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    二襯混凝土裂縫成因分析、控制與處理

    2017-10-20 14:41:56徐婧
    關(guān)鍵詞:防治措施成因裂縫

    徐婧

    【摘要】地鐵施工中,二次襯砌是一道重要的工序。裂縫是大體積混凝土結(jié)構(gòu)較容易出現(xiàn)的質(zhì)量通病,如何避免裂縫的產(chǎn)生,確保二次襯砌混凝土的質(zhì)量,使其達(dá)到內(nèi)實(shí)外美,是地鐵施工面臨的一個(gè)課題。本文對(duì)裂縫的形成原因全面、深入地分析,有針對(duì)性的提出防治混凝土裂縫產(chǎn)生的措施。

    【關(guān)鍵詞】二襯;混凝土;裂縫;成因;防治措施

    裂縫是混凝土板、墻及大體積結(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)引起鋼筋的銹蝕,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,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的發(fā)生和發(fā)展,保證建筑物和構(gòu)件的安全和穩(wěn)定。

    1、成因分析

    1.1裂縫的類型

    1.1.1干縮裂縫

    混凝土在硬化過(guò)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(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí).就會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫?;炷潦谴旨?、細(xì)集料、水泥石、水和氣體所組成的非均質(zhì)堆聚結(jié)構(gòu)?;炷粱旌狭显诓煌瑴貪穸葪l件下凝結(jié)硬化,并同時(shí)產(chǎn)生體積變形。粗骨料的干燥和冷卻收縮大,細(xì)骨料的干燥和冷卻收縮小,同時(shí)水泥石和集料之間相互粘結(jié)而約束,由于變形而產(chǎn)生微裂縫。干縮裂縫多為表面性的,走向沒(méi)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。

    1.1.2溫度裂縫

    水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量而使混凝土內(nèi)部溫度升高,在澆筑溫度的基礎(chǔ)上,通常升高35℃左右。如果按著我國(guó)施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定澆筑溫度為28℃則可使混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到65℃左右。水泥水化熱在1~3天可放出熱量的50%,由于熱量的傳遞、積存,混凝土內(nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的3~5天,因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同,所以形成混凝土內(nèi)外溫差較大,形成溫度梯度,造成溫度變形和溫度應(yīng)力。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)。

    1.1.3荷載變形裂縫

    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(méi)有固定牢固.以及過(guò)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。

    1.1.4施工縫(接茬縫)

    施工過(guò)程中由于停電、機(jī)械故障等原因迫使混凝土澆筑中斷時(shí)間超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間,繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r,原有的混凝土基礎(chǔ)表面沒(méi)有進(jìn)行鑿毛處理.在原混凝土表面澆筑混凝土.混凝土接茬間出現(xiàn)裂縫。

    1.2裂縫形成的原因分析

    混凝土裂縫形成的原因復(fù)雜。施工不規(guī)范造成混凝土裂縫比較大。施工工藝或現(xiàn)場(chǎng)操作不規(guī)范

    (1)隧道開(kāi)挖成型差,襯砌混凝土厚度嚴(yán)重不均勻;欠挖或初期支護(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在脫空現(xiàn)象。

    (2)未開(kāi)展監(jiān)控量測(cè)工作,僅憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定二次襯砌的施作時(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。

    (3)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(méi)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(guò)程中加水的現(xiàn)象也比較普遍。

    (4)采用整體式鋼模板臺(tái)車施工,混凝土澆筑時(shí)不振搗或漏振,混凝土均質(zhì)性差。

    1.3混凝土裂縫的治理

    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。

    1.3.1細(xì)微裂縫

    隧道襯砌混凝土表面常出現(xiàn)一些沒(méi)有擴(kuò)展性的細(xì)微裂縫,這種裂縫是無(wú)害裂縫,一般可自愈,不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用和耐久性。從美觀考慮,可先清洗干凈裂縫表面,然后涂刷環(huán)氧樹(shù)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。

    1.3.2貫通性裂縫

    貫通性裂縫的危害較大,必須采取有效的治理方法。沿裂縫方向鑿成寬5cm、深3cm的V形槽,在槽內(nèi)底縫每隔0.5m鉆一孔,孔深為襯砌厚度的1/2或2/3,一般不少于15cm,并不得穿透襯砌以防跑漿。用清水沖洗干凈槽內(nèi)的雜物及粉塵,在孔內(nèi)插入中10的壓漿管,利用環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿錨固,用灰刀將砂漿壓實(shí)抹光。裂縫表面用刮抹料和調(diào)色料處理。

    1.3.3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)注漿,24h后安裝錨桿墊板.用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿抹平方槽,表面用刮抹料和調(diào)色料處理。

    1.4預(yù)防混凝土裂縫的措施

    1.4.1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)提供詳盡的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘探資料.提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

    1.4.2把好材料進(jìn)場(chǎng)關(guān).嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

    1.4.3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(kāi)挖斷面檢測(cè),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

    ①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(cè).及時(shí)調(diào)整拌合用水量?;炷猎跐M足規(guī)范要求的前提下,還要滿足施工需要和和易性,盡量減小出機(jī)坍落度、降低砂率、嚴(yán)格控制骨料的含泥量、摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰等混合材料。添加抗裂減水劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水和沉縮變形。提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高混凝土抗裂性能。

    ②控制混凝土的入模溫度。夏季施工時(shí),盡量安排在夜間澆筑混凝土。

    d.混凝土的灌注

    ①混凝土運(yùn)輸和泵送中嚴(yán)禁加水。混凝土灌注時(shí)嚴(yán)格控制坍落度。

    ②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1h~1.5h.待邊墻混凝土下沉穩(wěn)定后.再灌注拱部混凝土。

    ③混凝土灌注過(guò)程中必須振搗,提高混凝土的密實(shí)度和均質(zhì)性。

    e.混凝土的脫模、養(yǎng)護(hù)

    ①混凝土拆模時(shí)間(正常氣溫條件下)宜在混凝土澆筑后不宜少于3天。混凝土澆筑后,也就是混凝土達(dá)到終凝后及時(shí)養(yǎng)生,可在模板上澆水來(lái)控制混凝土所產(chǎn)生的水化熱,可降低混凝土內(nèi)外溫差所造成的溫度梯度而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。混凝土拆模時(shí)的強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求。

    ②加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的后期混凝土濕養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜少于14天。

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