大体积混凝土裂缝控制要点及建议.pdf

1 2 2 内 蒙 古 水 利 2 0 1 4年第 5期 ( 总第 1 5 3期) 【 方法 探 究 】 大体积混凝土裂缝控制要点及建议 张虎 ( 水利部新疆水利水 电勘测设计研 究院 ， 新疆 乌鲁木 齐 8 3 0 0 0 0 ) 摘要 文章通过对当前裂缝修补技术发展现状及裂缝部位的分析， 提出了大体积混凝土有 害裂缝控制要点及建 议 。 关键词 大体积混凝土； 裂缝控制 ； o r 点； 建议 中图分类号 ： T V 5 4 4 9 1 文章标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9- 0 0 8 8 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 1 2 2一 O 1 1 引言 对于大型现浇工程 ， 由于工程结 构复杂 、 所处环 境多变 、 几 何尺寸长范 围连续现 浇 ， 出现裂 缝不 可避 免 ， 采取相 应 的技术 控制措施， 可以使结构物的裂缝得到有效控制。 2裂缝部位及成因 结构物出现的裂缝按原因分为由变形( 温度、 收缩、 不均匀 沉 陷) 引起的裂缝和 由荷 载引起 的裂缝 两大类 ， 前 者约 占裂缝 的 8 0 一 8 5 。 2 1 温 度裂缝 2 1 1 表 面裂缝 混凝 土浇筑后 ， 其 内部 由于水化热 温升 ， 体 积膨胀 ， 如遇寒 潮 ， 气温骤降， 表层降温收缩， 内胀外缩， 在混凝土内部产生压 应力 ， 表层产生拉应力， 且混凝土的抗拉强度远小于抗压强度。 当表层 温度拉 应力 超过混凝 土的允许抗拉 强度时 ， 将 产生表 面 裂缝形成 。 2 1 2 贯 穿裂缝和深层裂缝 基础约束在混凝土升温膨胀期引起压应力， 在降温收缩时 引起 拉应 力 ， 当此拉应 力超 过混凝 土 的允许抗 拉强 度时 ， 就会 产生裂缝 ， 成为基础约束裂缝。由于这种裂缝 自基础面向上开 展， 严重时可能贯穿整个坝段 ， 故又称为贯穿裂缝。此种裂缝 切割的深度可达 3 5 m以上， 故又称为深层裂缝。 2 2 收缩裂缝 混凝土中含有大量孔隙、 粗孔及毛细孑 L 等。空隙中存在水 分 ， 水分 的活 动影 响到混 凝土 的一 系列性 质 。在工 程上 ， 最 常 遇到的问题是与湿度 变换有 关 的毛细 收缩及 吸 附收缩 。由于 混凝土水分蒸发及含 湿量 的不均匀 分 布 ， 形 成湿 度变化 梯度 ， 引起收缩应力 ， 导致 表面开裂。 混凝土所处大气环境温度 、 湿度 、 风速等都对 收缩有影 响 ， 特别是风速， 对于风速风压都很大的露天建筑物， 容易产生干 缩裂缝 。例如 ： 水库 工程 围堤护坡 混凝土 浇筑 后并没有 严格 按要求进行养护 。一般来说 膨胀 混凝 土淋水 养护 需 71 4 d ， 最少为 7 d ， 在混凝土终凝后 2 d即可开始 浇水 养护 ， 而混 凝土 的膨胀值一般要 1 4 d才基本稳定。同时， 掺膨胀剂的混凝土， 水化时需水量大， 更要加强养护， 覆盖淋水， 使其表面始终处于 潮湿状态。商品混凝土塌落度大， 稍加振捣 即出现石子下 沉 ， 浆体上 浮 ， 时常有 较多 泌水 ， 随着 水分 的蒸发 ， 表 面会 出现 塑性收缩裂缝。在混凝土拌和物中有多余水量， 混凝土硬结 后 。 