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现浇胸墙混凝土裂缝防治论文
现浇胸墙混凝土裂缝防治论文 1.工程概况本工程共有104段胸墙,设计长度12.015m/段,宽度分5.6m和 5.0m两种,高度3.2m,设计等级C30F250;含两种断面型式 2.无害裂缝与有害裂缝的区分 水泥砼裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶 段,其原因复杂多变,从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。
微观裂缝是指肉眼看不到的、水泥砼内部固有的一种裂缝,它是不连贯的。
宽度一般在0.05mm以下,但是要比肉眼可见的即宏观裂缝多得多。这种水泥砼 本身固有的微观裂缝,在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害。用实体 显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外 一种最直接的方法就是用渗水观察,一定压力的水可以从水泥砼内部的裂缝中渗 透出来。
宏观裂缝宽度在0.05mm以上,并且认为宽度(最终宽度,即裂缝不再扩 展的宽度)小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的;
继续发展可能会影响到结构性能、 使用功能和耐久性的裂缝称为有害裂缝。本文中的裂缝指有害裂缝。
3.有害裂缝的区分有害裂缝按照成因可分为以下几种:
3.1收缩裂缝。在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起水泥砼收 缩而产生的裂缝。多为规则的条状,很少交叉。常发生在结构变截面处,往往与 受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积水泥砼中,梁、板、柱等小块体构件, 特别是预应力构件极少产生收缩裂缝。水泥砼收缩裂缝危害较大,尤其是暴露在 大气中的构筑物,影响更大。如不加以防止,可能会造成严重后果。
3.2超载裂缝。水泥砼构件超荷载使用时,造成变形、失稳或因疲劳等原 因产生裂缝。一般均发生在构件受弯矩最大的部位,成条状,但分布不象收缩裂 缝那样均匀,扩展方向也相反,一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载 裂缝的原因,往往是施工阶段在构件上不适当地施加施工荷载或者是上部建筑过 早施工。另外,温度应力影响也是原因之一。
3.3沉降裂缝。因地基差异沉降或构件接合不良、剪应力超过设计强度而 产生的一种水泥砼裂缝,多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直,或成30°~40°角方向发展,宽度因荷载大小而异,与 沉降值成比例。沉降裂缝危害极大,并且极难处理。因此必须在设计上采取有效 措施,施工、使用中也要加强观测、监视。
3.4龟裂裂缝施工阶段因配料、搅拌、浇筑、养护等各环节的操作不当均 能产生,其中以养护环节为关键。裂缝成龟壳状或散射状,无规律,长度、宽度 也不一致。
3.5疏松裂缝。水泥砼浇筑时因下料不均,致使水泥砼材料离析,或因漏 振、过振而产生的疏松状态裂缝。如果它延续到水泥砼表面,则容易发现,如果 只产生在水泥砼内部,则不能直接表现出来。这种疏松带长度不等,视下料或振 捣情况而异。
4.砼有害裂缝的成因 4.1与设计方面有关的裂缝。(1)超过设计荷载范围和未考虑到的。(2)设计 的构件截面不足、钢筋用量不足、配置位置不当。(3)建筑结构沉降差异、地震、 风力考虑不周。(4)温度应力和砼收缩应力,估计不足。
4.2与环境条件有关的裂缝。(1)环境温度和湿度的变化。(2)各结构、构件 区域温度差异过大、冻融、冻胀不一致。(3)内部钢筋锈蚀、火灾时表面遭受高 温。(4)酸碱、盐类化学侵蚀,冲击、振动等影响。
4.3与各种材料性质和配合比有关的裂缝。(1)水泥的非正常凝结(受潮水 泥和水泥温度过高)。(2)水泥的非正常膨胀、氧化镁、氧化钙过高,含碱量过 高。(3)水泥的水化热不正常。(4)骨料含泥量过大,级配不良。(5)使用碱活性骨 料和风化岩石及砼自身收缩。(6)混凝土配比不当(水泥用量过大、水灰比过大、 用水量大、水胶比大、砂率过大)。(7)选用水泥品种不当,外加剂不当和匹配 不当,外加剂掺量过大。
