產(chǎn)能力,確定襯砌機(jī)的適宜工作參數(shù),如襯砌機(jī)工作速度以7～8 m/h為宜,同時(shí)確定了施工生產(chǎn)組織形式和人員編制,制定切實(shí)可行的施工組織方案和施工工藝流程。三是圍堤坡面基礎(chǔ)驗(yàn)收后,及時(shí)鋪設(shè)聚苯乙烯泡沫板,基面不平整的地方用細(xì)砂填平,使泡沫板緊貼基礎(chǔ)面,無(wú)架空等現(xiàn)象,在襯砌混凝土振搗時(shí),泡沫板不會(huì)有回彈,保證了混凝土振搗的密實(shí)性。四是在聚苯乙烯泡沫保溫板上鋪設(shè)復(fù)合土工膜加強(qiáng)防滲,關(guān)鍵在于膜與膜之間的焊接,要控制好焊接速度和溫度,焊接完成后要進(jìn)行充氣加壓檢測(cè),如有漏氣現(xiàn)象,則必須用手槍焊補(bǔ)焊,鋪設(shè)好的土工膜應(yīng)當(dāng)平整,無(wú)皺褶。五是安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)指揮布料,布料前試驗(yàn)員對(duì)混凝土進(jìn)行坍落度檢測(cè),由襯砌機(jī)械的皮帶輸送機(jī)布料,布料合理,混凝土卸料入倉(cāng)的下落高度不超過(guò)1.2 m,同時(shí)控制布料厚度,根據(jù)生產(chǎn)性試驗(yàn)確定,當(dāng)混凝土的坍落度在7 cm時(shí),松鋪系數(shù)宜在1.0~1.4。布料與振動(dòng)碾壓速度相適應(yīng),布料后及時(shí)振搗。襯砌機(jī)工作時(shí)宜勻速連續(xù),控制好振動(dòng)碾壓時(shí)間,使混凝土不過(guò)振、漏振或欠振,達(dá)到表面泛漿,振動(dòng)碾壓的小車(chē)上下行走速度為2~3 m/min。襯砌后的板面上如果出現(xiàn)漏石、蜂窩等現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)人工補(bǔ)原漿混凝土,并重新振動(dòng)碾壓。當(dāng)襯砌機(jī)行走移動(dòng)時(shí),混凝土表面出現(xiàn)隆起或凹面時(shí),說(shuō)明振動(dòng)碾壓小車(chē)高度設(shè)置有誤,應(yīng)及時(shí)調(diào)整,并重新碾壓振搗。六是圍堤護(hù)砌工程對(duì)護(hù)砌表面的平整度要求非常高;當(dāng)圍堤混凝土護(hù)砌成型后,應(yīng)用專(zhuān)門(mén)的工作臺(tái)車(chē)進(jìn)行抹面,在混凝土初凝前及時(shí)壓光處理,消除表面氣泡,混凝土表面平整、光滑、無(wú)抹痕,加強(qiáng)抹面的質(zhì)量控制,使混凝土表面平整度嚴(yán)格地控制在2.5 mm/m以?xún)?nèi)。七是將水源接入施工場(chǎng)地,采用草簾或土工布覆蓋,灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28 d,避免產(chǎn)生溫度裂縫。大風(fēng)時(shí),可在草簾上再覆蓋1層塑料布,減少水分揮發(fā)。八是圍堤護(hù)砌混凝土分別采取通縫和半縫來(lái)滿(mǎn)足溫脹和沉降的要求;其中通縫為預(yù)留縫、半縫為切割縫。半縫采用切割機(jī)切縫施工,在護(hù)砌混凝土抗壓強(qiáng)度為1~5 MPa時(shí)切縫最好,可根據(jù)天氣變化情況適當(dāng)調(diào)整。及時(shí)按要求切縫,可有效阻止圍堤護(hù)砌混凝土板裂縫的產(chǎn)生。
　　3結(jié)語(yǔ)
　　要使水庫(kù)圍堤護(hù)砌長(zhǎng)期發(fā)揮效益和減少庫(kù)區(qū)水資源浪費(fèi),預(yù)防水庫(kù)圍堤護(hù)砌裂縫的出現(xiàn),是一項(xiàng)十分復(fù)雜和艱巨的施工任務(wù)。只有不斷積累施工經(jīng)驗(yàn),完善和提高水庫(kù)圍堤護(hù)砌的施工技術(shù)水平,才能更好地服務(wù)于大型水利工程建設(shè)。
　　 4參考文獻(xiàn)
　　[1] 徐繼仙.淺談混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施[J].城市建設(shè):下旬,2010(6):94,96.
　　[2] 黃玲玲.混凝土裂縫產(chǎn)生原因及其控制方法的探討[J].企業(yè)科技與發(fā)展:下半月,2010(6):85-86.
　　[3] 席啟軒.混凝土裂縫原因分析及控制[J].甘肅科技,2010(10):103-104,131.
　　[4] 郝鵬.淺析混凝土變形裂縫的原因[J].遼寧建材,2010(5):49-50.