【導讀】結構裂縫控制是一個系統工程,必須從設計、材料、施工幾個方面綜合來解決。根據設計說明以及結合工程實際。主要在混凝土配合比設計、材料選擇、施工措施上來進行裂縫控制。
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一、工程概況
XX交通樞紐**樓工程地下平面尺寸為113m×252 m,設計無變形縫;地上平面縱軸長672m,橫軸長221m,設計設置5條變形縫,屬超長無縫混凝土結構。配合比設計與優化、微膨脹劑選型及摻量、混凝土保濕養護措施、預應力施加時間的合理與否直接影響超長無縫混凝土結構質量。
二、混凝土裂縫產生原因的分析
根據有關研究資料表明,混凝土裂縫產生除設計原因外主要來源於兩個方面,一方面是材料原因,另一方面是施工原因。
1)材料方面
由於混凝土拌合物本身的缺陷產生的收縮造成的開裂,主要有乾燥收縮、溫度收縮、塑性收縮、自生收縮、減水劑的影響、混凝土後期膨脹出現裂縫、徐變變形等所引起。各種收縮類型見表2.1-1。
2)施工方面
主要是由於施工措施不到位、未嚴格按照施工方案、操作規程要求進行施工,造成混凝土的勻質性、密實度等質量的下降,從而加劇了因材料因素變形的程度,最終引起混凝土裂縫的產生。從本工程的特點和現場條件分析,存在的問題主要有以下幾項:
(1) 混凝土在攪拌過程中施工配比不準確,未按試驗配比嚴格計量,選用水泥、集料、摻合料、外加劑不合格以及坍落度控制不嚴,造成混凝土拌合物的質量偏差和性能上的降低,直接造成了混凝土的開裂。
(2) 混凝土泵送線路不合理,造成坍落度損失過大、離析,甚至現場以加水、加外加劑來獲得大坍落度,從而加大了混凝土的塑性收縮。影響了混凝土拌合物的質量和性能 。
(3) 澆搗施工過程控制不嚴,澆築過程未分層、澆築速度過快、漏振、欠振、過振,直接影響到混凝土的密實性和勻質性,造成混凝土結構材料變形加大,非常不利於對混凝土裂縫的控制。
(4) 模板剛度不足、拼縫不嚴,模板支撐間距過大或支撐鬆動、漏水、漏漿以及過早拆模、超載堆荷等導致,造成混凝土在剛度較小時即早期受力,從而引起開裂。
(5) 施工過程中,鋼筋表面污染、混凝土保護層太小或太大,澆築中碰撞鋼筋使其移位等原因而引起裂縫。
(6) 混凝土養護措施不到位、養護時間不夠,造成混凝土在硬化過程中乾燥過快、內外溫差過大,致使混凝土產生收縮裂縫。
(7) 後澆帶混凝土配合比未經優化、新舊未起到 「補償收縮」的作用,施混凝土接縫處處理不當 ,造成兩次澆築的混凝土之間出現施工縫。
(8) 混凝土裂縫控制措施不完善,未進行二次抹壓、復振或不及時,致使失去消除混凝土早期塑性裂縫的有利時機。
(9) 施工組織過程不連貫,未形成良好的施工流水,相鄰混凝土結構兩次澆築時間間隔過長,因混凝土之間彈性模量差異較大,致使產生較大的約束變形。
(10) 考慮到預應力筋在混凝土樓板中可以起到約束樓板變形和水平溫度變形的作用。在主樓結構的屋蓋層和結構的首層樓板內雙向布置無粘結預應力鋼筋,按照裂縫控制的技術要求施加預應力。若預應力施加未達到設計預期要求,失去對結構樓板的約束作用,就有可能產生結構裂縫。
三、超長無縫裂縫防治措施
通過以上情況的分析,可知混凝土裂縫產生的原因與材料的物理化學性質有關、與施工方法和措施有關,只有通過設計、施工、材料等方面綜合技術措施,才能有效地將裂縫控制在無有害裂縫範圍之內。
1 主要措施
a嚴格按施工圖要求,留設後澆帶和膨脹加強帶;
b在標高8.00m及標高8.00m以下的混凝土構件(內牆和柱除外)中按配合比摻入高效的膨脹劑,在±0.00以下按配合比摻入聚丙烯抗裂纖維,來保證混凝土的施工質量;
c優先選用低收縮、低水化熱的水泥,控制好砂石的含泥量和級配,同時嚴格控制混凝土外加劑的品種、質量和劑量;
d施工時混凝土應低溫入模,入模溫度為150C以下;控制混凝土的澆築時間和澆築溫度,保證混凝土的內外溫差不大於250C。在混凝土澆築施工中,應採取二次振搗措施,並加強混凝土養護,特別是前期養護。
e混凝土水灰比控制在0.50之內, 以避免混凝土硬化過程中水化熱產生的裂縫。
2 混凝土施工控制
1) 超長混凝土澆灌前的準備
(1)模板按設計圖紙安裝,必須固定牢靠,模板表面塗上脫模劑。模板縫嚴密,不得漏漿。
(2)要將膨脹加強帶或後澆膨脹加強帶兩側的快易收口網綁紮牢固,並用豎筋加固,以免快易收口網被混凝土壓垮。
(3)為避免因混凝土輸送泵故障而產生長時間混凝土澆注停工,工地現場備用1台混凝土輸送泵。
