放水河渡槽混凝土冻胀裂缝处理技术.pdf

第 8卷第 1 期 2 0 1 0年 2月 南水北调与水利科技 S o u t h t o No r t h Wa t e r T r a n s f e r s a n d Wa t e r S c i e n c e 8 Te c h n o l o g y Vo 1 8 No 1 Fe b 2 O 1 0 d o i ： 1 0 3 9 8 9 i is s n 1 6 7 21 6 8 3 2 0 1 0 0 1 0 3 6 放水河渡槽混凝土冻胀裂缝处理技术 单旭辉 ( 河北省南水北调工程建设管理局 ， 石家庄 0 5 0 0 2 1 ) 摘要： 混凝土结卡 J 裂缝不仅影响建筑物美观， 尤其是影响建筑物承载力和使用寿命。混凝土产生结构裂缝原因很多。 处理措施也多种 多样 。冻胀裂缝属于结构 裂缝 中的 一种 。通 过对放水河渡槽次梁冻胀裂缝部位进行挂 网 ， 用 高一 个 强度等级的混凝土进行修补， 对主梁冻胀裂缝进行化学灌浆 并在垂直裂缝方向粘贴碳纤维布进行补强加同， 并采用 槽身亢水试验检测。 实验数据充分证 明 r主、 次梁的整体性得到 了恢复 ， 结构的耐久性得到 了保证， 渡槽可以正常使用。 关键词 ： 放水河渡槽 ； 冻胀裂缝 ； 处理技 术 中图分类号 ： F V5 1 3。 6 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 2 1 6 8 3 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 1 3 3 0 0 3 Tr e a t me nt Te c h no l o g y o f t h e Fr o s t He a v i n g Cr a c k s i n Fa ng s hu i Ri v e r Aq u e du c t SH A xIj h u l t F h e He h e i ( O t Z ； l r l l t t i o n a n d A( i H u n i s i r u “ t m Bu r e a u o f S o u t h t o - No r t h Wa t e r T r a n s f P r Pr o j e c t S h i J i a z h u a n g 0 5 0 0 2 1 ， C h i n a) Ab s t r a c t ：Cr a c ks i n c o n c r e t e s l r u c t t l r e s a f f e c t n o l o n l y t h e b uil d i n g a e s t h e t i c h ut a l s o t h e h e a r in g c a p a c i t y a n d s e r v i c e l i f e o f t h e b u i l d i n g Pr o d u c e s t r u c t u r a l Cr a n nie s i n c o n c r e l a r e m a n y r e a s o n s t r e a t m e n !m e a s u r e s a r e a l s o d i v e r s e Til e f r o s t h a v i n g c r a c k s a r e o ne k i n d o f c r a c k s i n c o n ( r c t e s l r t l 、 t u r e s Th e t r e a l n at li t i n Fa n g s ht 1 i n、 e r a qu e d u c t；-i r e ：f i x i n g n e t o n t h e f r o s t h e a v i n g c r a c k s o f t he s e c o n d a r y g i r d e r me n d i n g c r a c k s 】 v i n c r e a s i n g( O N C E ( t e i n t n s io n c h e mi s t r y g r o u t i n g O i l t h e f r o s t h e a v i