渠道裂缝（精选6篇）
渠道裂缝 篇1
摘要：水利工程是农业发展的基础, 其中渠道又是水利工程中重要组成部分。渠道和渠系建筑物运行的好坏, 直接关系着渠道的正常输水和灌溉效益的充分发挥。因此, 探讨渠道滑坡、裂缝的因素及其处理措施, 对搞好农业生产工作具有重要意义。
关键词：滑坡,裂缝,因素,处理方法
1 渠堤滑坡
凡是土质或土石混杂的路堤、挖方边坡等, 如土体失去稳定性, 即出现滑坡现象。
1.1 影响渠堤稳定性的因素
(1) 渠道的物质组成。有些渠建在抗剪强度比较低的页岩、泥岩、粘土、砾石、黄土等基础上, 如果边坡过陡, 过水后常易产生滑坡, 特别是初放水时或雨季更容易产生滑坡。有些渠道在开挖后即出现裂缝, 至降雨后雨水沿缝下渗, 更加剧了渠道的滑塌; (2) 渠道基础的内部结构。渠道基础的内部结构包括不同土石层的结合, 岩石中的断层和断层裂隙的倾向等。特别是岩石断层的倾向对滑坡关系很大, 当岩层倾向渠内, 渠道开挖后, 岩层下部失去支撑, 上部岩体常会滑塌, 在地下水的影响下, 更加大滑动。另外, 傍山渠道常是半挖半填的, 渠道断面有一部分在新填土上, 如新老土石结合不好, 将会造成漏水、滑坡等现象; (3) 渠道边坡太陡。由于边坡太陡, 形成渠堤抗剪强度不足, 因而基土与渠坡体同时滑动。滑动力主要与渠坡缓陡有关, 边坡越陡, 滑动力越大。抗滑力与渠道压实程度及渗透水压力的大小有关。夯实程度有关, 渗透水压力越大, 抗滑力就越小。反之, 抗滑力就大; (4) 水的作用。渠道渗水、地面水、降水等浸湿渠道土石体.会降低其抗滑力。如果地下水在隔层上汇集, 还会对上面覆盖的土石层产生浮托力, 降低抗滑力, 地下水升高, 还会产生较大的静水或动水压力、这些都可能促成滑坡。
1.2 滑坡的预防与治理
1.2.1 合理选择渠线。
选渠线时要注意以下几点: (1) 傍山 (源) 渠道尽量少走容易产生滑坡的山腰, 而以渡槽或倒虹吸管直接跨越冲沟为宜。这样可能造价较高, 但与长期管理养护经费对比, 可能还是经济的; (2) 采用隧洞代替渠道穿越滑坡地段时, 要注意延长隧洞进出口的长度; (3) 当渠道通过不良土层或石层时, 应根据情况放缓边坡, 加修戗台, 有条件时可用挡土墙式块石衬砌, 上盖钢筋混凝土盖板可以彻底防塌。
1.2.2 按设计要求保证施工质量。
(1) 采用正确施工程序, 应采用先上后下的阶梯形断面开挖, 切忌先开槽后削坡自下而上的施工方法。对一般渠道, 应按设计标准满足土壤稳定的要求; (2) 填方或半挖半填渠道新老土结合处, 应做好清基处理, 将清基面做成阶梯形除草根、树根、碎石等杂物, 防止产生滑动; (3) 施工时不宜采用大爆破, 以免震坏岩层和加剧节理裂隙, 促进滑坡的形成; (4) 在可能出现滑坡的地段, 要及时排水。
1.2.3 做好渠道的管理运用。
(1) 加强滑坡段的检查观察, 有滑坡迹象时, 应采取削坡减压、砌石护坡、开沟排水、渠岸绿化等措施; (2) 管好排水系统, 使沿渠山坡降水从截水沟或排洪槽等设施流向预定的地方, 保证排泄畅通; (3) 检查渠道衬砌防渗工程, 如有损坏及时修复; (4) 禁止在滑坡体坡脚取土、开石, 保持局部土体的稳定; (5) 渠道放水、停水不能骤涨骤落, 特别是大型土渠塑膜防渗渠道, 更要防止骤然停水, 造成滑坡。
2 渠道裂缝
2.1 裂缝种类和成因
2.1.1 裂缝的分类与特征。
(1) 按裂缝发生的部位分类, 有表面裂缝与内部裂缝; (2) 按裂缝的走向分类, 有横向裂缝、纵向裂缝、龟纹裂缝三种。横向裂缝一般在填方或半挖半填的渠段。纵向裂缝一般在渠底或渠坡, 也有发生在渠堤顶的。龟纹裂缝一般发生在土料防渗渠表面; (3) 按裂缝成因分类, 有沉陷裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冻胀裂缝等。沉陷裂缝多发生在渠床新旧土结合段、渠道与渠系建筑物上下游连接段、渠道大填方段、渠下埋涵管的部位等;滑坡裂缝多发生在土石交界的渠道、半挖半填或盘山开挖渠道等。干缩裂缝多发生在土料防渗、塑料膜防渗土料作保护层的渠道。冻胀裂缝多发生在冰冻影响深度范围以内, 也有因冬季放水结冰而引起的, 缝深与宽度随气温而异。
2.1.2 影响渠道裂缝的因素。
(1) 规划设计方面。a.沿渠线方向渠基地质条件不同, 修渠后压缩变形不同, 则相邻两断面易产生不均匀沉陷而引起横向裂缝;b.渠道经过河沟大填方工程, 渠基虽同, 但地形变化较大, 有峭壁、倒坡、凸凹的地形等, 渠堤填土高差悬殊, 形成压缩变形不同, 易造成裂缝;c.渠道填方下部有刚性建筑物, 如涵洞、管道等连接, 这些刚性建筑物远比相邻渠道上土壤沉陷小, 从而引起裂缝;d.渠道经过透水层地段, 虽采取截水槽防渗处理, 但截水槽的压缩性比两侧自然土基压缩性小, 截水槽上部渠堤沉陷量比两侧沉陷量小, 因而引起裂缝;e.渠堤内外边坡设计太陡, 抗滑安全系数不够, 产生裂缝。 (2) 施工方面。a.渠线长, 一般是分段、分期施工, 特别是填方或半挖半填的渠段, 各段压实情况不同, 结合不好, 产生不均匀沉陷;b.渠堤、渠底夯打不实, 或夯实密度不同, 特别是渠道下埋管周围填土压实不够, 形成裂缝;c.土渠与渠系建筑物连接部分, 由于夯实不够, 发生不均勾沉陷, 常形成横向裂缝。 (3) 管理方面。a.渠道水位骤降, 渠坡产生较大的孔隙水压力, 当达到极限平衡状态时, 产生纵向裂缝;b.渠顶堆放弃土或弃石等重物。超过荷重, 造成裂缝;c.衬砌防渗渠道, 由于伸缩缝太少或填塞不好, 造成纵向、横向裂缝;d.渠道长期不过水, 可能产生裂缝。因此, 应定期放水湿润渠道。
2.2 土渠裂缝的处理
渠道裂缝主要有纵缝和横缝。横缝是与渠道轴线垂直的裂缝, 一般危害性较大, 必须认真处理。平行渠线的纵缝, 如果不是滑坡引起的, 问题较小, 但也要认真处理, 以免造成不良后果, 有此裂缝, 可观测一段时间.待裂缝稳定后进行处理, 横缝和纵缝一般处理办法如下:
2.2.1 开挖回填法。