比较容 易出现干燥 收缩裂缝。 2 3 沉缩裂缝 由于结构物所处的条件不良和支撑体不稳定或结构变形 而发生裂缝， 发生此种裂缝 的场合是由于结构物的移动， 也就 是基础不稳 定 ， 或 不均 匀沉 降 ， 地 基 变形 。例 如 ： 施 工过 程 中， 地基夯实不到位导致基础出现不均匀沉降， 使混凝土板由 原来设计 的均匀受力 的弹性板 变为简支板 ， 形 成混凝 土板局 部 受拉状态 ， 造成变形缝漏 水 ， 在冬 季温 度较低 的情 况下 护坡 混 凝土经冻胀出现裂缝。由于工程地质条件较差， 坝体地下水 位较高 ， 土体含水量大， 坝体填筑完成后， 坝基沉降尚未全部完 成 的情况下 即转 入混凝 土坡 面护砌 ， 两 工序 间隔 时间较 短 ， 坝 体固结收缩 ， 坝基沉降不均匀( 中部沉降量较大， 坝脚处沉降较 小) ， 现浇混凝土为刚性结构 ， 变形很小 ， 混凝土坝坡与坝体间 形成 间隙 ， 也是造成冰压破坏 的原 因之一 。 3 裂 缝控 制要 点与 建议 3 1 要点 ( 1 ) 对于大体 积混凝 土薄壁结 构 ， 控 制裂缝 的 主要 因素 是 收缩 ， 所 以应分层散热浇灌 ， 其后保湿养护 是很重要 的 ， 无需 专 门的保温。预防激烈的温度与湿度变化对控制裂缝是有利的， 薄壁结构中要设法保证混凝土浇灌振捣 的密实性 。 ( 2 ) 合理设置变形缝的问题是设计工作中亟待解决的问 题 ， 它和 引起漏水 的裂缝 问题密切相关 。 3 2建议 ( 1 ) 控制裂缝 应 防患 于未然 ， 首 先 预防 裂缝 ， 防不 住 的就 堵， 堵不住再排 ， 重点在预防， 而不是后期修补。 ( 2 ) 处理裂缝 原则 ： 对于不 影 响承 载力 的裂 缝 ， 只 进行 封 闭； 对于有强度要求的裂缝 ， 采用化学灌浆补强； 对于有防水要 求的裂缝， 采用防渗堵漏。 ( 3 ) 大体积混凝土中控制裂缝主要从降低温度应力和提高 混凝土的极限拉伸强度两方面着手： 做好冷却和保温， 浇注 前避免材料过热， 浇筑后保温， 降低温度应力和提高极限拉伸。 降温冷却方面， 采取保温及缓慢降温方法减少混凝土表面的急 剧热扩散， 延长混凝土散热时间， 防止形成过大的温差而引起 表面或贯穿裂缝。提高混凝土的极限拉伸 ， 严格控制砂、 石 水利工程明渠主体工程施工方法及技术要求探析杜晓虎 1 2 3 【 方 法 探究 】 水利工程明渠主体工程施工方法及技术要求探析 杜 晓 虎 ( 新疆额尔齐斯河流域开发工 程建 设管理局， 新疆 乌鲁木 齐 8 3 0 0 0 0 ) 摘 要 文章从新疆某水利工程 明渠主体工程 实际情况 出发 ， 分析 了该 明渠主体工程施 工方法及 技术要求， 包括基础清理、 基础开挖和填筑、 堤身填筑、 混凝土护坡板浇筑和混凝土施工技术要求。 关键词 混凝土施工； 施工方法； 技术要求 中图分类号： 文章标识码： 文章编号： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 4 ) 0 50 1 2 3 0 2 1 概况 新疆某水工程全长 5 1 2 k m， 明渠工 程， 渠线 总体 走向南东 ， 全长 5 6+4 6 1 k m， 末端止 于水库 进 口。