圍堤護(hù)砌混凝土裂縫的質(zhì)量控制措施

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滄州渤海新區(qū)供水工程為引黃濟(jì)冀工程，位于滄州市東部，工程由引水工程、調(diào)蓄工程、供水工程三大部分組成。其中調(diào)蓄工程即楊埕水庫，是滄州市東部地區(qū)供水工程的核心工程。水庫圍堤長12.097 km，堤高8 m，面積10.9 k㎡，蓄水深度6.5 m，總庫容6 568萬m³。滄州市東部地區(qū)供水工程圍堤護(hù)砌項(xiàng)目是楊埕水庫新建工程的一部分，水庫圍堤護(hù)砌采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)，工程采用機(jī)械化施工。本文結(jié)合滄州市東部地區(qū)供水工程圍堤護(hù)砌項(xiàng)目的施工情況，對(duì)機(jī)械化混凝土施工過程中裂縫產(chǎn)生的原因作了簡單的分析，并提出了預(yù)防裂縫的具體措施。

　　1圍堤護(hù)砌砼裂縫產(chǎn)生的主要原因

　　裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物中普遍存在的問題，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果，其中施工不規(guī)范為主要因素。圍堤護(hù)砌采用機(jī)械化施工，其重點(diǎn)是要保證混凝土襯砌工程的質(zhì)量，因此控制裂縫的出現(xiàn)顯得尤為重要。

　　產(chǎn)生混凝土裂縫的主要原因有三方面：一是混凝土的組成成分和原材料的檢測、試驗(yàn)；二是選用襯砌形式，合理地分縫分塊，避免襯砌面基礎(chǔ)過大；三是施工的季節(jié)、氣候及所處地理位置的土質(zhì)狀況。因此，在施工過程中要特別從原材料、混凝土配合比、施工工藝、建基面處理及混凝土養(yǎng)護(hù)等方面加強(qiáng)控制，盡量減少裂縫的出現(xiàn)，以確保工程的應(yīng)用效果和耐久性。其根據(jù)不同的成因可以分為以下幾種類型。

　　1.1溫度裂縫

　　由于混凝土結(jié)構(gòu)在硬化期間表面和內(nèi)部溫差較大，此時(shí)其表面將受到很大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。表現(xiàn)為：走向無一定規(guī)律，一般薄板類和長度較大的構(gòu)件進(jìn)深和貫穿的溫度裂縫與短邊平行或接近平行，沿長度方向分段出現(xiàn)，寬度不一，出現(xiàn)在施工期間，但進(jìn)深裂縫或貫穿裂縫一般出現(xiàn)在澆筑后2～3個(gè)月。溫度影響系數(shù)受多種因素影響，其中溫度、濕度、散熱界面、初凝時(shí)間、風(fēng)速、溫差等影響較大，特別是風(fēng)速和溫差較大時(shí)，溫度影響系數(shù)較大。

　　1.2干縮裂縫

　　多出現(xiàn)在混凝土終凝后的養(yǎng)護(hù)階段，主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而造成的，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而導(dǎo)致裂縫。干縮裂縫通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性、耐久性，引起鋼筋的銹蝕，在水壓力作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂，影響混凝土的承載力等?；炷粮煽s主要與水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)等有關(guān)。

　　1.3外力荷載作用產(chǎn)生的裂縫

　　常見的是局部位置堆放材料超過承重能力，造成受力結(jié)構(gòu)進(jìn)深、貫穿裂縫；還有就是在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到規(guī)范要求的情況下，拆除支撐和模板，致使混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致裂縫。

　　1.4化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫

　　混凝土拌合后骨料、水泥的堿活性反應(yīng)使其體積增大，造成結(jié)構(gòu)疏松、膨脹開裂，此裂縫一旦出現(xiàn)就很難補(bǔ)救。另外，由于澆筑、振搗不良或者鋼筋保護(hù)層較薄，致使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，體積膨脹，也會(huì)導(dǎo)致混凝土脹裂，此種裂縫多在縱向沿鋼筋的位置出現(xiàn)。

　　1.5伸縮縫質(zhì)量不好引發(fā)裂縫

　　圍堤伸縮縫填料嵌填粗糙，造成圍堤滲漏量大，降低了土基強(qiáng)度而誘發(fā)裂縫。主要原因?yàn)椋簩?duì)縫內(nèi)的雜質(zhì)、污染物等清理不徹底；填料嵌填因縫小而有一定難度，造成填料不能與襯砌面很好地結(jié)合；填充飽滿度不夠。

　　1.6基面平整度引發(fā)裂縫

　　圍堤基面的表面平整度將影響混凝土的約束力，過大的凹凸會(huì)造成局部應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂縫，基層厚度不一致，過薄處或厚薄交界處將成為薄弱斷面，在混凝土收縮時(shí)將難以承受拉應(yīng)力而開裂。

　　1.7沉陷裂縫

　　由于地基土質(zhì)不均、回填不實(shí)或浸水造成的不均勻沉降所致，此類裂縫多為進(jìn)深或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈30～45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫往往有一定的錯(cuò)位；削坡時(shí)對(duì)坡基原狀土的擾動(dòng)致使坡基土密實(shí)度達(dá)不到要求，且回填難度大，均勻性差，難以承受混凝土的壓力，造成混凝土板沉陷扭曲、移位甚至坍塌。

　　1.8塑性收縮裂縫

　　塑性收縮裂縫是混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮，一般在于熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)、長短不一且互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)生的原因主要為：混凝土在終凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土本身的強(qiáng)度又無法抵抗這種收縮，因此產(chǎn)生龜裂。主要影響因素有水灰比、凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速和相對(duì)濕度等。