开挖回填是处理裂缝比较彻底的办法, 适用于不太深的表层裂缝及防渗部位的裂缝。 (1) 处理办法:a.梯形楔入法, 适用于裂缝不太深的纵缝, 如图1所示;b.梯形十字法, 适用于渠堤横向裂缝, 如图2所示。 (2) 裂缝开挖。a.开挖长度应超过裂缝两端各lm;b.开挖深度应超过裂缝尽头0.3-0.5m;c.开挖槽底部宽度至少为0.5m, 边坡应满足稳定及新旧结合的要求, 一般根据土质、夯压工具及深度等具体条件确定;d.开挖前缝内应灌入白灰水, 以便掌握开挖边界;e.较深坑槽应挖成阶梯形, 以便出土和施工安全;f.开挖后应保护坑口, 避免雨冲、日晒和冰冻, 以防下裂、进水或冻裂。
2.2.2 灌浆法。
较深的裂缝, 开挖回填工程量大, 可采取灌浆处理, 一般采用重力灌浆或压力灌浆, 前者浆液自重灌入裂缝, 后者除浆液自重外, 再加机械压力, 使浆液在较大压力下, 灌入裂缝, 灌浆的浆液, 可用粘土浆或黄土泥浆。
参考文献
[1]张绍嵩.对水利工程渠道滑坡的成因及处理措施探讨[J].建筑与文化, 2012, 6.
渠道裂缝 篇2
水利渠道衬砌混凝土的质量以及工程管理直接影响了工程使用的安全性、维护的费用以及使用寿命周期的长短。在施工的时候,施工人员必须要以严谨的态度,严格按照设计以及所用的材料也要严格控制,并且按照最新相关的管理制度进行实施,使得水利渠道衬砌混凝土能达到安全工程的目标和质量控制的要求。
2 目前水利渠道衬砌混凝土发展现状以及面临的问题
现在水利渠道衬砌混凝土研究有很多,如果水利渠道衬砌很长,并且如果是超宽的混凝土结构,这样会导致混凝土的表面容易失水进而导致混凝土的开裂。同样在技术要求方面也比较高;首先在施工之前,需要对开裂的问题进行详细的分析,并且在施工之前进行全面的分析,将所有可能的因素全部考虑进去。在对设计实施之前,我们要考虑很多方面,从混凝土使用材料的选择,混凝土结构设计是否合理,施工方案是否规范,是否有预备的施工方案,而在设计方案的时候要做出多种方案,从而在选择的时候可以有多方面的选择。同样在施工之前要考虑基层的情况,如渠道边的相关坡度大小是否对施工有影响,因为坡度会影响坍落度的大小,坡度大会导致坍落度过大,这样振捣有可能会导致混凝土脱落[1]。而坍落度过小则有可能出现无法振捣浆的现象。
3 探究分析关于水利渠道衬砌混凝土裂缝的原因
3.1 关于塑性收缩裂缝的分析
塑性收缩裂缝是在混凝土浇筑后混凝土处于塑性的状态时,表面的水转化成水蒸气较快时裂缝产生,而这种裂缝的形状一般不是十分规则,形状各异,长短、宽窄不一,彼此之间还可能处于不连贯的状态。如果表面水蒸发的太快,或是水分被模板吸收过快,亦或混凝土本身过热等各方面的原因,都会导致混凝土急性的迅速收缩,使得混凝土之间强度低或者没有强度,导致它的本身不能收缩,因此可以看出温度或者大风、高温等各种特点会导致塑性收缩裂缝产生。因此在这时要严格控制水以及灰的比例,降低水量,因为水量过大就会导致塑性收缩裂缝产生,或者使用干缩性较小的水泥,这样就可能降低了水量。控制水泥的用量,从而降低水热化现象,这样也可以减少裂缝的产生。同样要将模板较为均匀的湿透,这样可以避免基板将水分吸收。
3.2 关于干缩收缩裂缝的分析
由于混凝土硬化导致水分容易蒸发,这样导致的开裂现象叫干缩收缩裂缝,这种现象主要由于水泥干燥收缩导致。从相关的分析得出混凝土中水分的蒸发以及千燥的过程是从外到内的过程,而干缩收缩裂缝正是由于水分蒸发的程度不同导致,因为水蒸发程度的不同会导致其变形程度的不同,一般的裂缝形状是平行状或者是网状。但是即使是这样也要加强注意,因为混凝土发生裂缝会导致钢筋的生锈以及混凝土的碳化,这样会影响耐久性以及抗渗性继而影响混凝土的耐久能力。而混凝土干缩收缩裂缝有很多因素的影响,主要有水泥使用的品种、用水量、使用的外加剂等,因而在设计的时候要考虑用水量,并且在施工的时候增加混凝土的密实度从而减少混凝土的收缩[2]。
3.3 关于沉降裂缝的分析
如果在施工时使用结构基础的土质松散或者不均匀,有些还因为在回填土的时候不实等多方面原因所造成的叫沉降裂缝。尤其是在渠道斜坡上衬砌浇筑的混凝土,这些混凝土会受到多方面力的作用,首先要受到混凝土本身重力的作用,同时在斜坡上也会受到一些作用,这样就会发生整体沉降或者局部沉降,而震动同样会导致沉降的产生。在冬季由于温差较大会使土被冻上,而放在上面的模板支撑在冰融化后,就有可能发生不均匀沉陷,这样会使混凝土的结构出现裂缝。沉降产生的裂缝较深或者是贯穿性的裂缝,如果出现了较大的沉降裂缝,就会出现错位现象。沉降裂缝的宽度往往与沉降量成正比,目前解决沉降的方法就是夯实地基,并对上部结构进行加固,要保证模板有足够的刚度和强度。
3.4 关于温度裂缝的分析
我国处于北半球,昼夜温差较大,而温度裂缝主要发生在昼夜温差较大的地区,在浇筑的过程中水泥会放出大量的热量,但是集中在混凝土内部的热量很不容易散发出去,而外部的热量容易散去,这样内外会形成较大的温差,而较大的温差会导致热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面的张力变大[3]。如果张力大于混凝土所承受的压力,就会有裂痕的产生,而这种裂痕大多发生在施工的中期或者后期。如果温度的变化较大或由于天气的变化导致混凝土表面温度骤降,会产生收缩。而这种收缩产生巨大的拉力,使混凝土产生裂缝。
4 水利渠道衬砌混凝土裂缝预防及解决措施
在衬砌混凝土施工的时候需要多方面的优化,在混凝土浇筑的时候要对土工膜进行喷水的操作,这样可以防止混凝土在振捣后产生收缩。在混凝土浇筑的时候要控制衬砌的时间、速度以及混凝土的质量,都会对混凝土的塌落有影响。所以在衬砌的时候要严格按照标准进行施工,这样可以很好地避免裂缝的产生。但是在夏季施工有可能发生中断,所以在施工的时候大仓要控制在25ml左右,连续的仓浇筑不得超过47ml,这样是为了保证处于通缝的位置。
5 结语
在实际情况中要采取一些措施对裂缝进行预防和控制。这样才能有效地控制混凝土裂缝对水利工程的影响。与此同时要对混凝土的开裂做好积极的防御和认识。
摘要：在水利建设过程中最容易发生的是混凝土裂缝这种现象,尤其在斜坡上更容易发生输水渗漏的状况,从而造成相应工程的损坏。因而,衬砌混凝土的控制及其预防就成了重中之重。本文从多个方面对水利渠道衬砌混凝土裂缝的成因及其防范进行了探索。
关键词：混凝土,水利渠道,裂缝
参考文献
[1]曹同芳,商品混凝土早期裂缝的成因及防治措施[J].混凝土,2000,(5):24-25.
