【导读】结构裂缝控制是一个系统工程,必须从设计、材料、施工几个方面综合来解决。根据设计说明以及结合工程实际。主要在混凝土配合比设计、材料选择、施工措施上来进行裂缝控制。
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一、工程概况
XX交通枢纽**楼工程地下平面尺寸为113m×252 m,设计无变形缝;地上平面纵轴长672m,横轴长221m,设计设置5条变形缝,属超长无缝混凝土结构。配合比设计与优化、微膨胀剂选型及掺量、混凝土保湿养护措施、预应力施加时间的合理与否直接影响超长无缝混凝土结构质量。
二、混凝土裂缝产生原因的分析
根据有关研究资料表明,混凝土裂缝产生除设计原因外主要来源于两个方面,一方面是材料原因,另一方面是施工原因。
1)材料方面
由于混凝土拌合物本身的缺陷产生的收缩造成的开裂,主要有干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、自生收缩、减水剂的影响、混凝土后期膨胀出现裂缝、徐变变形等所引起。各种收缩类型见表2.1-1。
2)施工方面
主要是由于施工措施不到位、未严格按照施工方案、操作规程要求进行施工,造成混凝土的匀质性、密实度等质量的下降,从而加剧了因材料因素变形的程度,最终引起混凝土裂缝的产生。从本工程的特点和现场条件分析,存在的问题主要有以下几项:
(1) 混凝土在搅拌过程中施工配比不准确,未按试验配比严格计量,选用水泥、集料、掺合料、外加剂不合格以及坍落度控制不严,造成混凝土拌合物的质量偏差和性能上的降低,直接造成了混凝土的开裂。
(2) 混凝土泵送线路不合理,造成坍落度损失过大、离析,甚至现场以加水、加外加剂来获得大坍落度,从而加大了混凝土的塑性收缩。影响了混凝土拌合物的质量和性能 。
(3) 浇捣施工过程控制不严,浇筑过程未分层、浇筑速度过快、漏振、欠振、过振,直接影响到混凝土的密实性和匀质性,造成混凝土结构材料变形加大,非常不利于对混凝土裂缝的控制。
(4) 模板刚度不足、拼缝不严,模板支撑间距过大或支撑松动、漏水、漏浆以及过早拆模、超载堆荷等导致,造成混凝土在刚度较小时即早期受力,从而引起开裂。
(5) 施工过程中,钢筋表面污染、混凝土保护层太小或太大,浇筑中碰撞钢筋使其移位等原因而引起裂缝。
(6) 混凝土养护措施不到位、养护时间不够,造成混凝土在硬化过程中干燥过快、内外温差过大,致使混凝土产生收缩裂缝。
(7) 后浇带混凝土配合比未经优化、新旧未起到 “补偿收缩”的作用,施混凝土接缝处处理不当 ,造成两次浇筑的混凝土之间出现施工缝。
(8) 混凝土裂缝控制措施不完善,未进行二次抹压、复振或不及时,致使失去消除混凝土早期塑性裂缝的有利时机。
(9) 施工组织过程不连贯,未形成良好的施工流水,相邻混凝土结构两次浇筑时间间隔过长,因混凝土之间弹性模量差异较大,致使产生较大的约束变形。
(10) 考虑到预应力筋在混凝土楼板中可以起到约束楼板变形和水平温度变形的作用。在主楼结构的屋盖层和结构的首层楼板内双向布置无粘结预应力钢筋,按照裂缝控制的技术要求施加预应力。若预应力施加未达到设计预期要求,失去对结构楼板的约束作用,就有可能产生结构裂缝。
三、超长无缝裂缝防治措施
通过以上情况的分析,可知混凝土裂缝产生的原因与材料的物理化学性质有关、与施工方法和措施有关,只有通过设计、施工、材料等方面综合技术措施,才能有效地将裂缝控制在无有害裂缝范围之内。
1 主要措施
a严格按施工图要求,留设后浇带和膨胀加强带;
b在标高8.00m及标高8.00m以下的混凝土构件(内墙和柱除外)中按配合比掺入高效的膨胀剂,在±0.00以下按配合比掺入聚丙烯抗裂纤维,来保证混凝土的施工质量;
c优先选用低收缩、低水化热的水泥,控制好砂石的含泥量和级配,同时严格控制混凝土外加剂的品种、质量和剂量;
d施工时混凝土应低温入模,入模温度为150C以下;控制混凝土的浇筑时间和浇筑温度,保证混凝土的内外温差不大于250C。在混凝土浇筑施工中,应采取二次振捣措施,并加强混凝土养护,特别是前期养护。
e混凝土水灰比控制在0.50之内, 以避免混凝土硬化过程中水化热产生的裂缝。
2 混凝土施工控制
1) 超长混凝土浇灌前的准备
(1)模板按设计图纸安装,必须固定牢靠,模板表面涂上脱模剂。模板缝严密,不得漏浆。
(2)要将膨胀加强带或后浇膨胀加强带两侧的快易收口网绑扎牢固,并用竖筋加固,以免快易收口网被混凝土压垮。
(3)为避免因混凝土输送泵故障而产生长时间混凝土浇注停工,工地现场备用1台混凝土输送泵。
