淺談水工構筑物中大體積砼裂縫的防治
摘要:大體積砼在澆筑施工中最常見的質量缺陷就是砼裂縫問題。因此,防止砼裂縫的產生是保證大體積砼施工質量的重要因素。在水工構筑物的大體積砼施工中,防止砼裂縫的產生顯得尤為重要。
關鍵詞:水工構筑物 大體積砼裂縫 防治
大體積砼在澆筑施工中最常見的質量缺陷就是砼裂縫問題。因此,防止砼裂縫的產生是保證大體積砼施工質量的重要因素。在水工構筑物的大體積砼施工中,防止砼裂縫的產生顯得尤為重要。
本人在某凈水廠工程清水池底板砼施工過程中遇到了類似問題。經過認真仔細地分析與論證,使得后續(xù)的濾池、澄清池等各水工構筑物的砼施工取得了良好的施工效果。
在清水池底板砼施工中,清水池底板砼出現(xiàn)了很多不規(guī)則的縱深裂縫。裂縫寬度大都在0.2-0.5mm之間,個別裂縫寬度為0.05-0.2mm之間。經過滴灌紅色墨水及鑿挖后發(fā)現(xiàn)裂縫均為表層裂縫,深度在5-8mm之間。另外,還有少許沿底板上部筋方向形成的規(guī)則裂縫。裂縫的產生對清水池今后的生產使用是一種潛在的危險。所以,必須對這一現(xiàn)象進行分析和處理,以保證在后續(xù)的構筑物施工中防止裂縫產生。
一、裂縫產生的原因
造成大體積混凝土施工中產生裂縫的原因是復雜的,而且是綜合性的。
主要的原因有:砼及原材料性能不良;施工質量差;結構形式及構造方面的問題;地基性質和形狀方面的問題,以及施工溫差過大等原因。
根據清水池底板砼澆筑施工時的各種內外部因素,確定其裂縫產生的主要原因有以下幾個方面:
1、溫度原因
由于清水池底板砼斷面厚度達400mm,因此水泥的水化熱在砼內部大量積聚,散發(fā)較慢,造成砼內部溫度高于表面溫度,形成表面溫差。再者,由于砼的導熱性能低,砼澆筑初期的強度和彈性模量都很低,對于由水化熱引起的急劇溫升約束不大,相應的溫度應力較小。但隨著砼齡期的增長,強度、彈性模量的提高,對砼內部降溫收縮的約束力也開始增大,以致產生了很大的拉應力。當砼在該齡期所能達到的抗拉強度不足以抵消這種拉應力時,便產生了裂縫。
外界氣溫變化的影響也是砼產生溫度裂縫不容忽視的因素。砼澆筑后形成的內部溫度值包含了水泥水化熱引起的溫度,以及澆筑時環(huán)境溫度等各種溫度的總和。清水池底板砼澆筑時的外界環(huán)境溫度達40℃,而澆筑工作完成后的傍晚溫度為18℃。這樣,澆筑完成后砼的內部溫度與外界環(huán)境溫度的溫差在30℃以上。因此由于溫差作用而引起的溫度應力對砼表面產生了很強的破壞作用,形成了表面裂縫。
2、干收縮原因
砼澆筑成型后,養(yǎng)護工作不到位,沒有及時地進行表面履蓋,表面水份散失過快,導致砼內部與外部不均勻收縮。其表面干收縮大于其內部干收縮值。由于此干縮快慢差而形成的砼表面拉應力,也是清水池底板砼產生裂縫的重要原因。
3、鋼筋保護層厚度原因
在底板砼施工過程中采用了單循環(huán)澆筑施工,施工操作人員在澆筑區(qū)域做單循環(huán)式移動。來回的踩踏,造成底板上層鋼筋部分翹曲變形,以致個別地段保護層過大或過小。
另外在后續(xù)抹光工藝施工中,對基本成型后的砼底板保護不夠。在底板過早受力時,由于剛度不夠,導致沿上部鋼筋方向出現(xiàn)了有規(guī)則的裂縫。
二、防止裂縫產生的措施
根據本工程的實際特點及裂縫產生的原因,經過分析研究,除了運用一些傳統(tǒng)的補強方法對裂縫加以處理外,還制定了一些相應的預防措施。這些措施在后續(xù)構筑物施工中確實取得了良好的效果。
1、選擇合格的原材料
在原材料的選擇上,嚴格按照設計要求,選擇適宜的原材料品種規(guī)格。首先,要確定水泥的品種,并嚴格控制好其水化熱指標,安定性指標等。另外,對砂石料的選擇也應確保其級配適宜,含泥量不超標。
2、選擇合適的施工時間
為了防止由于溫度應力對砼的破壞,在后續(xù)構筑物施工中采取溫度控制措施。即控制砼的內外溫差,盡量降低砼的入模溫度,以減小溫度應力,避免裂縫現(xiàn)象發(fā)生。
施工前,根據砼所在齡期的根限抗拉強度值確定允許溫差后再行施工。在不具備分析溫度應力的條件下,一般依據20℃-25℃的內外溫差標準予以控制。根據當地氣象部門的天氣預報,制定相應的施工計劃,確定適宜的施工時間。盡量在傍晚時開始澆筑砼,以期避開午間的高溫天氣。
3、做好砼養(yǎng)護工作
為保證澆筑成型的砼在規(guī)定齡期內達到設計要求的強度,并防止產生干收縮裂縫,必須認真細致地做好養(yǎng)護工作。
在自然氣溫條件下(高于+5℃),應于砼澆筑后3h以內,即用麻袋等保水性材料在砼表面加以覆蓋,并及時澆水養(yǎng)護以保持砼具有足夠的濕潤狀態(tài)。養(yǎng)護時間不得少于14d。
對于砼強度未達到1.2N/mm2以前,嚴禁在其上來往行人和安裝模板及支架。
4、安裝足夠的支撐用鋼筋撐腳
在澆筑砼過程中,應嚴格按照施工組織設計的施工線路實施澆筑。禁止閑散人員在鋼筋上部停留。澆筑施工人員不應在鋼筋上部無序走動。采用雙層鋼筋網時,在上下層鋼筋網片之間應設置足夠的支撐用鋼筋撐腳,以保證鋼筋位置正確。在澆筑線路上,鋪設臨時操作腳手板。所有澆筑人員的工作原則上均應在腳手板上完成,以減少對鋼筋網的踩踏次數。臨時腳手板隨澆筑區(qū)域的轉移而移動。
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