□郭慧娟(濮陽市引黃工程管理處)□高志旭(漯河市水利工程處)
目前濮陽市的引黃灌區(qū)配套與節(jié)水改造工程普遍使用薄壁混凝土襯砌的形式比較常見,但在施工和使用過程中會經(jīng)常出現(xiàn)裂縫,它不僅影響渠道的美觀,也降低混凝土的質(zhì)量,甚至渠道會遭到破壞,達不到防滲的效果,影響渠道使用壽命。針對工程中出現(xiàn)的問題,業(yè)主及施工單位仔細(xì)研究,并提出了防治措施。
實際施工中渠道薄壁混凝土襯砌容易產(chǎn)生裂縫,究其原因,主要有坡面基礎(chǔ)的不均勻沉降,襯砌混凝土的溫度應(yīng)力、干縮、材料、配合比及施工方法等。
沉陷裂縫是由于地基土質(zhì)不均、壓實不密實或浸水造成的地基不均勻沉降所致。在基礎(chǔ)開挖過程中,由于坡基原狀土受到擾動,且回填難度較大,致使坡基土壓實度達不到要求,均勻性差,再是澆筑完成后,通水運行期間基礎(chǔ)經(jīng)水浸泡后基礎(chǔ)沉陷,難以承受襯砌混凝土的壓力,造成混凝土板沉陷扭曲、坍塌。甚至?xí)l(fā)生滑移、錯位,此類裂縫多為貫穿性裂縫。
溫度應(yīng)力裂縫對于薄壁混凝土來說影響并不會很大。
混凝土中水泥干燥收縮是由水分蒸發(fā)引起的。毛細(xì)孔隙在干燥過程中逐步失水,產(chǎn)生很大的毛細(xì)孔隙張力,混凝土體積產(chǎn)生收縮,由于混凝土周圍存在約束,內(nèi)部又有拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土材料抗拉強度時,便引起了干縮裂縫。由于混凝土蒸發(fā)干燥非常緩慢,產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在1個月以上,而且裂縫發(fā)生在距表層很淺的位置,常常被人們所忽略。但也應(yīng)當(dāng)引起足夠重視,干縮裂縫不僅嚴(yán)重?fù)p害薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性,也會使混凝土板的表面裂縫發(fā)展成為更嚴(yán)重的裂縫,影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。
在現(xiàn)場施工過程中,混凝土和易性的好壞,振搗混凝土的方法不當(dāng),漏振、過振等均會影響混凝土的密實性和均勻性,關(guān)系到薄壁混凝土襯砌完成后產(chǎn)生不均勻的拉應(yīng)力,誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
渠道開挖前,要進行精確測量放樣,開挖過程中必須遵守相關(guān)規(guī)范?;A(chǔ)處理的質(zhì)量直接影響后序工程的質(zhì)量,渠道基礎(chǔ)經(jīng)常會遇到不符合設(shè)計要求的軟弱地基,必須經(jīng)處理達到要求后方可進行下一道工序的施工,以預(yù)防沉降裂縫的產(chǎn)生。
在回填土之前,應(yīng)先根據(jù)現(xiàn)場施工條件進行碾壓試驗,來確定合理的碾壓參數(shù),控制鋪料厚度、含水量、碾壓遍數(shù)。所用土料應(yīng)清除垃圾、樹根等雜物,驗收基底標(biāo)高,檢查合格后方可施工。
土方回填過程中,嚴(yán)格控制土塊粒徑和回填土料的含水量,在渠道填筑面將土料攤鋪均勻后,對土料含水率要再次進行檢測,確保土料達到最優(yōu)含水率要求。并按規(guī)定的取樣頻率和試驗項目進行現(xiàn)場取樣檢查。如填土壓實過程中出現(xiàn)“彈簧”、層間光面、層間中空,松土層或剪力破壞現(xiàn)象時,應(yīng)根據(jù)情況認(rèn)真處理。
渠道土方回填過程中難免會出現(xiàn)與其他建筑物結(jié)合部位,在填土前應(yīng)將建筑物周圍清理干凈,先將建筑物表面灑水濕潤,并邊涂刷濃泥漿、邊回填、邊夯實,濃泥漿涂刷高度應(yīng)與鋪土厚度一致,與下部涂層要銜接,嚴(yán)禁泥漿干涸后再鋪土回填夯實。填筑用的壓實機具要根據(jù)具體情況而定,應(yīng)能保證貼邊夯實。
混凝土的質(zhì)量跟其原材料的質(zhì)量密切相關(guān),拌制混凝土?xí)r一定要選用級配優(yōu)良的砂、石骨料,原材料質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。在配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比,同時摻加合適的外加劑。
