高庄则供水工程蓄水池混凝土裂缝处理措施.pdf

山西 水利富 鲁 技术与应用 2 0 1 2 年第 9期 高庄贝 IJ 供水工程蓄水池混凝土裂缝处理措施 孙 文 明 ( 山西省水利建筑工程局 ， 山西太原0 3 0 0 0 6 ) 摘要 介绍了高庄则供水工程概况， 简述了混凝土浇筑施工方法及裂缝分布情况， 对裂缝产生的原因进行了 分析 ， 针对塑性收缩造成的蓄水池池壁混凝土裂缝内外贯通， 建议采用化学注浆法进行处理 ， 并提出了相应 的预防措施。 可为类似工程施工提供参考。 关键词 混凝土裂缝； 蓄水池； 裂缝成因； 化学注浆； 高庄则供水工程 中图分类号 T U 9 9 1 3 4 文献标识码 C 文章编号 1 0 0 4 7 0 4 2 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 0 3 9 0 2 1 工程概况 高庄则供水工程位于陕西省府谷县武家庄乡， 主 要工程包括 ： 5级提水泵 站 ， 3个 6 0 0 m 3 圆形蓄水池 ， 3个 6 0 0 m3 ( 2 0 mx 6 mX 5 m) 方形蓄水池 ， 8 个 4 0 0 0 i n ( 3 0 mx 3 0 rex 5 m) 方形蓄水池。2 5 8 k m管道 ， 管材有 直径 4 0 0 m m球墨铸铁管和直径 4 0 0 m r n P E管两种。 总扬程 4 8 0 m， 日 供水量 9 8 0 0 m 3 。 2 施工技术及裂缝分布情况 蓄水池所处位置基础为湿陷性黄土 ， 6 0 0 m3 水池 基础采用换填法进行处理 ， 换填材料为 3 ： 7灰土 ， 换填 厚度 2 5 m； 4 0 0 0 m 3 水池基础采用挤密桩进行处理 ， 挤密桩长 1 0 m， 下部素土挤密桩长 6 in ， 上部 4 m为 2 ：8灰土挤密桩 ，截除桩顶后采用 3 ：7灰土 回填 5 0 c m。 蓄水池底板 、 池壁混凝土厚度 3 0 c m， 顶板混凝土 厚度 2 0 c m， 采用 C 2 5 W6 F 2 0 0常态混凝土 ， 配合 比为 3 4 4 ( 水泥 P 0 4 2 5 ) ： 1 5 5 ( 水 ) ： 6 7 7 ( 天然砂 ) ： 1 2 0 4 ( 人 工碎石 ) ： 6 8 8 ( 引气减水剂 ) 。 混凝土搅拌采用 H Z S 3 0 型双卧轴强制式搅拌机， 8 m ， 混凝土罐车运输至施工现场， 然后采用汽吊垂直 运输至仓 面 ， 人工配合人仓 ， 为避免出现冷缝混凝土 浇筑采用斜层法。按照设计要求 ， 混凝土分三次浇筑 ， 底板 、 池壁 、 顶板各一次。4 0 0 0 m 3 池壁混凝土浇筑完 成 3 d后开始拆外模并进行洒水养护 ( 采用外贴草袋 的方法) ， 拆模后发现池壁四周每隔 6 8 m生成一条 2 5 3 m长度不等的裂缝 ，内外贯通，但上下不贯穿 ( 池壁上下各 O 5 l m没有裂缝， 中间开裂) 。 6 0 0 m 方 形蓄水池 2 0 m池壁也产生 2 3 条裂缝，其余地方未 出现裂缝 。 3 裂缝成因分析 混凝 土裂缝 的成因主要有基础不均匀沉陷 、 原材 料 、 收缩裂缝 ( 塑性收缩 、 干缩裂缝 ) 、 外界温度影响 、 拆模不当、 养护不当等。 针对工程实际情况， 对裂缝的 成 因分别进行分析。 3 1 基础 不 均 匀沉 陷 基础不均匀沉陷将造成建筑物上下贯通裂缝 ， 并 且一般是上宽下窄。本工程蓄水池基础全部采用换填 或挤密桩进行处理 ，处理范 围超 出建筑外边界至少 3 m，处理后 的基础压实度和承载力等各项指标均满 足设计要求 ， 且裂缝未上下贯通 ， 底板与顶板无裂缝 ， 因此， 裂缝的产生不是由基础不均匀沉降造成的。 3 2 原材料 混凝土原材料中如果砂、石子的含泥量超标 ， 也 容易产生干缩裂缝 。该工程采用的砂子为天然水洗 砂 ， 含泥量为 0 5 ， 远 小于标 准要求 ； 碎石为人工碎 石， 含泥量及石粉含量均满足规范及设计要求。如果 骨料中的含泥量超标 ， 在混凝土的表面会产生部分龟 裂。 该工程中水泥的各项指标经多次试验完全符合规 范要求 ， 对裂缝产生没有较大影响。 3 3 材料及气温温度影响 混凝土 的温度裂缝一般产生在混凝土工程施工 期 间或施工完成的短期内 ， 由于裂缝受热胀冷缩的影 响较为 明显 ， 呈现冬宽夏细的规律 ， 这种裂缝 大部分 是由于内外温差过大引起的。