4.4与施工有关的裂缝。(1)拌和不均匀,搅拌时间不足或过长,拌和后浇 筑时间过长,泵送时增加了用水量和水泥用量。(2)浇筑顺序有误、浇筑不均匀、 振动赶浆、钢筋过密。(3)捣实不良、坍落度过大、粗骨料下沉、泌水、砼表面 强度过低就进行下一道工序施工、连续浇筑时间过长、接茬处理不当。(4)钢筋 搭接锚固不良、钢筋预埋件扰动和钢筋保护层不够。(5)模板变形、漏浆、渗水、 刚度不够、下沉、过早拆除和拆除不当。(6)砼硬化前、遭受扰动或承受荷载。(7)养护条件不到位和养护不及时或时间过短。(8)养护之前遭受急剧干燥(日晒、 大风、冻害)。(9)砼表面抹压不及时和抹压时间不当。(10)大体积砼内部温度与 表面温度、环境温度差异过大。
5.本工程对有害裂缝的控制方法按照本工程的特点,我们通过重点控制以 下几项措施,最大限度的减少胸墙砼有害裂缝。
5.1设计。(1)配筋设计时,改变传统的深梁式理论,采用全新的实体元理 论;
从而改变了以往工程中只在轨道梁下方配筋的方式,在胸墙整个断面大范围 配筋,从而整个增强了胸墙的整体性。(2)每个沉箱上方设置两段胸墙,设计长 度由24.03m/段改为12.015m/段,从而减少了每段胸墙的体积。
6.2环境。(1)砼浇注前,听取天气预报,雨雪天、大风天不施工。(2)砼浇 注前,使用淡水冲刷底面。(3)砼浇注前,使用钢丝刷对下层钢筋除锈,防止内 部钢筋锈蚀。
6.3原材料和配合比。(1)砂石料进场前必须经过砼供应商和施工方两级检 验,各项指标合格后方可进场使用。(2)比较选择水化热较低且性能较稳定的普 通硅酸盐水泥水泥。本工程通过比对实验,确定采用三菱水泥。(3)适当延长混 凝土的凝结时间,使内部的热量在混凝土凝结之前较多的散出;
降低了混凝土凝 结后内部水化热峰值,减小混凝土的内外温差。(4)配合比依据《水运工程混凝 土施工规范》(JTJ268-96)和《水运工程混凝土质量控制标准》(JTJ269-96) 进行设计,配合比设计采用三级配,设计坍落度80~100mm。
5.4施工 5.4.1砼浇注。浇筑时控制落灰高度不大于2米、均匀下灰人工平仓,避免 粗骨料堆积。采用插入式振捣棒分层振捣,操作时快插慢拔,振点呈梅花形均匀 排列,每一振点振至表面不再翻浆为止,振捣顺序为从模板处开始,先外后内, 移动间距不大于25cm,分层振捣时应插到下层砼中不低于5cm,不得漏振、过振。
并且在砼浇筑过程中,安排专人经常检查模板支立的稳固性。严格控制坍落度, 每次浇注时现场实测坍落度,控制在80mm~100mm,若发现坍落度过大现象, 则在规范允许范围内适量减水。顶层胸墙浇注前,先用淡水润湿底层砼表面,以 利于上下层砼更好的结合。砼浇注完成后,将上部因振倒产生的浮浆刮除、清理 干净。5.4.2分层浇注。为保证前沿线顺直,标高满足设计要求,胸墙分两层浇注。
顶层胸墙浇注前,底层胸墙顶面必须进行凿毛处理,凿毛时间选择在砼强度达到 设计强度30%以后进行,全部采用人工进行,以露出1/3石子为宜。图2加强沉降 位移观测,在底层胸墙相对稳定时及时浇注顶层胸墙,以减少两层胸墙浇注的间 隔时间。
5.4.3面层砼掺加聚丙烯网状纤维。胸墙顶面300mm厚范围内设置分散状聚 丙烯纤维,纤维直径为18μ,纤维长度为12mm,纤维数量为3亿根/Kg,抗拉强度 为300MPa,用量为0.6Kg/m3。聚丙烯网状纤维是以聚丙烯为原材料,通过特殊工 艺制造而成的。其外观为多根纤维单丝相互交连而成网状结构。当聚丙烯网状纤 维投入到混凝土后,在混凝土搅拌过程中,纤维单丝间的横向连结经混凝土自身 的揉搓和摩擦作用而破坏,形成纤维单丝或网状结构充分张开,从而使砼更好的 连结。图3同钢纤维相比,聚丙烯网状纤维在充分分散后获得的聚丙烯纤维单丝 具有细度大、数量多的显著优势,加之聚丙烯纤维自身所具备的不吸水、抗酸碱 能力强和弹性模量与混凝土相当等特性,能明显抑制或减少因混凝土塑性收缩、 干缩、温度变化等因素引起的裂缝。
5.4.4预埋铁件周围绑扎细钢筋。按照以往经验,预埋铁件四角易出现45° 应力裂缝。本工程中,所有预埋铁件四周均绑扎埋设8钢筋扎成的钢筋网片,网 片分上下两层埋置。
5.4.5养护。胸墙砼浇注完毕后,清理掉顶面的浮浆,终凝后及时进行养护;
顶面及前后墙均覆盖土工布并保持湿润。按照规范要求,养护时间不少于14天, 并有完整的养护记录。
6.防治效果通过对裂缝产生原因进行深入的分析,有针对性的采取了治理 措施,目前为止,本工程胸墙顶面及墙面未发现有害裂缝。
7.体会 7.1正确区分无害裂缝和有害裂缝,对指导工程施工具有重要意义。
7.2严格按照规范要求控制各工序,对于防治质量通病有重要作用。
8.3科学技术的不断发展(如本工程掺加的聚丙烯纤维),能够对质量通 病的防治带来积极影响。【摘要】本文结合烟台港三突堤集装箱码头工程现浇砼胸墙施工,分析论 述了无害裂缝与有害裂缝的区分,以及缺陷的成因、影响,提出了控制要点和防 治措施,在施工中应用后取得了预想的效果。
【关键词】现浇胸墙;
混凝土;
裂缝;
防治措施