(4)养护用品(麻袋、塑料薄膜等)准备充足。
2)超长混凝土的浇注要求
(1)在浇注补偿收缩混凝土前,模板及钢筋间的所有杂物须清理干净。
(2)每块混凝土连续浇注时,必须保证“软接茬”,以防止产生冷缝,造成渗漏隐患。
(3)自防水混凝土的振捣必须密实,不能漏振、欠振、过振。振捣时间宜为20~30秒,以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。振捣时快插慢拔,振点布置要均匀。在施工缝、预埋件处加强振捣,以免振捣不实,造成渗水通道。振捣时尽量不触及模板、钢筋、止水带,以防止其位移、变形。
(4)严格控制混凝土的坍落度,入泵前坍落度为160±20mm。
(5)竖向结构严格分层浇筑、分层振捣,一次下料厚度控制在50cm以内。
(6)下料高度:混凝土浇筑时自由下落高度控制在2m以内,振捣时间控制在15-30秒之内,混凝土采用二次振捣措施。
(7)在浇筑和振捣过程中,上浮的泌水和浮浆顺混凝土面流到板底,随混凝土向前推进,在集水坑或后浇带处抽排。
(8)严格掌握混凝土表面收光时机,采取二次抹压技术,最后一道抹压收活控制在终凝之前完成。
3 膨胀加强带及后浇带的控制
1)膨胀加强带的控制
膨胀加强带要求设置在砼收缩应力发生的最大部位,一般在长度方向的中间位置,对于超长普通砼伸缩缝设置距离很多的超长连续无缝施工可设置多条膨胀加强带。
2)施工缝与后浇带的控制
四、质量控制措施
混凝土施工过程中质量控制见表4-1。
五、混凝土裂缝处理措施
1 裂缝处理流程
绘制开裂缝分布图原因分析裂缝处理复查和后期处理。
2 绘制裂缝分布图
查找现场裂缝具体部位,绘制裂缝分布图,报监理公司、业主复查。
3 裂缝原因分析
对每条裂缝产生的原因进行分析,是否存在有害裂缝,或只是微小裂缝不影响工程结构安全使用。对不影响结构安全使用的微小裂缝必须及时处理,其处理方案必须上报监理公司、业主复查审批后方可实施。如存在有害裂缝必须及时上报设计院共同研究处理。
4 裂缝处理方法
对不影响结构安全使用的微小裂缝采用表面涂抹砂浆法(堵漏剂)和化学灌浆法进行处理。
1)准备
清理:根据裂缝平面布置图所示,将渗水裂缝处积水和泥浆等清洗干净,并将裂缝处充分湿润;
查缝、标记:根据裂缝平面布置图所示,将所有裂缝做好标记;
2)处理方法
(1) 表面涂抹砂浆(堵漏剂)法(当裂缝宽度<0.1mm时)
处理时沿裂缝(深进的)凿成深15~20mm、宽150~200mm的凹槽,扫净并洒水湿润,用水泥净浆(厚2mm)和1:2.5水泥砂浆(厚4~5mm)交替抹压4~5层,涂抹3~4小时后,进行覆盖洒水养护。在砂浆中掺入堵漏剂,以起到促凝和提高防水性能的效果。
2) 化学灌浆法(当裂缝宽度≥0.1mm时)
采用环养树脂浆液骑缝直接施灌。
设备:RECORDHP-5000G型电动式注浆机,使用电压为220V,注浆压力可达8000MPA,机械重量为5kg,携带方便;注浆钢针头,注浆橡皮管等。
布孔:施工操作人员从结构面的一侧开始查找裂缝及漏点并作标记。
钻孔施工:布孔完毕后,紧随着的施工人员手持电钻根据标记在裂缝及漏点旁3~4cm处与基面保持45度角钻孔,孔径为10cm注浆嘴的直径,钻孔深度为结构层厚度的一半,根据裂缝的情况,有深有浅渗漏处,直至有明水流出,然后在钻孔的地方安装注浆嘴,安装时要尽量深设,只露出1-1.5cm,在板外拧紧如图所示:
注浆施工:注浆采用高压电动注浆进引,并注意安在注浆管一端的压力表,当注浆各孔段的进浆量小于5L/mim,并达到设计压力的稳定10min,检查孔的吸水量每米小于1.0L/mim时注浆结束,然后进行下一处的施工。
封孔处理:注浆结束后,必须保持一段时间,根据现场情况,剔凿掉注浆嘴,然后用防水材料密封。
5 复检及后期处理
裂缝处理完毕后,对每块板采用粘土围堰蓄水24小时进行检查。若仍有渗水现象,则继续处理,直至不渗水为止。然后,在裂缝中部做石膏塔饼(直径80mm)以作长期观察。
高性能混凝土实施图
六、成品保护
1 已浇筑的混凝土表面要加以保护,必须在混凝土强度达到1.2mpa后方可上人,避免踩出脚印。
2 混凝土浇注振捣完毕时,要保持钢筋的正确位置,保护好洞口、预埋件及水电管线等。
3 混凝土施工中,对玷污的墙面、楼面的水泥浆和洒在地上的混凝土要及时清理干净,不得损坏棱角。
七、实施效果
通过加强混凝土施工过程的质量控制,采用保水保湿的养护方法,很好的控制了混凝土裂缝这一质量通病,经检查,工程裂缝得到有效控制。