混凝土建筑物， 特别是 大体积混凝土建筑物在混凝土浇筑完成后， 在混凝土 凝结过程中， 水泥会释放出大量的水化热 ， 如果混凝 土入仓 时的温度较高 ， 在两者 的作用下致使混凝土内 部温度不断升高 ， 而混凝土表面散热较快 ， 致使混凝 型 生 ! 旦 团 S HANXI W AT E R RE S 0URC ES 土表面和内部产生较大的温差 。施工过程中， 如果不 采取措施来平衡 内外部混凝土 的温度 ， 内部混凝土产 生温度膨胀 ， 而混凝土的抗拉强度又较低 ， 当混凝土 内部产生的拉应力大于混凝土抗拉应力时 ， 就会在混 凝土表面出现温度裂缝 。 混凝土的温度裂缝一般会 内 外 、 上下贯穿 ， 这种裂缝在水利工程 中混凝土重力坝 中较为常见 。 由于该工程施工期为 9月 ，且地处黄土高原 ， E l 最高气温约 2 8 ， 混凝土浇筑 时间均在晚上 ， 混凝土 的人仓温度均低于 2 5 ， 蓄水池池壁的混凝土厚度仅 3 0 c m， 并且在底板与顶板 、 池壁较短的蓄水池上均未 出现裂缝 ， 温度对产生裂缝 的影响不是很大。 3 4 拆模与养护 混凝土浇筑完成 3 d后开始拆除池壁模板 ，顶板 模板 2 8 d 后进行拆除 ， 底板 、 顶板浇筑 1 2 h后即进行 洒水养护 ， 池壁在模板拆除后 即开始养护。无论是拆 模还是养护均严格按照规范执行 ， 该项操作引起 裂缝 也基本可以排除。 3 5塑性收 缩 裂缝 塑性 收缩主要是指混凝 土在初凝前表 面因失水 速度较快 ， 而外在水分又不能及时补充而产生的一种 收缩现象 ，一般发生在混凝土浇筑完成后 4 5 mi n 4 h 之 内， 与混凝土的初凝时间密切相关 。在混凝土浇筑 过程 中 ， 气象条件塑性收缩为主要影 响条件 ， 这种裂 缝 主要 出现在新浇筑的且暴露于空气中的混凝 土建 筑物上 ， 其 主要特点有 ： 形状较规则 ， 内外贯通 ， 长短 不一 ， 互不连贯 。 这种收缩发生在混凝土终凝前 ， 即塑 性阶段 ， 故称为塑性收缩 ， 也称为凝缩。 本工程由于采用的模板为木胶板 ， 且所处施工地 点为黄土高原 山顶 ， 风力较大 ， 在混凝 土浇筑期 间， 每 天的风力基本都在 3 4 级， 木胶板模板具有一定的吸 水作用 ， 且在风力 的作用下 ， 会造成表面迅速干燥 ， 在 浇筑池壁上部混凝 土时又不能对下部混凝土及 时养 护 ， 从而产生塑性收缩 ， 并且该工程 的裂缝特点 与塑 性收缩裂缝特点极其吻合 。 根据以上分析 ， 造成该工程蓄水池池壁混凝土裂 缝 的主要原 因是塑性收缩 。 4 裂缝处理措施 针对蓄水池混凝土裂缝 ， 采用钻孔压水法进行检 查 ， 检查结果为裂缝 内外贯通。 裂缝处理采用化学注浆法进行 ：钻孔深约 2 5 e m， 上下孔 间距 2 0 e m， 钻孔角度与池壁呈 4 5 ， 且保 证孔从裂缝 中穿过。先用吹风机将钻孔产生的石粉吹 干净 ， 然后压水进行清洗 ， 将钻孔产生 的石粉及裂缝 中的粉尘清洗干净。清洗干净后立即进行注浆， 浆液 采用遇水膨胀凝结浆液 ( 凝结 时间约 2 mi n ) ， 注浆压 力约 0 4 0 5 k g ， 当浆液从裂缝中流出时停止注浆。注 浆完成 2 4 h后对注浆后的裂缝进行水压检查 ， 每条缝 钻一孔 ， 钻孔方法与注浆孑 L 相同， 水压 2 k g ， 达到水压 后静滞 2 mi n ， 直至无渗水现象。 5 裂缝预防措施 为减少混凝土裂缝 的产生 ， 可以采取 以下预防措 施 ： 采用水化热较小的水泥； 通过改善骨料级配 、 减小 塌落度 、 掺粉煤灰等掺合料 、 掺减水剂 、 采用大体积少 筋混凝土埋石等措施减少水泥用量； 采用薄层浇筑混 凝土 、 降低或增加混凝土材料温度 、 混凝 土内埋设冷 却水管来降低混凝土温度； 严格控制骨料的含泥量及 化合物含量 ， 尽量使用 中粗砂 ； 增加钢筋混凝 土内钢 筋的密度 ； 混凝土浇筑过程 中应加强振捣密实 ， 并注 意对混凝土表面进行二次压光处理 ， 减少 收缩使表面 产生裂缝 ； 冬季混凝土施工时采用覆盖 、 保 温棚保温 等措施 ， 起到蓄热作用 ； 在大风季节浇筑混凝 土后 ， 拆 模前在模板外洒水或覆盖 ， 以减少塑性收缩 ； 增加承 重支模板支撑结构的刚度 、 强度 ， 以减小沉陷变形 ， 推 迟拆模时间 ； 加强养护 ， 采取洒水 、 覆盖洒水 、 蓄水法 进行养护 ， 必要时延长养护时间。 作者简介 孙文明( 1 9 7 3 一 ) ， 男， 2 0 0 8年毕业于河北工程大 学水利工程专业， 工程师。 收稿日期 2 0 1 2 0 7 0 3 ： 修回日期】 2 0 1 2 0 8 1 5