主 要由 5 6 2 0 3 k m长的输水明渠 、 1座节制分水闸 、 1座 节制退水 闸、 1座分水闸、 2 0座农渠涵 、 1 6座排洪涵 、 9 座倒虹吸、 l 0座钢架桥和 1 2座钢筋混凝土桥、 伴渠公 路 、 防洪工程 、 明渠沿线通讯 、 监测工程 以及 2个 自动 化管理所 、 1 个管理站 、 水情 自动化测报等组成 。 2 施工 程序 根据本主体工程施工特点及工期要求 ， 整个工程 可分段同时交错进行。为利于发挥施工设备效率 ， 减 少施工设备的搬迁及临时生产生活设 施规模 ， 每个作 业面的长度宜控制在 5 0 0一l 0 0 0 I T I 之间( 本次控制间 距为 1 0 0 0 m) 。工程以土方 、 混凝 土施工为主， 因此 ， 组织好土方和混凝土的施工是顺利完成整个工程的关 键 。 主体工程施工程序按常规进行 ， 主要工序是 ： 基础 清理一迎水面基础开挖 ( 含排水沟 开挖 ) 一堤 身填筑 碾压一堤基混凝土护坡板的浇筑一基础迎水面开挖坑 回填碾压一铺设格宾卵石笼一堤身边坡修整一堤身护 坡混凝土浇筑一铺原河床质至现状地面高程一清理现 场一完工待验 。 3 主体 工程施工方法及技术要求 3 1 基础清理 基础清理是指对修筑防洪堤处的地面进行清理。 由于防洪堤布置在农 田或荒滩地上， 地形 地貌较为复 杂 ， 并且地表含有大量腐殖质层 ， 故堤身填筑前需对基 础进行清理 。利用推土机铲除地基上的红柳 、 芨芨草 等植被和地表腐殖质层 ， 平均清基厚度 3 0 c m， 堤基清 理宽度为设计基础宽度加堤前后侧各 1 n l 的富余宽 度 ， 基础清理的弃渣应摊堆至堤后背水侧。 质量 ， 限制含泥量 ， 正确选用混凝 土级配 ， 适 当掺用外 加剂 ， 减少用水量 ， 改进混凝土浇灌工艺 ， 可提 高混凝 土强度。适宜的温湿度养护能减少 收缩 ， 充分发挥水 泥水化作用 ， 使混凝土强度潜在能力得到充分发挥 。 ( 4 ) 混凝土硬化过程中的早期 沉缩裂缝在设计 和 施工充分注意的情况下是可以避免的。可以采取下列 措施： 严格控制水灰比， 宁可小一些； 振捣要密实， 每次间隙 51 5 s 为宜； 凝 固时间不宜过快 ； 混凝 土下料不宜过快 ； 注意高低温季节给硬化带来的影 响 ， 采取适当措施缓凝 ； 施工 中避免遭遇大风袭击 ， 引起剧烈水分蒸发 ， 形成上部 和下部硬化不均和差异 收缩 ； 加入减水剂和适量的粉煤灰， 可减少沉缩量， 促进工作性和流动性 ； 在混凝土浇灌 12 h后 ， 对 混凝土进行二次振捣 ， 表面拍打振密 ； 避免过长时间 的混凝土搅拌。 ( 5 ) 现代建筑材料的发展趋势是 “ 高强度” ， 目的 是节约材料 和减 轻 自重 。从结构 的裂缝控制 观点 来 看 ， 高强的建筑材料优越性得不到充分发挥 ， 在设计强 度的 3 0 以内 ， 材料 已经开裂 ， 而且高强 材料往往伴 随着脆性 。有些工程 ， 其结构强度远远未发挥 出来的 时候 ， 因为开裂就进行了加 固补强 。提高混凝土 的抗 压标号对 抗拉作 用不大 ， 所 以建 筑材料 如能 向提高 “ 任性” 的方向发展 ， 将会有更大的国民经济意义。 ( 编校 ： 陆玲 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 8 2 0 作者简介： 张虎( 1 9 8 6一) ， 男， 助理工程师， 主要从事供水 设计 工作 。