[2]菊丽艳,混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土,2002,11-14.
渠道裂缝 篇3
1 工程概况
南水北调中线一期工程安阳段第四施工标段渠道衬砌全长3277 m。渠道采用倒梯形断面, 设计渠底宽度为18.5 m, 渠道开口宽50 m, 渠道边坡坡度为1∶2, 渠底纵向比降为1/28000, 混凝土设计标号为C20 (W6F150) , 渠坡衬砌混凝土板厚10 cm, 渠底衬砌混凝土板厚8 cm。混凝土板以下结构层依次为:复合土工膜、2 cm (2.5 cm) 厚聚苯乙烯保温板、5 cm粗砂垫层、原土基面。混凝土板纵、横向以4 m设一道分缝, 通缝与半缝间隔布置, 缝宽2 cm、半缝深6 cm, 通缝贯穿板厚, 缝底填充闭孔泡沫板, 表面2 cm填充双组份聚硫密封胶封缝。
2 渠道衬砌混凝土裂缝产生原因分析
在渠道混凝土衬砌施工过程的不同阶段, 有不同表现性状的裂缝出现。通过对裂缝出现的部位、时间、长度、宽度、深度以及走向分析, 主要从以下几种裂缝类型方面做出深入研究。
2.1 塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝就是常说的龟裂, 是指衬砌面板混凝土在凝结前, 受气温、光照、风速、环境湿度等因素的影响, 表面迅速失水而产生收缩, 导致混凝土表面形成形状规则不一、长短不等、互不连贯的细微裂缝。此种裂缝一般在衬砌混凝土浇筑后的2~3h出现, 尤其是当环境气温较高, 风速较大, 空气较干燥时最容易出现。归结到施工的主观方面的原因, 主要是因为在衬砌混凝土浇筑施工时, 在人工收面完成后未能及时采取措施对混凝土表面进行覆盖处理, 在经过风吹、阳光直晒的过程中, 混凝土面板表面游离水分蒸发过快而产生收缩应力, 表面混凝土强度不能抵御这种收缩应力而产生裂缝。
2.2 干缩裂缝
干缩裂缝是由于混凝土在强度发展过程中, 内外水分蒸发程度不同而导致内外变形不均匀而产生应力, 当这种应力积聚到混凝土表面抗拉强度不能抵抗时, 混凝土表面就会出现裂缝。干缩裂缝一般出现在混凝土衬砌施工完成后的15天左右或混凝土养护期结束之后。渠道衬砌面板干缩裂缝的分布无规律, 长短不等, 大多与衬砌面板切缝带呈平行走向, 缝宽一般不超过0.2 mm, 缝深通常不超过板厚的1/3。干缩裂缝的产生通常跟施工环境的温度、湿度、混凝土的成份、水泥的用量、混凝土的水灰比、外加剂的种类和用量、混凝土的入仓温度以及混凝土的养护条件有关。
2.3 沉陷裂缝
沉陷裂缝通常是由于结构物基础的不均匀沉降引起的, 对于渠道衬砌混凝土施工来说, 由于局部渠床基面超挖后回填土的压实度未达到设计和规范标准、砂垫层压实度和平整度不符合要求、保温板和土工膜铺设时存在悬空和鼓包等情况, 导致相应区域衬砌混凝土面板沉降与周边不同步而产生拉应力, 该拉应力超出了混凝土的抗拉强度而产生裂缝。在渠道衬砌面板上, 沉陷裂缝往往成片出现, 纵横交错, 呈网状形态, 有些缝有渗水情况, 表明裂缝深度已贯穿混凝土板。此种裂缝对渠道防渗功能影响较大。
2.4 碱骨料反应裂缝
碱骨料反应裂缝是由于衬砌混凝土在拌和时产生的碱性离子, 在混凝土浇筑后与其他骨料中的活性成分产生化学反应而引起混凝土内部体积膨胀, 造成衬砌混凝土面板表面开裂。这种裂缝, 往往在其两侧存在掉块现象。引起混凝土碱骨料反应的因素, 首先是作为混凝土原材料的水泥、砂石骨料、外加剂和拌合水中的含碱量较高;其次是混凝土骨料中含有一定数量的活性成分。
2.5 温度裂缝
在施工环境因素一定的情况下, 混凝土的出机口温度和入仓温度对裂缝的产生也起到很大作用。在混凝土浇筑过程中和浇筑完成后, 随着水泥水化过程会产生大量水化热, 使混凝土内外产生较大温差, 从而形成温度应力, 混凝土表面在温度应力作用下产生裂缝。尤其是在夏季施工, 在气温达到37℃的情况下, 如果砂石骨料在露天堆放, 其表面温度会达到50℃左右, 导致混凝土出机口温度能接近30℃, 更将导致混凝土内部温度的升高。
3 渠道衬砌混凝土裂缝的预防措施
3.1 原材料方面
影响混凝土抗裂性能的一个重要因素是混凝土粗细骨料的颗粒级配, 所以选择具有良好粒径级配组成的料场和骨料来源很重要。保证良好的骨料级配能极大的提高混凝土料的和易性和浇筑密实度, 有效的降低混凝土的内部孔隙率, 在保证混凝土强度的同时, 减少水泥用量, 降低水化热, 从而有效的降低干缩裂缝出现的几率。
原材料的选择还要充分考虑到控制混凝土的总碱含量, 也就是控制混凝土中水泥、粉煤灰、外加剂等集料的含碱量总和, 这样才能有效防止混凝土碱骨料反应。按有关文献的理论分析和实际施工实践, 渠道衬砌混凝土用水泥的碱含量一般不宜大于0.6%, 宜采用低碱普通硅酸盐水泥;粉煤灰碱含量不宜大于1.5%, 外加剂碱含量要控制在10%以下。
3.2 混凝土配合比方面
在混凝土配合比设计中水灰比的选用要尽量控制好, 水灰比越大则混凝土浇筑后干缩量越大, 因此, 合理的水灰比对控制混凝土的干缩有很重要的作用。同时, 为了降低混凝土水化热, 推迟混凝土热峰的出现时间, 建议在拌合物中可掺加合适的减水剂、增塑剂、缓凝剂等外加剂, 以改善混凝土拌合物的流动性和保水性。需要注意的是有些外加剂会增大混凝土干缩性, 要避免使用。
3.3 温度控制
为了控制混凝土因水化热而产生裂缝, 需要将混凝土入仓温度控制在合理范围之内。控制混凝土出机口温度可以从控制骨料温度、控制拌合水温度和选择低气温时间施工三个方面着手。粗细骨料降温可以采用搭设遮阳凉棚和撒水降温的方法;拌合水降温可以采取抽取深地下水或者在拌合水中加冰块的方法;选择低温时间施工顾名思义就是避开白天气温较高的时段, 选择在夜间施工。通过以上方法能够有效的将混凝土出机口温度和入仓温度控制在合理范围, 能够有效的控制温度裂缝的产生。