　　1.9沉縮裂縫

　　其是混凝土硬化前沒有沉實(shí)、沉實(shí)不足或不勻而產(chǎn)生的，此時(shí)混凝土尚處于塑性階段。產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋汗橇霞?jí)配不好，用水量大等；振搗不密實(shí)、骨料下沉過多或表層浮漿過多；沒有及時(shí)抹壓，且表面覆蓋不及時(shí)，水分散失快，產(chǎn)生干縮。

　　2圍堤護(hù)砌混凝土質(zhì)量控制措施

　　為防止上述裂縫的出現(xiàn)，必須控制圍堤護(hù)砌混凝土的質(zhì)量，具體措施如下：一是圍堤的坡面為1.0∶3.5，混凝土護(hù)砌采用襯砌機(jī)械施工，由皮帶輸送，根據(jù)試驗(yàn)段得出的結(jié)論，混凝土坍落度控制在7 cm左右最好，過小不易提漿，過大在坡面上難以成型。二是圍堤機(jī)械化護(hù)砌混凝土施工應(yīng)先進(jìn)行一段試驗(yàn)段，試驗(yàn)段長度不小于100m.通過試驗(yàn)段的施工，可以了解襯砌機(jī)械化施工系統(tǒng)的機(jī)械性能和生產(chǎn)能力，確定襯砌機(jī)的適宜工作參數(shù)，如襯砌機(jī)工作速度以7～8m/h為宜，同時(shí)確定了施工生產(chǎn)組織形式和人員編制，制定切實(shí)可行的施工組織方案和施工工藝流程。三是圍堤坡面基礎(chǔ)驗(yàn)收后，及時(shí)鋪設(shè)聚苯乙烯泡沫板，基面不平整的地方用細(xì)砂填平，使泡沫板緊貼基礎(chǔ)面，無架空等現(xiàn)象，在襯砌混凝土振搗時(shí)，泡沫板不會(huì)有回彈，保證了混凝土振搗的密實(shí)性。四是在聚苯乙烯泡沫保溫板上鋪設(shè)復(fù)合土工膜加強(qiáng)防滲，關(guān)鍵在于膜與膜之間的焊接，要控制好焊接速度和溫度，焊接完成后要進(jìn)行充氣加壓檢測，如有漏氣現(xiàn)象，則必須用手槍焊補(bǔ)焊，鋪設(shè)好的土工膜應(yīng)當(dāng)平整，無皺褶。五是安排專人負(fù)責(zé)指揮布料，布料前試驗(yàn)員對(duì)混凝土進(jìn)行坍落度檢測，由襯砌機(jī)械的皮帶輸送機(jī)布料，布料合理，混凝土卸料入倉的下落高度不超過1.2 m，同時(shí)控制布料厚度，根據(jù)生產(chǎn)性試驗(yàn)確定，當(dāng)混凝土的坍落度在7 cm時(shí)，松鋪系數(shù)宜在1.0～1.4.布料與振動(dòng)碾壓速度相適應(yīng)，布料后及時(shí)振搗。襯砌機(jī)工作時(shí)宜勻速連續(xù)，控制好振動(dòng)碾壓時(shí)間，使混凝土不過振、漏振或欠振，達(dá)到表面泛漿，振動(dòng)碾壓的小車上下行走速度為2～3m/min.襯砌后的板面上如果出現(xiàn)漏石、蜂窩等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)人工補(bǔ)原漿混凝土，并重新振動(dòng)碾壓。當(dāng)襯砌機(jī)行走移動(dòng)時(shí)，混凝土表面出現(xiàn)隆起或凹面時(shí)，說明振動(dòng)碾壓小車高度設(shè)置有誤，應(yīng)及時(shí)調(diào)整，并重新碾壓振搗。六是圍堤護(hù)砌工程對(duì)護(hù)砌表面的平整度要求非常高；當(dāng)圍堤混凝土護(hù)砌成型后，應(yīng)用專門的工作臺(tái)車進(jìn)行抹面，在混凝土初凝前及時(shí)壓光處理，消除表面氣泡，混凝土表面平整、光滑、無抹痕，加強(qiáng)抹面的質(zhì)量控制，使混凝土表面平整度嚴(yán)格地控制在2.5mm/m以內(nèi)。七是將水源接入施工場地，采用草簾或土工布覆蓋，灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28 d，避免產(chǎn)生溫度裂縫。大風(fēng)時(shí)，可在草簾上再覆蓋1層塑料布，減少水分揮發(fā)。八是圍堤護(hù)砌混凝土分別采取通縫和半縫來滿足溫脹和沉降的要求；其中通縫為預(yù)留縫、半縫為切割縫。半縫采用切割機(jī)切縫施工，在護(hù)砌混凝土抗壓強(qiáng)度為1～5 MPa時(shí)切縫最好，可根據(jù)天氣變化情況適當(dāng)調(diào)整。及時(shí)按要求切縫，可有效阻止圍堤護(hù)砌混凝土板裂縫的產(chǎn)生。

　　3結(jié)語

　　要使水庫圍堤護(hù)砌長期發(fā)揮效益和減少庫區(qū)水資源浪費(fèi)，預(yù)防水庫圍堤護(hù)砌裂縫的出現(xiàn)，是一項(xiàng)十分復(fù)雜和艱巨的施工任務(wù)。只有不斷積累施工經(jīng)驗(yàn)，完善和提高水庫圍堤護(hù)砌的施工技術(shù)水平，才能更好地服務(wù)于大型水利工程建設(shè)。