配合比的設(shè)計應(yīng)選擇具有相關(guān)資質(zhì)的單位通過試驗確定,試驗人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場,依據(jù)施工現(xiàn)場的施工工藝及混凝土板的具體斷面,合理選擇好混凝土的設(shè)計坍落度。針對現(xiàn)場的砂、石原材料質(zhì)量情況應(yīng)及時調(diào)整施工配合比,盡量避免襯砌混凝土裂縫的產(chǎn)生。另外在施工中必須嚴(yán)格按混凝土的施工配合比施工。
在混凝土澆筑前,一定要在坡面灑水,保持坡面濕潤,但注意要適量,以防澆筑混凝土后吸收混凝土中的水分,造成混凝土干縮裂縫。
鋪設(shè)土工布時,要根據(jù)施工當(dāng)?shù)貧鉁睾彤a(chǎn)品特性充分考慮土工布的伸縮量。鋪設(shè)后的土工布應(yīng)自然松弛與支持層貼實,不得有懸空、卷邊,不得影響混凝土的厚度而造成混凝土板的開裂。
渠道薄壁混凝土澆筑宜采用跳倉法澆筑,先底板后邊坡,以避免坡面上的混凝土板產(chǎn)生滑動。對于襯砌混凝土板的振搗,由于其厚度較薄,宜采用振動平板振搗,振動平板行走速度要適宜,根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間,避免過振或漏振。對于渠坡襯砌的頂部及底部易出現(xiàn)缺料、個別不易振搗部位(如排水孔周圍),可采用功率較小的便攜式振動平板沿模板邊界行走一道進行振搗,以免造成漏振,充分保證邊角處不出現(xiàn)蜂窩、麻面,保證混凝土的密實性。補倉澆筑時,混凝土板兩側(cè)可不立模,接縫處填充物可固定在先澆混凝土塊兩側(cè)邊緣,填充物與混凝土應(yīng)結(jié)合牢固,不得因澆筑或振搗而產(chǎn)生錯動,填充物應(yīng)將混凝土接縫填充密實,防止通水運行后水流淘刷縫隙而帶走接縫處基礎(chǔ)土顆粒,而形成懸空破壞混凝土板。
混凝土板初凝后,要合理增加抹面次數(shù)以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡,保證混凝土板的外觀質(zhì)量。首次抹面時,混凝土表面還比較稀軟,盡量從下而上進行,在連續(xù)作業(yè)時能保證不發(fā)生漏抹、表面大體平整均勻一致。混凝土表面磨平后,當(dāng)表面有些硬化,初凝前用手輕壓,表面發(fā)硬、但稍有痕印時,便可及時進行壓光處理,消除表面氣泡,使混凝土表面平整、光滑無抺痕。
混凝土板的養(yǎng)護可采用不同的方法,最常用的是灑水養(yǎng)護和塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護。灑水養(yǎng)護應(yīng)在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對混凝土表面加以覆蓋并保濕養(yǎng)護,可采用用濕麻袋或草墊,或者20~30mm厚的濕砂覆蓋于混凝土表面以及混凝土板邊側(cè)。覆蓋物還兼有隔溫作用,保證混凝土少受劇烈的天氣變化影響。在規(guī)定的養(yǎng)護期間,每天應(yīng)均勻灑水?dāng)?shù)次,使其保持潮濕狀態(tài)。采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護的混凝土,其敞露的全部表面應(yīng)覆蓋嚴(yán)密,并應(yīng)保持塑料薄膜內(nèi)有凝結(jié)水。即在混凝土板做面完畢后,均勻覆蓋塑料薄膜,使不透氣的薄膜保持膜內(nèi)混凝土的水分,保濕養(yǎng)護。
在襯砌混凝土未達到規(guī)定的強度前不得拆模,而且不得踩踏混凝土板和在其上堆放施工器具及材料。
渠道襯砌薄壁混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很多,有時是多種因素共同作用的結(jié)果。經(jīng)過多年的施工實踐得之,控制薄壁混凝土裂縫必須要從渠道基礎(chǔ)的開挖回填及混凝土材料的選擇、配合比、澆筑和養(yǎng)護等多方面入手。在混凝土襯砌的施工過程中,只要認(rèn)真采取以上所述混凝土裂縫的各種防治措施,嚴(yán)格控制各工序的施工質(zhì)量,對混凝土裂縫進行認(rèn)真研究、科學(xué)對待,渠道襯砌混凝土裂縫就能夠得到良好的控制。