n g c r a c k s o f t h e ma i n g i r d e r a n d r e i n f or c i n g c r a c k s i n v e r t i c a l d i r e c t i o n b y p a s t i n g u p c a r b o t1 c l o t h The a q t l e d u c t b o d y p a s s e d t h t wa t e r f i l l e d t e s t ， a n d t he e x p e r i me n t a l da t a a r e s u f f i c i e n t t o p r o v e： t h e e n t i r e t y o f t he ma i n a n d s e c o n d a r y gi r d e r i s r e c o c r e d a n d d u r a b i l i D o f a q l md u c t s t r u (、 l u r e i s gu a r a n t e e d a n d t he a q u e d u c t c a n b e u s e d n o r m a l l y Ke )wo r d s ：Fa n g s hu i r i v e r a q u e d u c t ； f r o s t h e a x ， i n g c r a c ks ； t r e a t me n t t e c h n o l o g y 0 引言 在水工混凝十结构领域 ， 一 个相 当普遍的质量 问题就是 结构裂缝 ， 它小仪影响建筑物 的美观 。 而 且降低 r 建筑物 的整 体承载能力 影响 r建筑物的使用寿命， 并困扰着大批工程技 术人员和管理人员 是 一 个迫 切需 要解决 的技术 难题。在施 工过 叶 1 大 鲢裂缝 的出现 并非都 荷载作用有直接关系， 通 过大量的谓查与实删 研究证 日 爿 这种 裂缝是 南 于变形作用 引 起 包括温度变形( 水泥的水化热 、 气温变化 、 环境生产热 ) ， 收 缩 变形( 塑性收缩 、 燥 收缩 、 碳化 收缩 ) 及地 基 均 匀沉 降 ( 膨张 ) 变形。由于这 变形受到约束引起 的应力超过混凝 土 的抗扎强度导致裂缝 。 混凝 土的裂缝有害程度 的标准是 根据使用条件决 定的 。 南水北调中线f线： 【程 混凝 土结 构质 景缺 陷及裂缝处理技 术规定 中根据 ? 昆凝士结构裂缝所处的工程部位 、 严蕈程度 、 对结构安 令、 运行 及外观影 响程度 ， 混凝 土结构 裂缝 分为 三 类 详 见表 1 同时也规定 了各类混凝土结掏 裂缝处理 程序 、 方法和检查、 验收。 虽然建筑结构产生裂缝是不可 能完全避免 的， 但需积 极 采取措施对裂缝进行控制 、 修复。 表 1 混凝土结构裂缝检查判别标准 l 放水河渡槽概况 放水河 渡槽槽身段 长 2 4 0 m。 为三槽一联 多侧墙简 支- 三 向预应力 混凝 土结构 ， 共 8跨 ， 单跨长 3 0 m 单槽 断 面尺寸 收稿 日期 ： 2 0 0 9 0 9 1 9 X1 0 ： 4 2粘 贴碳纤 维补强加 固 采川碳纤维复合材料补强加固法是采用层 压方式将浸透 r 树脂胶的碳纤维 贴住混凝土或钢筋 混凝土结构表 面 并使其混凝上或钢筋混凝 土结卡 勾 结合 为一整 体 从 而达到加 强混凝土或钢筋混凝 土结构的 目的。碳纤 维复合材料补强技 术的基本原理 是 将抗拉 强度极高 的碳 纤维用特殊环 氧树脂 胶预浸成 为复合增强 片材 ( 连续纤 维片 ) ： 用专 门环氧树 脂 I 奄 粘结剂沿受拉方 向或垂直于裂缝方 向粘贴在需要补强的 结 构表 面形成一个新 的复合体 。 从 而使增强 复合 片与原有结 构共 同受力 增大结构的抗拉或抗剪能力 提高其抗拉强度和 抗 裂性能 。碳纤维 片的抗拉强度比同截面钢材高 1 O 1 j倍 冈而可扶得优异的补强效 果 。 专 r i j 环 氧树脂胶 粘为 套产品 碳纤 维材料采用 日本进 口的材料 其性能指标 见表 。 表 4 碳纤维布的规格及性 能指标 碳纤维_布要垂直于 裂缝粘贴 ， 为 _承担 全部 内水压力 垂 直于纵 向裂缝方向全断 面粘贴碳纤维 。