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隧道工程混凝土裂縫預防及治理措施
RSS 打印 復制鏈接 發布時間:2020-03-18 09:02:58

摘要:隧道施工中,襯砌混凝土應采取合理的工程技術方案,嚴格控制好裂縫數量及其寬度。一般,建筑企業會借助鋼模板臺車(搭配先進的泵送工藝),以便對二次襯砌進行規范作業。然而,混凝土硬化中形成的裂縫不僅降低了美觀度,同時還給工程質量帶來巨大的隱患。根據筆者多年來的從業經驗,本文探討了混凝土裂縫科學的治理方案。

關鍵詞:隧道工程;襯砌;裂縫
建筑市場日漸在完善,隧道工程在鐵路、水電、公路以及軌道交通等諸多領域中均有較多的運用。襯砌混凝土在完成施工后,極易產生裂縫,出現明顯的質量缺陷,影響結構的穩定性、耐久性。正因為此,我們在混凝土施工期間需提出科學的防治措施,預防各種襯砌混凝土裂縫。本文介紹了襯砌混凝土裂縫的類別及其成因,最后提出具體的防治對策。
1裂縫的類型
1.1干縮裂縫。硬化時,混凝土中的水分也會慢慢地蒸發。凝結膠體在干燥收縮的情況下,明顯變形。在圍巖、模板的限制下,混凝土發生變形并形成一種應力。如果應力值相比于抗拉強度明顯要高,很多情況下會形成一種干縮裂縫。很多情況下,干縮裂縫均為表面性,紋路上沒什么規律。干縮裂縫受到下列因素的影響:水泥品種、骨料大小以及用量,水灰比、外加劑類別與摻量等。1.2溫度裂縫。水泥水化會釋放較多的熱量,同時在混凝土內、表面間出現明顯的溫度梯度,形成一種應力。若溫度應力>約束力,那么混凝土將出現溫度裂縫。在每年冬季,裂縫寬度明顯要寬。而到了夏季,裂縫相對要窄。溫度裂縫的產生,受到襯砌厚度以及水泥量的共同影響。1.3荷載變形裂縫。仰拱或是邊墻基礎還留有大量的虛碴。對混凝土進行澆筑后,基底出現了不均勻沉降;堵頭板尚未合理固定,脫模時間過早,或外力作用對混凝土造成強烈的撞擊等,均可能引起變形裂縫。1.4施工縫(接茬縫)。在停電或是機械故障的情況下,澆筑中斷時間明顯要比初凝時間更長。再次繼澆筑時,原混凝土基礎外表尚未做好鑿毛處理,或是未用水進行沖洗,未鋪設水泥砂漿墊層,便直接在原混凝土表面上進行澆筑,這就導致新舊混凝土接茬處形成明顯的裂縫。
2混凝土裂縫的預防措施
2.1溫度裂縫的預防。溫度裂縫,可以選擇下列措施進行預防:①優先考慮礦渣、粉煤灰水泥等常見的低熱水泥。②水泥用量不能高于450kg/m3,控制好用量。③摻入適當比例的粉煤灰或是高效減水劑,控制水泥用量,優化骨料級配,預防水化熱。④減小水灰比,最好不高于0.6。⑤優化攪拌加工工藝。基于三冷技術,創新運用二次風冷新工藝,對澆筑溫度進行有效控制。⑥為增加混凝土拌合物自身的保水性以及流動性,減少水化熱,需延遲熱峰時間。在混凝土中,需要適時地加入一定的外加劑。這種做法,可以增塑或是減水。⑦溫度收縮縫。2.2干縮裂縫的預防。干縮裂縫,多數情況下是由水灰比、集料、水泥用量與性能這些因素來決定。預防措施:①水灰比越高,干縮相對也就越明顯。水灰比,同樣也可能會引起干縮。我們對混凝土進行配合比設計時,應控制好水灰比。必要時,投放適當的減水劑。②采用收縮量不大的水泥,建議中低熱或是粉煤灰水泥,同時減小用量。③混凝土用水量,切勿高于配合比設計所需的用水量,同時控制攪拌與施工配合比。④應注重對混凝土做好早期養護,同時延長養護時間。若施工時間是在冬季,混凝土最好要延長進行保溫,并抹上合適的養護劑,使其得到周全的養護。⑤在混凝土結構內,還要留出一定的收縮縫。2.3荷載變形裂縫的預防荷載變形裂縫,需考慮下列幾種預防措施:①在上部結構施工之前,需要對松軟地基做好加固工作。②模板強度、剛度適中,穩定支撐,地基受力相對比較均勻。③混凝土澆筑時,地基切勿被水直接地浸泡。
