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【摘 要】水利工程是我国市政工程的重要组成部分,特别是一些拦河的大坝工程,在其水闸处理方面需要特别注意,防止因裂缝带来的严重问题。本文从我国一些水闸闸室底板及闸墩混凝土施工技术入手,对出现的裂缝、孔洞、空鼓现象进行了原因方面的分析,提出了一系列的解决措施,供同行参考。
【关键词】大型水闸工程;混凝土裂缝形成原因;处理措施浅析
通常来说,混凝土是水库兴建的主要材料,然而由于自然和人为因素的影响,混凝土的施工质量也大大折扣。在一些水库兴建的档口,出现了混凝土裂缝的问题,给水库的整体修建带来了严重的影响,在这种情况下,我国对于裂缝的原因进行分析,加强了其基础部分,采用了大型的水闸工程,取得了一定的成功。
1 工程简述
1.1 工程概况
我国某处河段采用的是河道枢纽的结构形式,自南向北进行水量的输送过程,在拦河闸以及泄洪口地区,分布设置了不同的关口,同时,由于泄洪冲沙闸有一定的长度和厚度,因此对于混凝土的需求比较高,采用水质底板基础面形式,进行砾石的弱化处理,才能够保护水土,防止流失。
1.2 工程施工情况
在水库闸室的施工方面,采用机器挖掘的结构形式,预留50毫米的保护层进行人工开挖,同时在开挖的过程中,采取多种措施,确保地面的干燥性。在闸墩混凝土的施工方面,采用的是c25的混凝土结构形式,使用25t的吊车入仓处理,测试器坍落度以及含气量水平。
一般来说,闸墩混凝土的浇筑时间普遍在16个小时以上,有些可以达到21个小时,而对于南北岸的水闸闸墩,则需要考虑其本身的性能,合理的进行配比。
全部工程配比完成后的最后一步是混凝土的浇筑,浇筑过程主要是沿着水流的放线,自上而下或自下而上分布进行,可采用顺水方面,也可采用逆水方向,做到各个底板浇筑的十分充足,保证泄洪闸底板混凝土的稳定性能。
在这个过程中,要做好对原材料的监理工作,特别是对水泥和混凝土的处理,要进行见证取样,经过相关部门的鉴定,合理的配比整个过程,保证施工中的各个步骤都能够合理有序的开展和运行。
2 裂缝检测成果
2.1 枢纽工程裂缝情况简介
在对现场进行勘察的过程中,需要首先考虑闸墩位置,防止出现裂缝。
2.2 分布特点
经过对于枢纽工程的研究发现,各种底板工程机闸墩裂缝都要进行实地勘察之后,才可制定加固施工的方案,而裂缝在水库之间的分布存在以下几个特点:
a. 拦河闸闸墩以及底板的混凝土部分要集中进行桩体的施工,特别是在上下游部分,采用不同的处理方法,确保施工的完整有序。
b. 一般来说,裂缝的分布存在一定的规律,南侧的裂缝要多余北侧的裂缝,这和太阳的直接照射有关。而在拦河闸闸墩的南侧,其裂缝的个数较多,占据总数的五分之三,而北侧的裂缝较少,只为五分之二,因此在河闸闸墩的加固方面,要分开步骤,南北分布进行,保证施工管理水平。
c. 闸墩的裂缝一般情况下是竖向分布,宽度较大,而且根据科学数据显示,其左右方向大体对策,这也就是说,部分的裂缝可以不断地延伸,而有些裂缝的延伸程度不明显,但呈现的状态比较明显。
d. 在闸底部分,裂缝主要分布在闸室的工作门区域,这和下游水量较大有关,通常裂缝形式为南北走向,很少有东西走向的裂缝。
e. 闸底板左起1 号闸孔裂缝较宽,约0.5mm;其他出现裂缝的底板裂缝宽度均不大0.2mm,个别为0.3mm。
f. 通过参建各方联合对闸墩及底板裂缝部位采用准75 取芯机进行钻孔取样的结果显示:虽然芯样混凝土致密、完整、无缺陷,据取芯处所断钢筋显示:钢筋完好,无锈蚀。
3 裂缝产生的诱因分析
a. 根据裂缝产生情况,温度变化区(向阳侧)产生的裂缝远多于背阴侧。故不排除因受温度和湿度变化的影响,在温度应力的影响下,在牛腿等承压部位,产生连续裂缝。
