205 m 高煙囪滑模施工混凝土裂縫原因分析及處理

杜國恩

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西長治 046000)

1 工程及事故概況

華北地區(qū)某煤化工油化電熱一體化油品合成項(xiàng)目熱電裝置煙囪，煙囪外筒高為205 m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，滑模工藝施工。設(shè)計(jì)±0.00 m～80.00 m為變截面結(jié)構(gòu)，筒壁外表面坡度5%，80.00 m～205.00 m為直筒結(jié)構(gòu)。筒壁厚度是自下而上隨著高度的增加分段逐漸縮小，±0.00 m處外徑22 m，壁厚650 mm，80.00 m處外徑14 m，壁厚450 mm，頂部段壁厚300 mm。筒身內(nèi)設(shè)有支撐平臺(tái)1道，止晃平臺(tái)3道，懸掛平臺(tái)1道，封頂平臺(tái)1道;在27.35 m高度處對稱設(shè)置尺寸為5 900 mm×6 800 mm的煙道口2個(gè)。

設(shè)計(jì)筒身混凝土60.00 m以下采用C35，60.00 m以上采用C30。施工采用滑模，商品混凝土，45 m以下混凝土采用泵送，每次模板提升高度300 mm，工期120 d，平均每天施工進(jìn)度2 m。

煙囪筒壁滑模施工至標(biāo)高19 m處時(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)筒壁出現(xiàn)下列現(xiàn)象:

1)剛澆完的混凝土出現(xiàn)拉裂，裂縫為水平通縫，寬度為10 mm～30 mm，深度為70 mm～120 mm;2)現(xiàn)場澆筑時(shí)發(fā)現(xiàn)，振搗后，300 mm厚的澆筑層出現(xiàn)離析，下部200 mm左右多為粗骨料(石子)，上部100 mm左右為浮漿層，出現(xiàn)明顯分層。

2 裂縫原因及危害分析

通過查看現(xiàn)場，查閱施工記錄及混凝土配合比等文字資料，詢問現(xiàn)場施工人員，對造成混凝土裂縫的原因及可能造成的危害形成意見如下:

1)混凝土攪拌站用于拌制混凝土的原材料把關(guān)不嚴(yán)。采用石粉(機(jī)制砂)作為細(xì)骨料，且石粉中粉末含量極大，造成混凝土和易性差，骨料和砂漿分離，砂漿難以包裹粗骨料，粗骨料沉底，造成混凝土離析，而規(guī)范要求細(xì)骨料要有合適的粗細(xì)程度和顆粒級配，才能達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和施工要求。2)現(xiàn)場檢測混凝土入模前的坍落度離散性大。施工方案中要求混凝土的坍落度為160 mm±20 mm，現(xiàn)場實(shí)測混凝土坍落度相差較大，在100 mm～210 mm之間，而坍落度過大，也是造成混凝土離析的原因。3)混凝土攪拌站距離工地25 km，路況較差，混凝土運(yùn)送時(shí)間難以控制，過長的運(yùn)輸時(shí)間會(huì)對混凝土的坍落度有影響，容易形成離析現(xiàn)象，運(yùn)輸時(shí)間的增加，即使現(xiàn)場建筑嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，提模時(shí)也可能超過混凝土的初凝時(shí)間。4)混凝土入模前沒有進(jìn)行二次攪拌，使得在運(yùn)輸過程中已出現(xiàn)離析的混凝土進(jìn)入模板澆筑，導(dǎo)致滑模高度300 mm范圍內(nèi)，中下部分石子居多，有蜂窩麻面;上部為浮漿層，屬于離析現(xiàn)象，混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，提模中容易出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象。5)施工方面，模板清理不凈，混凝土澆筑層每層厚度過大，模板一次滑升過高，模板提升時(shí)，混凝土尚未達(dá)到出模強(qiáng)度或滑升速度過快，與混凝土強(qiáng)度增長速度不相稱等原因引起。

