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围堤护砌混凝土裂缝的成因及质量控制措施

2013-10-21 01:13

　　摘要裂缝是混凝土结构物中普遍存在的问题,也是全世界公认的难题,对围堤护砌混凝土裂缝成因进行相应的分析,提出相应的质量控制措施,以减少裂缝的产生。
　　关键词围堤护砌;混凝土裂缝;成因;质量控制措施
　　
　　沧州渤海新区供水工程为引黄济冀工程,位于沧州市东部,工程由引水工程、调蓄工程、供水工程三大部分组成。其中调蓄工程即杨埕水库,是沧州市东部地区供水工程的核心工程。水库围堤长12.097 km,堤高8 m,面积10.9 km²,蓄水深度6.5 m,总库容6 568万m3。沧州市东部地区供水工程围堤护砌项目是杨埕水库新建工程的一部分,水库围堤护砌采用现浇混凝土护坡结构,工程采用机械化施工。本文结合沧州市东部地区供水工程围堤护砌项目的施工情况,对机械化混凝土施工过程中裂缝产生的原因作了简单的分析,并提出了预防裂缝的具体措施。
　　1围堤护砌砼裂缝产生的主要原因
　　裂缝是混凝土结构物中普遍存在的问题,混凝土裂缝产生的原因很多,往往是多种不利因素综合作用的结果,其中施工不规范为主要因素。围堤护砌采用机械化施工,其重点是要保证混凝土衬砌工程的质量,因此控制裂缝的出现显得尤为重要。
　　产生混凝土裂缝的主要原因有三方面:一是混凝土的组成成分和原材料的检测、试验;二是选用衬砌形式,合理地分缝分块,避免衬砌面基础过大;三是施工的季节、气候及所处地理位置的土质状况。因此,在施工过程中要特别从原材料、混凝土配合比、施工工艺、建基面处理及混凝土养护等方面加强控制,尽量减少裂缝的出现,以确保工程的应用效果和耐久性[1-4]。其根据不同的成因可以分为以下几种类型。
　　1.1温度裂缝
　　由于混凝土结构在硬化期间表面和内部温差较大,此时其表面将受到很大的拉应力而出现裂缝。表现为:走向无一定,一般薄板类和长度较大的构件进深和贯穿的温度裂缝与短边平行或接近平行,沿长度方向分段出现,宽度不一,出现在施工期间,但进深裂缝或贯穿裂缝一般出现在浇筑后2~3个月。温度影响系数受多种因素影响,其中温度、湿度、散热界面、初凝时间、风速、温差等影响较大,特别是风速和温差较大时,温度影响系数较大。

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　　1.2干缩裂缝
　　多出现在混凝土终凝后的养护阶段,主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而造成的,较大的表面干缩变形受到混凝土内部的约束,产生较大的拉应力而导致裂缝。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性、耐久性,引起钢筋的锈蚀,在水压力作用下会产生水力劈裂,影响混凝土的承载力等。混凝土干缩主要与水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量及现场养护等有关。
　　1.3外力荷载作用产生的裂缝
　　常见的是局部位置堆放材料超过承重能力,造成受力结构进深、贯穿裂缝;还有就是在混凝土强度未达到规范要求的情况下,拆除支撑和模板,致使混凝土结构遭到破坏,导致裂缝。
　　1.4化学反应引起的裂缝
　　混凝土拌合后骨料、水泥的碱活性反应使其体积增大,造成结构疏松、膨胀开裂,此裂缝一旦出现就很难补救。另外,由于浇筑、振捣不良或者钢筋保护层较薄,致使钢筋产生锈蚀,体积膨胀,也会导致混凝土胀裂,此种裂缝多在纵向沿钢筋的位置出现。
　　1.5伸缩缝质量不好引发裂缝
　　围堤伸缩缝填料嵌填粗糙,造成围堤渗漏量大,降低了土基强度而诱发裂缝。主要原因为:对缝内的杂质、污染物等清理不彻底;填料嵌填因缝小而有一定难度,造成填料不能与衬砌面很好地结合;填充饱满度不够。
　　1.6基面平整度引发裂缝
　　围堤基面的表面平整度将影响混凝土的约束力,过大的凹凸会造成局部应力集中,产生裂缝,基层厚度不一致,过薄处或厚薄交界处将成为薄弱断面,在混凝土收缩时将难以承受拉应力而开裂。
　　1.7沉陷裂缝
　　由于地基土质不均、回填不实或浸水造成的不均匀沉降所致,此类裂缝多为进深或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30~45°角方向,较大的沉陷裂缝往往有一定的错位;削坡时对坡基原状土的扰动致使坡基土密实度达不到要求,且回填难度大,均匀性差,难以承受混凝土的压力,造成混凝土板沉陷扭曲、移位甚至坍塌。