3.4 保证混凝土的养护
渠道衬砌面板混凝土养护是整个衬砌施工过程中必须要重视的环节。渠道面板的壁薄、面积大的特点决定了其混凝土表面在高温、强光照、有风条件下更容易、更快速的失水。所以在渠道面板混凝土收面之后面干之前要及时喷水并覆盖养护膜或棉布, 也可以喷涂混凝土养护剂以封闭混凝土表面水分散失通道, 起到防止塑形收缩裂缝的产生。
3.5 沉陷裂缝预防措施
为保证边坡的压实度, 防止漏压, 在渠堤填筑时沿渠坡边线超填宽度不小于50 cm, 并保证填筑渠堤在混凝土衬砌时的沉降期不小于3个月, 减少渠堤沉降对后期混凝土面板的沉降影响。为保证基础面平整度, 自渠道开挖时, 预留保护层防止超挖。保护层开挖采用削坡机进行, 以控制坡面高程。
3.6 面板切缝
渠道混凝土面板切缝能及时有效的释放板内积累的各种应力, 避免面板表面产生应力裂缝。混凝土面板切缝应在混衬砌凝土抗压强度达到1~5 MPa (春、秋季节浇筑后约36 h后, 夏季浇筑后约24 h后) 时进行, 不宜过早或过晚。若切缝过早, 混凝土强度不足, 切割机切片会扰动混凝土内集料的结合, 同时周边也可能受震动而产生裂缝;若切缝过迟, 则混凝土面板容易因应力集聚而导致混凝土板裂缝。混凝土切缝要根据外界环境的变化及时调整, 预防因切缝时间过晚而产生裂缝。
4 渠道衬砌混凝土裂缝处理方法
渠道衬砌面板裂缝的处理要在保证面板整体性和防渗漏要求的基础上, 兼顾处理的可靠性、美观性和经济性。根据裂缝的宽度以及修补材料的不同特性, 大体可以采取表面涂抹修补法和凿槽嵌缝封堵法两种方法处理。
4.1 表面涂抹修补法
表面涂抹修补法是一种常见的修补方法, 常用于稳定的、对结构承载力和外观没有影响的表面裂缝。渠道衬砌混凝土面板有整体性和防渗性的要求, 采用水泥基渗透结晶型防水材料能够很好的做到这两点。
以裂缝宽度为处理标准:如缝宽>0.2 mm, 需提高防水材料的性能, 例如:可采用水泥涂抹的方式, 即:水泥基渗透结晶型防水, 做好渗透结晶材料的防水处理工作, 如此, 通过水泥隔断外界水源, 一方面保证原混凝土本身的稳定性;另一方面借助防水材料的渗透特性, 修补或填塞缝隙, 实现有效的防水;缝宽区间在0.2~0.4 mm之间的, 还需重点考虑修补失效问题, 为防止裂缝自身原因造成的影响, 可在水泥基处涂抹柔质特性的防水原料, 即:水泥基柔性防水材料, 提升表面的防水性能。
(1) 材料原理与性能。
①水泥基柔性防水材料:属于高聚物改性、双组份的防水材料, 改善水泥基刚性防水材料的抗拉强度、提升抗冲击的能力。对比传统的水泥砂浆, 在强度、韧性上具备绝对的优势, 而且还可表现出粘结、耐酸碱的特点, 最主要的是其抗渗透性和低温固化有明显的提高。利用物理与化学相结合的方式, 达到涂抹修补的效果, 如:利用防水涂膜的特性, 应用在水泥表面修复方面, 即可体现防水、高粘结的特性。
②水泥基渗透结晶型防水材料:最明显的特点是刚性度高, 第一, 能够实现自我修复, 表现修复的独特性;第二, 能够保持一定的活性, 促使防水特性持续保持, 不会释放有毒气体。其防水原理为:充分与涂抹中的水分结合, 发生化学放映, 激活材料中的化学物质, 其可自由运动到混凝土的裂缝空间, 进而冷却凝结, 最终形成结晶体, 聚集在裂缝处, 达到修补的效果, 由于已经受水分作用, 固最终物体不会在受首份影响, 还可体现较强的防水性。
(2) 施工方法。
第一, 水泥基渗透结晶型防水材料。
①防水基面预处理:确保基面的洁净度, 避免外界灰尘、漂浮物的影响, 采取水冲洗的方式, 排除污染物;磨平水泥基, 排除水泥基表面的不平滑, 防止异物影响;将处理好的水泥基, 浸入水中, 保障全面浸透。
②制备料浆:以水泥基渗透结晶型防水材料:水=5∶2的体积比进行混合, 均匀搅拌, 以25 min为时间单位, 保障混合完毕, 在使用中, 严格杜绝水分干扰, 防止浆料水解或比例错误, 将干粉作为料浆记录的标准, 大约每平方米中取1 kg即可。
③在缝宽<0.2 mm的混凝土缝隙处, 涂刷。涂刷的准确范围是:裂缝两侧距离10 cm处。
④养护:喷水无反应后开始养护, 可以水雾测试, 还可保持湿润度, 周期约3天, 提高渗透, 防止开裂。
⑤施工温度:5℃≤t≤40℃。
第二, 水泥基柔性防水材料。
①水泥基柔性防水材料涂抹前, 基层混凝土强度控制在设计值80%以上。
②基层保持平整状态, 避免油污影响。
③基层面干燥, 即可施工。
④按水泥基柔性防水材料A∶B=1∶1混合, 搅拌均匀。利用砂浆搅拌机搅拌, 时间控制为:延长原始时间的2~3 min。
⑤在缝隙两方各10 cm范围内, 涂刷一遍, 厚度2 mm, 压实。
⑥水泥基柔性防水材料固结后, 自然养护, 养护t>5℃, 硬化后可使用。
4.2 凿槽嵌缝处理
缝宽≥0.4 mm的裂缝, 由于裂缝较宽, 进行凿槽嵌缝处理, 保证修补材料的牢固性。嵌缝材料为水泥基柔性防水材料或聚硫密封胶。
(1) 材料性能。
双组份聚硫密封胶是以液态聚硫橡胶为基料配制而成的常温下能够自硫化交联的双组分密封胶, 对金属及混凝土等材质具有良好的粘接性, 可在连续伸缩、振动及温度变化下保持良好的气密性和防水性, 耐久性甚佳。
(2) 施工方法及要求。
第一, 水泥基柔性防水材料。
①沿裂缝方向凿成一个宽25 mm、深38 mm的“U”型槽, 槽深:槽宽=1.5∶1。