3其他預防措施
3.1原材料控制。①水泥。各種品牌、規格和批次的水泥,切勿隨意混用。水泥用量必須得當,建議選用普通硅酸鹽水泥。②碎石。結合泵送管路內徑的真實情形,選擇粒徑相對偏大的碎石。另外,含泥量不能超出1%。針、片狀物,其含量應低于15%,且粒徑為5~31.5mm,最大也應小于40mm。③砂。那些級配比較合理的中砂,可作為施工的理想選擇,其含泥量要控制在3%以內。④水。建議選擇飲用水。⑤摻合料。摻入適當的粉煤灰以及膨脹劑,控制好水泥用量。3.2混凝土施工工藝控制。對鉆爆參數進行調整,運用鉆眼開挖技術,達到預期的爆破效果。同時,超欠挖也應控制得當。隧道開挖斷面,需定期進行查驗,為襯砌施工創造有力的條件。混凝土拌合。①計量裝置,要做好常規性檢查,按施工配料單作出科學地計量。在此基礎上,對砂石料含水率進行合理檢測,調節拌合所需的用水量。②混凝土施工時,需控制好入模溫度。灌注混凝土。a.對混凝土進行運輸或是泵送時,要及時加水。b.灌注速度切勿過快,雙側邊墻必須對稱分層。一般來說,墻、拱交匯處需要暫停1-1.5h。等到邊墻混凝土完全地下沉,才能對拱部混凝土進行灌注。③為預防內部微裂縫、減少氣孔,使混凝土保持足夠的密實度,達到合格的抗裂性,我們在灌注時還應做好振搗工作。
4混凝土裂縫的治理
4.1對細微裂縫的治理。隧道襯砌混凝土外表,可見明顯的細微裂縫,但這些裂縫沒有太大的擴展性。該類裂縫相對來說比較穩定,通常能夠自愈,對結構后期的使用并無嚴重的影響。故建議:先對裂縫表面進行清洗,抹上一層環氧樹脂漿液,最好2~3遍,使用刮抹料或是調色料來對混凝土表面進行處理,讓他的顏色能夠和周圍襯砌混凝土之間保持相同。4.2處理貫通性裂縫。該種裂縫有明顯的危害,需妥善地治理。順著裂縫方向進行開鑿,寬度5cm,深度3cm,形狀為V形。槽內建議鉆孔,0.5m/孔,深度=襯砌厚度的50%(或2/3)。一般,深度不低于15cm,很少直接透過整個襯砌,防止跑漿。使用水沖來對雜物粉塵進行清洗,在孔內直接插入10mm長度的壓漿管,同時借助環氧樹脂水泥漿來對灰砂進行錨固,做好壓實抹光工作。樹脂砂漿配比:環氧:水泥:細砂:乙二胺:二丁酯=1:1.6:3.2:0.1:0.12。乙二胺是比較好用的固化劑,稀釋劑可以改用二丁酯,以0.15~0.2MPa壓力成功地對雙液漿或是環氧樹脂漿液進行壓入。最后,根據壓力水來對壓漿效果進行檢查,裂縫外表要做好刮抹以及調色處理。4.3治理密集裂縫。襯砌背后由于空洞或是襯砌厚度過小,可能形成密集裂縫。此時,應當對防水、地層做好加固處理。順著裂縫雙側,進行交叉布點,間隔距離為1.2~1.5m,方槽尺寸10cm×10cm、深約5cm。接著開始鉆孔,工具為風動鑿巖機。孔深3m,并利用WDT25注漿錨桿進行操作。水灰比調至1:1,灰砂比1:(3~5),注漿順序為先上后下。
5結語
隧道裂縫受到多個因素的限制,對隧道結構的破壞程度也有很大區別。正因為此,要酌情采取合理的解決措施。裂縫除了會影響隧道的日常使用,降低滲透阻力外,同時也會腐蝕結構中的鋼筋,使混凝土嚴重地碳化,影響材料自身的耐久性,降低承載能力。在隧道工程中,裂縫是襯砌結構比較普遍的情形。施工中,需選擇合適的處理方案,延緩裂縫的形成,確保隧道結構的安全性與平穩性。
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