經(jīng)過設(shè)計(jì)復(fù)核，煙囪出現(xiàn)的混凝土裂縫，不會(huì)影響筒壁近期的滑模施工，但降低了煙囪的承載力，如果不采取措施，必然影響到煙囪的安全使用，因此，必須對出現(xiàn)的裂縫采取措施，進(jìn)行處理。

3 處理措施

針對本次施工質(zhì)量事故，曾經(jīng)提出了拆除問題混凝土進(jìn)行重新澆筑的建議，經(jīng)全盤考慮后否決，業(yè)主要求在保證使用和施工安全的前提下采取措施，盡快恢復(fù)施工，按時(shí)完工。經(jīng)多方案比較，確定采用局部修復(fù)方案，具體要求如下:

1)對出現(xiàn)質(zhì)量問題的筒壁混凝土，在裂縫處應(yīng)鑿除松動(dòng)混凝土及凸出的石子，裂縫上部要鑿成斜形，以方便混凝土澆筑;2)用清水并配以鋼絲刷清洗剔鑿面，并充分濕潤，且不得殘留積水;3)支設(shè)模板，模板尺寸應(yīng)大于混凝土缺陷范圍，以利混凝土澆灌，并保證其密實(shí)性;4)澆筑強(qiáng)度C40的細(xì)石混凝土，內(nèi)摻適量的膨脹劑，水膠比不大于0.5，用鑿子仔細(xì)搗實(shí)，按規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù);5)拆模后，仔細(xì)剔除凸出的混凝土;6)施工腳手架上方應(yīng)搭設(shè)防護(hù)棚，以保證事故處理施工安全。

4 后續(xù)施工對混凝土澆筑質(zhì)量控制措施

1)嚴(yán)格按配合比配制混凝土，嚴(yán)格控制混凝土坍落度，保證原材料性能，用河沙或黃沙替代石粉，以提高混凝土的和易性;2)嚴(yán)格控制混凝土到場時(shí)間，混凝土到場保證2 h內(nèi)使用完畢，超過2 h嚴(yán)禁使用全部清場。筒壁高度45 m以上，采用現(xiàn)場攪拌站混凝土，料斗垂直運(yùn)輸;3)混凝土應(yīng)分層、分段、交圈均勻澆筑，每層澆筑面應(yīng)控制在同一水平面上，每層澆筑厚度控制在300 mm以內(nèi)，最上層混凝土應(yīng)低于模板上口30 mm;上下層澆筑時(shí)間間隔不應(yīng)大于1.5 h，以免間隔時(shí)間過長，混凝土表面初凝形成施工冷縫;4)混凝土振搗時(shí)不得振支承桿、鋼筋及模板，振搗棒嚴(yán)格控制插入深度，插入下層已澆筑完成的混凝土深度50 mm左右。振點(diǎn)應(yīng)連續(xù)，每300 mm為一振點(diǎn)，振搗時(shí)間不應(yīng)低于15 s，振至浮漿密實(shí)，不得漏振、欠振、過振;5)滑升脫模后的混凝土表面應(yīng)有專人抹壓收光修補(bǔ)，修補(bǔ)用的砂漿標(biāo)號應(yīng)比原設(shè)計(jì)混凝土高一強(qiáng)度等級;抹壓收光修補(bǔ)后及時(shí)采用人工噴灑HS-4混凝土養(yǎng)護(hù)劑，為防止漏噴，橫豎各噴一遍。

5 結(jié)語

該工程施工中雖然出現(xiàn)了本次混凝土裂縫問題，但由于參建各方高度重視，處理及時(shí)得當(dāng)、后繼質(zhì)量控制措施到位，后續(xù)施工過程中再?zèng)]有類似情況出現(xiàn)。裂縫修復(fù)與滑模施工同步進(jìn)行，修復(fù)工程用時(shí)22 d，煙囪工程也按時(shí)交工，順利通過驗(yàn)收。

［1］GB 50078-2008，煙囪工程施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［2］GB 50113-2005，滑動(dòng)模板工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［4］GB 50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］王 赫.建筑工程事故處理手冊［M］.第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1998.