(4)養護用品(麻袋、塑料薄膜等)準備充足。
2)超長混凝土的澆注要求
(1)在澆注補償收縮混凝土前,模板及鋼筋間的所有雜物須清理乾淨。
(2)每塊混凝土連續澆注時,必須保證「軟接茬」,以防止產生冷縫,造成滲漏隱患。
(3)自防水混凝土的振搗必須密實,不能漏振、欠振、過振。振搗時間宜為20~30秒,以混凝土開始泛漿和不冒氣泡為準。振搗時快插慢拔,振點布置要均勻。在施工縫、預埋件處加強振搗,以免振搗不實,造成滲水通道。振搗時儘量不觸及模板、鋼筋、止水帶,以防止其位移、變形。
(4)嚴格控制混凝土的坍落度,入泵前坍落度為160±20mm。
(5)豎向結構嚴格分層澆築、分層振搗,一次下料厚度控制在50cm以內。
(6)下料高度:混凝土澆築時自由下落高度控制在2m以內,振搗時間控制在15-30秒之內,混凝土採用二次振搗措施。
(7)在澆築和振搗過程中,上浮的泌水和浮漿順混凝土面流到板底,隨混凝土向前推進,在集水坑或後澆帶處抽排。
(8)嚴格掌握混凝土表面收光時機,採取二次抹壓技術,最後一道抹壓收活控制在終凝之前完成。
3 膨脹加強帶及後澆帶的控制
1)膨脹加強帶的控制
膨脹加強帶要求設置在砼收縮應力發生的最大部位,一般在長度方向的中間位置,對於超長普通砼伸縮縫設置距離很多的超長連續無縫施工可設置多條膨脹加強帶。
2)施工縫與後澆帶的控制
四、質量控制措施
混凝土施工過程中質量控制見表4-1。
五、混凝土裂縫處理措施
1 裂縫處理流程
繪製開裂縫分布圖原因分析裂縫處理複查和後期處理。
2 繪製裂縫分布圖
查找現場裂縫具體部位,繪製裂縫分布圖,報監理公司、業主複查。
3 裂縫原因分析
對每條裂縫產生的原因進行分析,是否存在有害裂縫,或只是微小裂縫不影響工程結構安全使用。對不影響結構安全使用的微小裂縫必須及時處理,其處理方案必須上報監理公司、業主複查審批後方可實施。如存在有害裂縫必須及時上報設計院共同研究處理。
4 裂縫處理方法
對不影響結構安全使用的微小裂縫採用表面塗抹砂漿法(堵漏劑)和化學灌漿法進行處理。
1)準備
清理:根據裂縫平面布置圖所示,將滲水裂縫處積水和泥漿等清洗乾淨,並將裂縫處充分濕潤;
查縫、標記:根據裂縫平面布置圖所示,將所有裂縫做好標記;
2)處理方法
(1) 表面塗抹砂漿(堵漏劑)法(當裂縫寬度<0.1mm時)
處理時沿裂縫(深進的)鑿成深15~20mm、寬150~200mm的凹槽,掃凈並洒水濕潤,用水泥凈漿(厚2mm)和1:2.5水泥砂漿(厚4~5mm)交替抹壓4~5層,塗抹3~4小時後,進行覆蓋洒水養護。在砂漿中摻入堵漏劑,以起到促凝和提高防水性能的效果。
2) 化學灌漿法(當裂縫寬度≥0.1mm時)
採用環養樹脂漿液騎縫直接施灌。
設備:RECORDHP-5000G型電動式注漿機,使用電壓為220V,注漿壓力可達8000MPA,機械重量為5kg,攜帶方便;注漿鋼針頭,注漿橡皮管等。
布孔:施工操作人員從結構面的一側開始查找裂縫及漏點並作標記。
鑽孔施工:布孔完畢後,緊隨著的施工人員手持電鑽根據標記在裂縫及漏點旁3~4cm處與基面保持45度角鑽孔,孔徑為10cm注漿嘴的直徑,鑽孔深度為結構層厚度的一半,根據裂縫的情況,有深有淺滲漏處,直至有明水流出,然後在鑽孔的地方安裝注漿嘴,安裝時要儘量深設,只露出1-1.5cm,在板外擰緊如圖所示:
注漿施工:注漿採用高壓電動注漿進引,並注意安在注漿管一端的壓力表,當注漿各孔段的進漿量小於5L/mim,並達到設計壓力的穩定10min,檢查孔的吸水量每米小於1.0L/mim時注漿結束,然後進行下一處的施工。
封孔處理:注漿結束後,必須保持一段時間,根據現場情況,剔鑿掉注漿嘴,然後用防水材料密封。
5 復檢及後期處理
裂縫處理完畢後,對每塊板採用粘土圍堰蓄水24小時進行檢查。若仍有滲水現象,則繼續處理,直至不滲水為止。然後,在裂縫中部做石膏塔餅(直徑80mm)以作長期觀察。
高性能混凝土實施圖
六、成品保護
1 已澆築的混凝土表面要加以保護,必須在混凝土強度達到1.2mpa後方可上人,避免踩出腳印。
2 混凝土澆注振搗完畢時,要保持鋼筋的正確位置,保護好洞口、預埋件及水電管線等。
3 混凝土施工中,對玷污的牆面、樓面的水泥漿和灑在地上的混凝土要及時清理乾淨,不得損壞稜角。
七、實施效果
通過加強混凝土施工過程的質量控制,採用保水保濕的養護方法,很好的控制了混凝土裂縫這一質量通病,經檢查,工程裂縫得到有效控制。