②清除缝内的污物及杂质, 用清洁的压力水彻底冲洗、湿润, 提高施工环境的清洁度。
③粉料∶液料=5∶1, 混合成膏状。
④将拌和好的防水砂浆填入槽内压实, 为确保表面平整度, 在初凝具有一定强度后立即进行找平处理。
⑤施工环境温度不宜低于5℃和高于40℃, 拌和好的料浆在20 min内用完。
第二, 聚硫密封胶。
①沿裂缝方向凿成一个宽25 mm、深38 mm的“U”型槽沟, 槽深为槽宽的1.5倍。
②清除缝内的污物及杂质, 并保持缝内干燥。
③将混合好的双组分底涂液涂刷在被粘表面上, 干燥成膜。
④按产品使用规定的配合比, 将两个组份混合, 达到色泽均匀无色差, 填平密封处, 并压实。
5 结语
充分认识混凝土裂缝产生的原因, 为更好地采取防裂措施提供了依据。在实际施工过程中, 针对工程特点及环境因数。从原材料到混凝土成型养护, 均采取必要的技术防裂措施, 能有效地抑制大面积薄壁渠道衬砌混凝土裂缝的产生。经过现场实施, 以上裂缝处理方法耗资少, 施工简单方便, 处理效果良好, 值得推广。
摘要：本文结合南水北调中线一期工程安阳段第四施工标段渠道混凝土衬砌施工过程的总结, 对薄壁渠道衬砌混凝土板裂缝产生的原因、裂缝的预防措施和裂缝的处理方法做出阐述。
关键词：渠道,裂缝防治,干缩裂缝
参考文献
[1]南水北调中线干线工程建设管理局·南水北调中线干线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规范 (试行) [R].北京:南水北调中线干线工程建设管理局, 2007.
[2]混凝土研究协会.混凝土裂缝检测控制与修补新技术[M].北京:中国科技文化出版社, 2005.
[3]DL/T 5144-2001, 水工混凝土施工规范[S].
渠道裂缝 篇4
引江济汉工程渠道衬砌混凝土板具有厚度薄、面积大、属于薄壁刚性结构的特点, 决定其既有常规混凝土抗拉强度较低、易出现表面裂缝甚至贯穿裂缝的共性, 又有适应拉伸变形和不均匀沉降能力差的突出特点, 裂缝一旦形成, 很难自身愈合, 裂缝的出现极大的影响渠道防渗效果和结构耐久性。如何预防和减少裂缝的产生、并对已产生的裂缝采取有效处理措施是引江济汉工程渠道衬砌的重点研究课题。
2 工程概况
南水北调中线一期引江济汉工程全长67.23km。设计为1级干渠, 渠道以通水为主, 兼顾灌溉与通航两种功能。渠道过水断面为梯形断面, 渠底宽56.16~60.0m。边坡坡比为1:2.0~1:3.0。衬砌坡长16.21~22.93m, 渠道采用C20W6现浇混凝土衬砌, 渠底衬砌厚8cm, 边坡衬砌厚12cm, 底部为15cm厚砂石垫层。渠道边坡坡脚设置混凝土脚槽, 顶部设置混凝土锁口石。渠道底板及护坡上设准5cm排水孔。渠道横向每隔12m设置宽2cm通缝, 每隔4m设置一条半缝, 渠坡纵向全部为半缝;半缝宽度为1cm, 深度为3cm。
3 裂缝形态及分类
渠道衬砌裂缝的形态很多, 有横向、纵向、斜向、环形、放射形, 有贯穿裂缝、表面裂缝等, 分布于渠道板面的位置不同, 发生的时间不同, 经详细调查和统计分析将衬砌裂缝分为以下几类:
(1) Ⅰ类裂缝
贯穿裂缝, 形状规则、裂缝长度一般较长 (0.5~12m) 、缝宽多大于2mm, 主要发生在混凝土浇筑完成后3~5d甚至更长时间, 平面分布呈现两侧护坡及切缝和锁口石周边较多、底板较少且横向纵向均有的特点 (如图2~3) 。
(2) Ⅱ类裂缝
表面裂缝, 形状不规则、裂缝宽度不均且裂缝长短和深浅不一, 一般在混凝土浇筑完成后的1~3h内产生。横纵相接呈网状分布, 护坡坡面较多 (如图4) 。
(3) Ⅲ类裂缝
表面裂缝, 裂缝深度较浅、走向无规律, 缝宽一般小于2mm, 多发生在混凝土浇筑后一周左右, 呈放射状、排骨状或网状, 护坡坡面较多 (如图5) 。
(4) Ⅳ类裂缝
此类裂缝多发生在低温季节, 裂缝周边混凝土疏松、表面砂浆剥离、骨料裸露, 多发生在底板伸缩缝和受潮部位。
4 裂缝成因分析
渠道混凝土裂缝产生的主要原因和出现频次见表1。
通过对裂缝进行统计、描述和分析, 渠道混凝土裂缝成因见图7。
影响混凝土裂缝产生的主要原因如下:
(1) 基础不均匀沉降;
(2) 施工工艺影响;
(3) 混凝土养护不到位、切缝不及时;
(4) 混凝土配合比影响;
(5) 大风、高温等环境影响。
5 防止裂缝出现的预防措施
5.1 严控渠道开挖成型或回填料压实度
严格控制渠道开挖成型质量, 尤其是超欠挖及开挖平整度, 对坡面局部出现的欠挖采取人工开挖平整, 对局部出现的超挖引起的松软基础, 人工挖除后在铺设垫层前对地基进行夯实和加固。严控渠堤回填料压实质量, 确保压实度满足设计要求, 对渠道与建筑物交叉部位机械无法碾压部位进行人工分层夯实。渠道填方段在达到沉降期后进行混凝土衬砌。
5.2 完善施工工艺对砂石垫层进行压实
渠道衬砌混凝土下设15cm厚砂石垫层, 由于砂石垫层设计无压实度要求, 松铺砂石垫层在混凝土浇筑时产生一定的沉降量, 松铺垫层施工工艺易发生不均匀沉降, 进而造成混凝土浇筑后极易产生裂缝。为解决此问题, 现场采取改善砂石垫层施工工艺, 增加垫层压实工序, 采用平板振捣器对砂石垫层进行压实, 可极大程度的减少松铺砂石垫层对混凝土面板质量的影响。
5.3 改善混凝土养护方法、加强养护
混凝土初凝前采用喷洒养护剂的方式对未达到初凝的混凝土进行养护, 初凝后的养护调整为铺设土工布洒水养护, 确保混凝土养护到位, 从而降低混凝土水化热升温, 以减少裂缝产生。低温施工季节, 采取铺盖保温膜及养护毯进行保温养护。
5.4 及时切缝
