薄壁混凝土裂縫發(fā)生原因及控制措施淺析

楊航飛

【摘 要】本文結(jié)合在工程中的實(shí)踐，通過(guò)深入研究，科學(xué)的選用施工方法、原材料及事前、事中及事后的控制，較好的控制了裂縫的發(fā)生，為工程的順利完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為以后薄壁類(lèi)混凝土的施工總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】薄壁混凝土；裂縫；原因；控制措施

0 前言

大斷面薄壁混凝土主要用于大型調(diào)水渠道工程中，國(guó)外一般采用機(jī)械襯砌施工，技術(shù)較成熟。我國(guó)大斷面薄壁混凝土主要在南水北調(diào)工程中使用，多為8cm～12cm，混凝土面積較大，施工難度大，控制措施多。

1 工程概況

魯北段輸水工程是南水北調(diào)東線(xiàn)工程的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)向山東魯北地區(qū)送水的重要保證，是實(shí)現(xiàn)向河北、天津應(yīng)急調(diào)水的連接樞紐。渠道采用梯形斷面，設(shè)計(jì)渠底寬度為25m，渠道邊坡比1：2.5，渠道縱比降為1/10000，左側(cè)堤頂管理道路寬7m，外坡比1：2.5。渠道整修邊坡后埋設(shè)縱向排水管和集水箱，鋪設(shè)復(fù)合土工膜及3cm厚聚苯乙烯保溫板，再澆筑10cm厚混凝土。

2 施工中裂縫發(fā)生的類(lèi)型和主要原因

施工中由于原材料、外界環(huán)境、施工工藝及養(yǎng)護(hù)等多種因素影響，裂縫的類(lèi)型和發(fā)生的原因主要有以下幾種：

2.1 外界環(huán)境因素

施工時(shí)由于環(huán)境溫度超過(guò)30℃或低于5℃時(shí)，渠道薄壁混凝土由于內(nèi)外溫差超過(guò)20℃會(huì)形成不同程度的表面裂縫；或因遇干旱、多風(fēng)、日曬的天氣時(shí)施工，由于混凝土表面失水過(guò)快而形成表面裂縫。

2.2 原材料因素

渠道襯砌混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和水泥用量相對(duì)較高，開(kāi)裂現(xiàn)象比較普遍，因此，高強(qiáng)混凝土不一定是高性能混凝土，而高性能混凝土因具有較高的體積穩(wěn)定性，收縮變形較小而使抗裂性能大大提高，同時(shí)高強(qiáng)混凝土必須采用高效減水劑、引氣劑、保水、增塑等復(fù)合型外加劑和摻加粉煤灰來(lái)減小水泥和水的用量，降低水膠比，提高混凝土強(qiáng)度，易于滿(mǎn)足耐久性和工作性的要求。

2.3 施工工藝因素

渠道襯砌混凝土在削坡后的基面、保溫板和復(fù)合土工膜上面，當(dāng)它下面任一工序沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，在不均勻沉降的基層上，混凝土承受荷載后會(huì)產(chǎn)生變形造成荷載裂縫。并且混凝土在施工過(guò)程中和易性的好壞，振搗是否密實(shí)直接關(guān)系到薄壁混凝土襯砌完成后產(chǎn)生不均勻的拉應(yīng)力，造成渠道襯砌混凝土表面不同程度的拉裂，甚至產(chǎn)生貫穿裂縫。

2.4 養(yǎng)護(hù)因素影響

襯砌混凝土的養(yǎng)護(hù)條件包括混凝土的潮濕狀態(tài)和養(yǎng)護(hù)溫度。 養(yǎng)護(hù)的目的是使混凝土保持或盡可能接近于飽和狀態(tài)，使水化作用達(dá)到其最大速度，從而得到更高強(qiáng)度的混凝土。不同的養(yǎng)護(hù)和維護(hù)可使混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力成倍的變化。 養(yǎng)護(hù)好的混凝土面板， 除強(qiáng)度增長(zhǎng)較快外，還可以降低因干縮產(chǎn)生裂縫的程度。

3 控制措施

3.1 環(huán)境控制措施

3.1.1 高溫施工

襯砌混凝土施工溫度不宜大于28℃，日最高氣溫超過(guò)30℃時(shí)，宜選擇在早晨、傍晚或夜間施工，并采取骨料降溫、加冰降溫等措施控制混凝土入倉(cāng)溫度≤28℃；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)氣溫超過(guò)35℃時(shí)，應(yīng)停止施工。

3.1.2 風(fēng)天施工

根據(jù)天氣情況，適當(dāng)調(diào)整混凝土外加劑的摻量和用水量，確?；炷寥雮}(cāng)時(shí)塌落度滿(mǎn)足施工要求。當(dāng)風(fēng)速小于4級(jí)時(shí)，邊襯砌邊覆蓋彩條布的方法施工，同時(shí)初凝前混凝土表面用灑水車(chē)噴頭進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)，當(dāng)風(fēng)速超過(guò)4級(jí)時(shí)停止施工。