粘贴碳纤维 的长度要 大于裂缝 k 沿 裂缝缝端 延 长 2 0 0 C l r t 粘贴碳 纤维 的形状 为 U型， 乍 两侧 延长 8 o c m( 大于裂缝长度 4 0 c m) 具体布 罱形式 见图 3 根 据实际情 况， 中问部 位可 以粘贴两层 碳纤 维 布 。 图 3 主梁表面粘贴碳纤维布 另外 为了防止碳纤维 布老化 尽量使碳纤维布表面的颜 色 与原混凝上接近 建议 碳纤维表面再涂刷一层 P C S柔性 防碳化涂料 粘贴碳纤维 的施2 2 艺如下 。 混凝土基底处理 ： 将混凝土表面打磨 、 清除干净 。 涂底层涂料 ： 把底层涂料的主剂 和固化剂按 规定 比例 称量准确 放人容 器内 _ 】 搅拌器搅拌 均匀 一次调 和量应 以在 呵使用时间内用完 为准 ： 环氧腻子对混凝土表面的残缺修补 ： 构 件表面凹陷部 位应用环氧喊了填平 修复至表向半肇。腻了涂刮后 对表 面 存在的 凹凸糙纹 应再H j 砂纸打磨 整 。 粘贴碳纤维 片： 贴片前任构件表面用滚筒删均匀地涂 刷粘结树脂 ， 称为下涂。 F涂 的涂量标准为 ： 5 0 0 6 ( g n 贴片时 用专用 _ r 具沿着纤维方 碳纤维片 七 滚压多次 ， 使 树脂渗浸入碳纤 维中；碳纤维片施 工 3 【 ) t i n 用滚筒刷均 涂刷树脂称为 f 涂。上涂涂量标准为： 3 0 0 2 0 0 g r n l 。 为 _防止碳纤维布老化 使碳纤维 布表而 的颜 色与原 混凝土接近 涂刷 P C S防碳化涂料 养护 ： 粘贴碳纤维片后 ， 需 自然养护 2 4 h达到 ， J 期【 司 化， 应保汪固化期 间不 受f扰。碳纤 维片枯 贴后达钊设计 强 度所需 自然养护fl g m 1 ： 平均气温任 1 OC以 F 时 需要 1 4 d ； 平均气温在 i O C以上时 需要 7 d 。在此 期间 心防止碳纤 维 贴片受到硬性 冲击 一 。 质量检验标准 ： 碳纤维 片的粘贴基 面必 须干燥清 洁 光滑平顺 ， 无明显错差。碳纤维片粘贴密实 目测俭查不许有 剥落、 松弛 、 翘起 、 褶皱等缺陷 ， 以及 超过 于 亡 许范 围的空鼓 。固 化后的贴片层与层之间的黏着状态和树脂的固化状况 良好 。 5 槽身加载试验检测 第 5 、 6 跨槽身由于冻胀的影响 正常的承载能力可能降 低 为 了确保工程 的安全 ， 在加 固处理后应进行加载试验 。根 据两跨 的冻胀破坏情况 ， 第 j跨存 在的问题更大一 些 因此加 载试验选定第 5 跨 。充水更接 近实际情况 对 槽身 的支际受 力情况模拟较准确 故采用允水的方式进行加载 试验 。 通过亢水试验检测数据 分析 ， 槽身 j 二 次 梁挠度 和混 凝土 应变变化规律合理 。 承载力满足设计要求 。 修补 后达到预期效 果 ， 渡懵可以 E 常使用 。 参考文献 ： 1 7 唐福亮 高建 混凝土裂缝 的主要成f 目与控 制处理： J ： 安徽水利 水电职业技术学院学报 2 0 ( ) 6 ( 0 3 ) ： 3 3 3 5 2 - ( m 5 0 2 0 1 2 0 0 2 f 凝 L 结 构 I ： 程施丁质髓验收规范： ： I s - S I T 1 9 l _ 9 6 。 水工混凝上结 构设计规范 s ： 4 ： GB 5 0 0 9 9 0 O 1 建筑结 构衙载规范 s ： 一F S 王鹏 混凝土常 见裂缝的预防 与处理 i 安徽电 j 二 程职 l 技 术学院学报 ( 、 i ( 0 3 ) ： 3 ： i 6 1 朱耀台 詹树林 混凝土裂缝成网与防治措施研究： j ：材料科 学 与工程学报 2 O 0 3 ， ( 0 5 ) ： 2 6 2 7 7 ：D I T j 1 j O 一 9 0 0 1 水工混凝土 试验规程 i s - 8 ： 黄 良锐 改 p b s ,fc 氰灌 浆材 料的研究 j 厦用 I ) ： 武 汉 ： 武汉理 i ： 大学 2 0 0 3 9 ： C - B T 2 1 t 9 0 2 ( 0 8 结构加固修复用碳纤维 片 s 1 0 ： 李书群 和秀芬 南水北调 中线沼河渡槽 运行期温度影 响及对 策 J 南水北调 i 水利科技 2 O 0 6 ( 3 ) ： 2 2 2 1 1 1 ： 张忠林 瑚 A g lE 大吨位静载试验 漕河 渡槽 桩基检测 | 的应 用 j ： 南水北凋与水利科技 ， 2 0 0 6 ( 增 刊) ： 1 2 2 4 工程技术 1 3