切缝在衬砌板初凝后、混凝土表面具备切缝机操作条件时及时进行, 在当日平均气温达到28℃时, 切缝时间由混凝土浇筑完成后18h调整为13h开始切缝, 当日平均气温在20℃时, 切缝时间由混凝土浇筑后30h调整为23h开始切缝, 并根据现场条件进行适当调整。
5.5 改变混凝土配合比
对衬砌混凝土配合比进行优化调整, 掺加适量减水剂, 适当提高混凝土塌落度和砂率, 在确保混凝土质量的同时提高和易性, 以有利于现场施工和现场质量控制 (如表2) 。
5.6 合理调整施工时段
高温季节衬砌混凝土尽量选择早晚或者夜间浇筑, 白天气温较高、日照较强时段进行仓面准备工作。同时, 采取骨料降温、设防雨遮阳棚等措施, 以降低混凝土入仓温度。
大风天气施工时, 适当调整混凝土用水量, 增加混凝土出机口的坍落度1~2cm。正在衬砌的作业面及时收面并立即养护, 对已经衬砌完成段及时覆盖养护。
6 裂缝处理措施
缝宽≤0.4mm的裂缝, 进行表面涂抹法处理, 采用水泥基渗透结晶型防水材料或水泥基柔性防水材料对裂缝表面进行涂抹处理。
缝宽≥0.4mm的裂缝, 由于裂缝较宽, 进行凿槽嵌缝处理。嵌缝材料有水泥砂浆、水泥基柔性防水材料或聚硫密封胶等。
对于贯穿性裂缝, 或裂缝较多的混凝土板, 根据裂缝走向, 垂直于伸缩缝划线, 对直线范围内的混凝土板切割拆除。并对基础进行清理后, 重新浇筑混凝土。
7 取得效果
通过采取以上预防措施, 混凝土裂缝得到了有效的控制, 尤其对Ⅰ类和Ⅱ类裂缝改善效果显著。经观察新浇筑的混凝土Ⅰ类裂缝已基本消除, Ⅱ类裂缝明显减少, Ⅲ、Ⅳ类裂缝有所减少, 裂缝预防取得了良好的效果。
针对不同裂缝采取有针对性的处理措施, 裂缝处理后均达到设计要求。
8 结语
混凝土裂缝产生的原因很多, 且裂缝也是混凝土浇筑施工中普遍存在的一种现象, 尤以渠道薄壁混凝土为突出。裂缝不能完全避免但通过采取一系列的措施可以在很大程度上减少裂缝的发生, 南水北调引江济汉工程通过对裂缝成因的调查分析, 提出有针对性的预防措施和裂缝处理措施, 并对现场施工工艺、施工程序及混凝土配合比等进行优化调整和完善, 取得了较好的效果, 可为类似工程提供的值得参考和借鉴的经验。
参考文献
[1]胡长明, 高承恩.南水北调渠道衬砌裂缝的成因与处理的探讨[J].四川水利, 2011 (14) .
[2]《渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程》 (DSBD5-2006) [S].
[3]曹为民, 刘世煌, 曹雪玲.混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定 (试行) [S.南水北调中线工程建设管理局, 2007.
渠道裂缝 篇5
目前, 东北地区灌区混凝土防渗渠道在使用的过程中, 容易出现各种的裂缝, 这些裂缝的出现影响了防渗渠道的使用效果, 所以, 针对东北地区灌区混凝土防渗渠道裂缝原因提出防治措施非常有必要。
1 灌区基本情况
通辽市西辽河灌区位于通辽市开鲁县中南部, 地处西辽河冲积平原上游, 辖区涉及4个乡镇, 辖区总人口14.66万人, 其中农业人口9.88万人, 总土地面积97440hm2, 耕地面积33820hm2, 其中粮食播种面积23947hm2, 经济作物播种面积7186.67hm2, 粮食总产量为22.52万t, GDP总值为319590.4万元, 人均收入为3420元。灌区内交通便利, 集通铁路和303国道贯穿全境, 文化教育发达, 是典型农业生产大县, 是国家和内蒙古自治区重要的商品粮生产基地。
西辽河灌区是20世纪50年代末开辟的大型灌区之一, 水源工程为苏家堡枢纽引水闸, 属有坝引水工程, 灌区设计引水流量40m3/秒。该枢纽1970年建成, 运行正常。
本次规划建设项目主要有:新建干渠闸3座、支渠闸1座、新建农桥17座、总干渠衬砌6.27km、五分干渠衬砌26.5km、规划设计田间工程斗渠闸22座、农渠闸88座、农渠U形槽衬砌112.4km, 配套建设干渠闸管理房9座, 增加灌区渠系量水设施、渠道养护清淤用车以及灌区办公设备等。
2 混凝土防渗渠道的主要特点
混凝土防渗渠道具有一次性投资比较大, 防渗效果好, 运行安全的特点。其主要优点如下:
防渗效果好, 可减少渠道渗漏损失90%以上, 提高渠水利用率。
使用时间长, 便于管理, 一般情况下混凝土渠道可运行30a以上。高强度的混凝土能够防止马、牛、羊及破坏力较强的植物和其他外力的破坏, 便于养护和节约管理费用。
表面光滑, 流速大, 比土渠断面小, 可减少工程量, 节约土地, 运行管理方便。
使用的砂、石、水、水泥等建筑材料取材方便。
与其他材料的防渗渠道相比, 既经济实用, 而且应用面广, 限制条件也很少。
3 混凝土防渗渠道裂缝产生的原因分析
3.1 收缩 (干缩) 裂缝
收缩 (干缩) 裂缝的产生主要是在常温下混凝土浇筑数小时后, 水泥水化反应激烈, 分子链逐渐形成, 出现泌水和水分急剧蒸发, 混凝土失水收缩, 同时骨料因自重而下沉。混凝土收缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥用量、骨料性质和用量、外加剂用量、振捣不实或混凝土浇筑后气温高未及时养护或养护不到位, 风吹日晒后表面水分蒸发过快而急剧收缩开裂等有关。
3.2 渠基沉陷裂缝
沉陷裂缝产生一般是由于渠基土或回填土不实引起的渠基浸水引起的不均匀沉陷。当然, 有时混凝土伸缩缝处理不同当也会引起沉陷裂缝。一般沉陷裂缝与其沉陷情况及走向有关, 大多为进深或贯穿性裂缝。沉陷裂缝多为与地面垂直或呈30°~45°角方向发展, 一般比较大的沉陷裂缝会产生一定的错位。挖渠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。