3.2 原材料和配合比控制

混凝土質(zhì)量跟其原材料的質(zhì)量密切相關(guān)，拌制混凝土一定要選用級(jí)配優(yōu)良的砂石骨料。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制好水灰比，同時(shí)摻加合適的外加劑，設(shè)計(jì)的配合比應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工工藝的要求，另外在施工中應(yīng)嚴(yán)格按照配合比施工。

3.3 施工工藝控制

3.3.1 混凝土拌制

混凝土在用拌和站嚴(yán)格按照配合比集中拌制，充分考慮運(yùn)輸時(shí)間的長(zhǎng)短和氣溫的高低對(duì)混凝土坍落度的影響和損失，并根據(jù)測(cè)定的坍落度在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3.3.2 布料及攤鋪

為保證施工安全及減少混凝土發(fā)生骨料分離，坡面上布料應(yīng)從下向上連續(xù)進(jìn)行，減少大石子向下滾動(dòng)的數(shù)量。及時(shí)清除混凝土中過(guò)度集中的粗骨料。襯砌小車(chē)行走時(shí)，應(yīng)及時(shí)將振動(dòng)打開(kāi)，振動(dòng)碾壓過(guò)程中，使混凝土不過(guò)振、漏振或欠振，達(dá)到表面出漿，不出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面等為易，若出現(xiàn)露石、蜂窩、麻面及時(shí)采取增加碾壓遍數(shù)等方式進(jìn)行處理；振動(dòng)碾壓小車(chē)行走過(guò)程中，出現(xiàn)局部欠料或露石現(xiàn)象時(shí)，人工及時(shí)補(bǔ)料，當(dāng)出現(xiàn)明顯隆起時(shí)，人工及時(shí)進(jìn)行整平；渠坡襯砌的頂部及底部易出現(xiàn)缺料、振動(dòng)碾壓機(jī)振搗不到位的地方，人工應(yīng)及時(shí)補(bǔ)料，并用插入式振搗器進(jìn)行輔助振搗。

3.3.3 機(jī)械抹面

混凝土攤鋪機(jī)后面的攤鋪寬度約有4m以上時(shí)，便可用抹面機(jī)進(jìn)行抹面、收平、進(jìn)一步提漿，首次抹面時(shí)，混凝土表面還比較稀軟，盡量從下而上進(jìn)行，抹光機(jī)每次移動(dòng)間距為2/3圓盤(pán)直徑，在連續(xù)作業(yè)時(shí)能保證不發(fā)生漏抹、表面大面平整均勻一致。坡頂及坡底抹面機(jī)不能到的位置全部由人工進(jìn)行抹面和收光，兩側(cè)有邊模的位置機(jī)械抹面后，因有邊模及施工分縫板的影響，為保證其抹面效果，應(yīng)用人工及時(shí)進(jìn)行修理。當(dāng)混凝土開(kāi)始初始初凝時(shí)，由人工連續(xù)抹面壓光3遍，以表面平整、提出的漿面均勻?yàn)橐恕?/p>

3.3.4 人工收光

用抹面磨盤(pán)對(duì)混凝土表面進(jìn)行磨平后，過(guò)早不易壓光，會(huì)有劃痕，過(guò)遲會(huì)因局部的不平，出現(xiàn)有抹不到的地方，并且表面發(fā)白，整體顯示為花斑面。當(dāng)表面有些硬化，初凝前用手輕壓，表面發(fā)硬、但稍有痕印時(shí)，便可及時(shí)進(jìn)行壓光處理，消除表面氣泡，使混凝土表面平整、光滑無(wú)抺痕。

3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)控制

由于渠道襯砌混凝土澆筑面積大，需加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)。為避免混凝土出現(xiàn)干縮裂縫，需在收漿后盡快灑水并敷設(shè)聚乙烯薄膜，預(yù)防塑性開(kāi)裂，并適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間；養(yǎng)護(hù)期間，派專(zhuān)人負(fù)責(zé)灑水，確保混凝土表面濕潤(rùn)，并降低水分蒸發(fā)損失；高溫和大風(fēng)天氣時(shí)采取相應(yīng)的遮陽(yáng)和擋風(fēng)設(shè)施并注意及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

南水北調(diào)東線(xiàn)一期工程魯北段渠道襯砌混凝土裂縫的控制直接關(guān)系本標(biāo)段渠道工程施工的質(zhì)量和進(jìn)度。面對(duì)這種大體積薄壁混凝土施工，通過(guò)施工前期的調(diào)研、正確適用的混凝土配合比設(shè)計(jì)、原材料層層檢測(cè)和控制、施工過(guò)程中的精心安排、多工種及機(jī)械的緊密配合、后期嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，最終確保了渠道襯砌混凝土的順利完成，襯砌混凝土裂縫現(xiàn)象得到了較好的控制，取得了很好的效果，也為以后同類(lèi)工程及相似工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工技術(shù)規(guī)程 NSBD5-2006[S].南水北調(diào)綜合辦公室.

[2]渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工質(zhì)量評(píng)定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[責(zé)任編輯：湯靜]