3.3 温度裂缝
一般低温天气容易造成混凝土防渗渠道的温度裂缝, 尤其是在冬季, 当气温低于零度时, 吸水饱和的混凝土出现冰冻, 游离的水转变成冰, 造成体积膨胀, 因而混凝土产生膨胀应力。同时, 混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压, 使混凝土中膨胀力加大, 混凝土强度降低, 并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重, 成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冻涨裂缝大多出现于渠道坡脚以上1/4~3/4坡长范围内和渠底中部。
3.4 施工技术及养护原因引起的裂缝
现场浇捣混凝土时, 振捣不当, 会影响混凝土的密实性和均匀性, 诱导裂缝的产生。同时, 防渗渠的设计厚度正常为7cm, 因其薄, 所以不小心常会把泥土挤出浆体, 这样容易形成蜂窝或洞穴, 而造成渗水逐步渗漏。风速过大、烈日暴晒, 混凝土收缩值大。抹面不到位 (太早或太晚) , 易产生表面收缩裂缝。现场养护措施不到位, 混凝土早期脱水, 引起收缩裂缝。预应力张拉不当 (超张、偏心) , 引起混凝土张拉裂缝。这些因素都会造成混凝土较大的收缩, 产生龟裂裂缝或疏松裂缝, 致使混凝土微观裂缝迅速扩展, 形成宏观裂缝。
4 混凝土防渗渠道裂缝的预防措施
控制沉陷裂缝的产生, 关键是要保证渠基土与回填土的均匀、密实。特别要注意如下问题:对一些坑穴的处理要到位, 必要时要进行局部处理;渠基土容重要达到标准, 一般为1.6t/m3;确保渠基土与回填土的含水量最优状态, 只有在最优含水量的状态下, 压实施工也会最经济, 土壤才会获得最大的表观干密度;对混凝土伸缩缝的正确、恰当的处理。一般混凝土防渗渠道出现沉陷裂缝, 一方面控制好渠基质量, 另外要保证伸缩缝不漏水。
控制干缩和温度裂缝的关键是要确保混凝土搅拌和施工中的配合比, 实际施工中要严格控制实际用水量, 不能高于混凝土配合比所给定的用水量, 与此同时还要加强混凝土的养护。
预防混凝土防渗渠道的冻涨裂缝。从如下几方面进行预防:要避免冻涨, 尤其是在渠系规划布置中, 要预防自然条件造成的较大冻涨, 如果遇到冻涨性土区施工, 需要采取必要的恰当的工程措施最大程度避开冻涨对混凝土防渗渠道工程的作用;最大程度消减冻涨, 一般采取置换法、隔热保温法、化学处理法、压实法、防渗排水法等措施;针对不同的施工条形与地理形式, 采取适当的优化措施, 比如, 采用优化断面形式等措施增强混凝土防渗渠道抗冻涨能力。
加强渠道日常运行管理和经常性维修养护, 确保渠道安全高效运行。严格按渠道设计标准放水, 严禁超载带病运行, 行水应以设计标准为极限, 不可为解一时之急, 给工程留下后患。
5 混凝土防渗渠道裂缝的处理
5.1 表面修补法
此种方法是渠道防渗裂缝处理的最常用最简单的一种方法。其主要适用于裂缝比较小且无较大错位的裂缝处理。表面修补法关键是在于对裂缝的表面进行一些适当的处理。比如, 在裂缝表面涂抹水泥浆、在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料以起到防护的作用。与此同时, 为避免在混凝土的继续开裂, 还可以进一步作防护处理, 比如, 在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等。
5.2 灌浆、嵌缝封堵法
此种方法是将胶结材料在压力设备的作用下, 压入混凝土的裂缝中, 使胶结材料硬化, 与混凝土形成一个整体, 最终达到封堵加固的效果。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。在裂缝封堵中最常用的是嵌缝法。其方法是沿着裂缝凿出合适的沟槽, 在沟槽中勾嵌填入塑性或刚性止水材料, 从而使裂缝封闭。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。对于大型渠道裂缝较大的, 可采用填塞与粘贴相结合的方法修复。具体做法如下:清除缝内、缝壁及缝口两边的泥土、杂物, 保持清洁、干燥。缝壁涂刷冷底子油。将煤焦油填料或焦油塑料胶泥填入缝内, 填压密实, 保持表面平整光滑。填好缝1~2d后, 沿缝口两边涂刷5cm宽的过氯乙烯涂料1层, 随即沿缝口两边粘贴3~4cm宽玻璃丝布1层、再涂刷涂料1层、粘贴第2层玻璃丝布, 最后涂刷1层涂料。在运用此方法中, 要注意涂料要涂刷均匀, 玻璃丝布要粘平, 不能有气泡。
5.3 混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是先将损坏的混凝土剔除, 然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
6 结束语
东北地区灌区混凝土防渗渠道裂缝的防治重点是采取有效的措施, 而措施是否有效取决于是否了解裂缝出现的原因, 只有针对原因采取有效的防治措施, 才能够从根本上防治东北地区灌区混凝土防渗渠道的裂缝。
参考文献
[1]杨伟峰, 党一兵, 杨德良.东雷抽黄灌区渠道冻胀渗漏的原因及对策[J].现代农业科技, 2012 (06) .
[2]王婧.汾河灌区现浇混凝土渠道衬砌冻胀试验研究[J].山西水利, 2010 (01) .
渠道裂缝 篇6
关键词：混凝土,南水北调,裂缝
前言
混凝土是现代工程建设中最主要的建筑材料。在水工工程中, 混凝土的应用更具有体积大、要求高的特点, 但混凝土中产生裂缝是施工中经常遇到的一项技术难题, 笔者通过南水北调中线一期工程总干渠某段工程的实践, 分析混凝土明渠中裂缝产生的原因, 结合工程具体条件, 提出了明渠混凝土裂缝的预防控制措施和修复方法。
1 工程概况
南水北调中线一期工程总干渠某段总长5600m。渠道过水断面采用混凝土衬砌梯形断面, 渠道衬砌混凝土厚度有80mm和100mm两种, 渠道设计水深8.0m, 渠道底宽10.5~19.0m, 混凝土强度等级为C20。渠道混凝土施工采用混凝土衬砌机施工渠坡, 摊铺机施工底板, 混凝土工程量约为40952m3。
2 裂缝产生情形
2.1 施工条件
施工时间为2013年5月, 气温30°C, 风力2~3级。
2.2 施工顺序
混凝土渠道施工以“左坡、左底板”、“右坡、右底板”的组合, 先渠坡后底板, 从两端两侧共同进行浇筑, 底板滞后渠坡一段。
2.3 裂缝状况
出现裂缝的时间集中在混凝土浇筑 (终凝) 完成后7小时到3天之间。大部分裂缝深度较浅, 最大宽度小于0.2mm, 多数呈不规则形, 但个别区域的左岸, 集中大面积出现裂缝, 宽度个别大于0.2mm。裂缝长度长短不一, 连续几板混凝土达30m左右, 2m以上的裂缝总数在25条以上。从整体分布看, 裂缝有规律的出现在整个坡面, 坡面中间略多。从裂缝的走向看, 大部分为平行于渠道中心线的纵向裂缝, 约占90%以上。未发现裂缝处有渗水现象。
3 原因分析
经对裂缝的分布状态和裂缝宽度深度的综合分析, 渠道混凝土出现的裂缝的主要原因包括:
3.1 失水较快。
渠道混凝土厚度较小, 只有100毫米, 混凝土基面洒水湿润不够, 衬砌工序全部完成后, 没有及时覆盖, 混凝土表面及底部均在短时间内大量失去水分。
3.2 运输、浇筑间隔时间过长, 环境温度高。
经查阅现场施工资料, 实际测得的混凝土温度最高达36度, 混凝土入仓温度远远高于规范要求的入仓温度28℃。水电工程相对其它行业混凝土工程对温度的控制要求更为严格。因此造成混凝土坍落度损失过大, 混凝土性能变差。
3.3 切缝时间。
若切缝时间过短, 则混凝土未完全达到终凝状态, 人员、切缝机施工会影响混凝土强度, 但若切缝不及时, 混凝土表面就会出现应力集中, 当拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 就会出现裂缝[1]。
3.4 温度变化。
.施工时正值春夏交替, 昼夜温差较大, 白天温度较高, 夜间温度较低, 大温差使表面迅速收缩产生拉应力造成裂缝。
4 裂缝的预防和控制
由于裂缝的存在会使混凝土耐久性受到影响, 因此在施工中要避免裂缝的出现, 对已出现的裂缝要控制其继续发展, 对超过规范要求的裂缝要进行修复处理。根据工程实际中存在的裂缝进行分析, 应在以下几方面对裂缝进行预防和控制。
4.1 材料选用
合理选用水化热低、干缩性小的水泥, 控制进入搅拌站的水泥储存罐水泥温度, 从而降低水泥水化热、减少混凝土收缩和降低浇注温度。严格按照设计施工配合比施工, 根据现场浇筑条件、集料供应情况和气候条件随时进行调整。通过改善骨料级配, 掺加粉煤灰, 加减水剂、引气剂或塑化剂等措施, 尽可能减少单位用水量和水泥用量[3]。
4.2 施工养护
渠道混凝土浇筑前, 确保基面充分湿润, 防止混凝土通过基面造成的大量失水, 混凝土衬砌浇筑完成后在1小时之内及时覆盖, 避免曝晒时间过长, 防止混凝土表面水分的损失。渠道施工现场可用土工模覆盖, 既隔热、保水, 而且施工现场也具备条件。
对于混凝土的温度控制要按标准要求及时对环境温度、原材料温度, 混凝土出机口和入仓温度进行监控。为达到标准规定的入仓温度, 可充分利用夜间、早晚施工, 罐车外包隔热遮阳罩, 采用低温水、加碎小冰块等措施。
合理掌握切缝时间也是预防混凝土裂缝的主要措施。按照以混凝土强度达到1MPa-5MPa进行施工, 但现场切缝时间由于施工方法和温度湿度的不同, 混凝土强度达到1MPa-5MPa的时间有差异, 根据现场反映情况和现场积累的一些实际经验, 混凝土入仓后7小时到24小时之内切缝较为合适[2]。
对于混凝土, 尤其是渠坡混凝土养护至关重要, 主要方法为及时覆盖、保湿、定时浇水。采用土工模覆盖, 充分保证了混凝土硬化过程中较为合适的温度和湿度, 并会在覆盖的土工模上形成凝结水, 对预防混凝土产生裂缝极为有利。
5 裂缝的修复
根据渗水试验和调查研究表明, 裂缝宽度小于0.05mm时对渗漏没有影响, 无需修补, 当裂缝宽度大于0.2mm时对渗漏有较大影响, 必须修补。本工程中混凝土渠道存有的个别裂缝宽度大于0.2mm, 虽经检测为非贯通型裂缝, 对整体渠道安全不产生影响, 但对结构的耐久性存在不利的影响。因此对于渠道中大于0.2mm的个别裂缝应进行密闭修复处理[6]。
修补材料主要有环氧树脂及改性环氧树脂, 修补方法有表面处理法、灌注法和填充法。结合本工程实际, 采用压力灌注改性环氧树脂的方法进行修复。灌注法是把浆液用压力方法注入裂缝根部, 使构件整体性、耐久性和防水性得到加强和提高[5]。
6 结语
渠道混凝土浇筑施工具有时间跨度大, 野外条件不利, 质量控制要求严格的特点, 而混凝土中裂缝问题是建筑工程中的常见病和多发病, 形成原因复杂多变, 受到材料选择、结构设计、施工工艺及环境条件等因素的影响, 应根据工程实际具体问题具体分析。本工程结合施工现场条件, 充分考虑了上述因素, 较好的控制了后续施工中裂缝的出现, 已有裂缝的修复效果也已能够满足结构的正常使用要求, 从而确保了施工质量和速度, 保证了整体工程的顺利完成。
参考文献
[1]GB50164-2011.混凝土质量控制标准[S].
[2]GB50204-2002.混凝土结构工程施工施工质量验收规范[S].
[3]DL/T5144-2011.水工混凝土施工规范[S].
[4]NSBD 8-2007.渠道混凝土衬砌机械化施工质量评定验收标准[S].
[5]南水北调中线干线工程混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定[S].
[6]南水北调中线干线工程混凝土常见质量缺陷处理作业指导[S].