b. 混凝土在升温的过程中,表面引起拉应力,后期在降温过程中,由于受到基础的约束,又会在混凝土内部出现拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。
c.《水闸设计规范》(SL265—2001)中4.2.11 项中要求对坚实地基上或采用桩基的水闸,可在闸室底板上或闸墩中间设缝分段;对软弱地基上或地震区的水闸,宜在闸墩中间设缝分段。岩基上的分段长度不宜超过20m,土基上的分段长度不宜超过35m。拦河闸及进水闸基础均位于半胶结砂砾石层弱风化岩(Ⅻ类岩石类别划分中划归Ⅶ类岩石),拦河闸闸墩长度为23m,冲沙闸底板宽度为27.9m,泄洪闸底板宽度为43.4m,进水闸闸墩长度为20m,底板宽度为26.4m。
d. 由于水闸底板及闸墩采用混凝土分期浇筑,当水闸闸墩进行浇筑时,闸底板水化热已充分释放,故其对闸墩的温度变形产生较强的约束,而使闸墩混凝土产生裂缝。
4 应对裂缝的处理措施
4.1 裂缝处理措施的确定
根据现场情况及《水闸施工规范》(SL265—2001)中的规定(性质仅为微细表面的裂缝、钢筋混凝土的浅层缝,且在水位以上区缝宽小于0.20mm、水位变动区缝宽小于0.15mm、水下区缝宽小于0.30mm 的裂缝,可以不予处理),对于裂缝宽度大于0.1mm 的裂缝,采用内部进行化学灌浆及表面封闭的综合处理方案。
4.2 材料的选择
化学灌浆材料采用改性环氧灌浆材料,该材料可灌性好,粘结强度高,对裂缝能够起到补强加固作用。裂缝内部化学灌浆完成2~3 天后,在裂缝表面采用具有优异力学性能(SK 手刮聚脲柔性防水材料与混凝土之间的粘结强度可达3MPa 以上)的SK 手刮聚脲柔性防水材料进行封闭。该材料具有施工方便、不需要专门设备,抗老化能力强,颜色接近混凝土,对建)筑物外观质量影响较小等突出特点。
4.3 裂缝处理施工工艺
施工流程为:裂缝调查→裂缝内部化学灌浆→裂缝表面封闭处理→养护。
4.3.1 高压化学灌浆施工工艺
a. 沿混凝土裂缝两侧打斜孔与缝面相交,孔距为20~30cm,孔深20cm,孔徑2cm。灌浆孔钻好后,用高压气吹出造孔时产生的粉尘,清孔验收标准以孔内无任何杂物为准。
b. 在已洗好的灌浆孔装上专用的灌浆嘴。
c. 为了保证灌浆质量,灌浆采用专业的高压灌浆机,灌浆压力要分级施加,直至达到最高灌压,最高压力根据现场情况确定。所灌孔在要求的时间内不进浆或所灌孔附近的裂缝出浆,且出浆浓度与进浆浓度相当或渗水裂缝不再渗漏时,结束灌浆。
4.3.2 裂缝表面封闭处理施工工艺
a. 采用专用工具打磨裂缝表面混凝土直至露出新鲜面。
b. 用清水洗去除裂缝表面粉尘。
c. 表面干燥后,涂刷专用界面剂。
5 结语
总而言之,随着人民生活水平的提高,对于坝体的质量要求越来越高,因此做好坝体的防水防渗工作对于后期的人民生活具有重要的意义。本文重点介绍了在裂缝产生过程中应该注意的问题以及解决的方法,提出了一系列的建议,并结合当前的工程实际,有针对性的解决了以上问题。■
参考文献
[1] 陈建国,郭晋川. 浅议水工混凝土建筑物缺陷修补技术[J]. 广西水利水电. 2010(03)
[2] 吴元金. 渠道混凝土裂缝成因及处理措施[J]. 广东水利水电. 2009(08)
[3] 周涛,于凤清. 水工混凝土裂缝的防控及处理措施[J]. 农村实用科技信息. 2010(02)
【关键词】大型水闸工程;混凝土裂缝形成原因;处理措施浅析
通常来说,混凝土是水库兴建的主要材料,然而由于自然和人为因素的影响,混凝土的施工质量也大大折扣。在一些水库兴建的档口,出现了混凝土裂缝的问题,给水库的整体修建带来了严重的影响,在这种情况下,我国对于裂缝的原因进行分析,加强了其基础部分,采用了大型的水闸工程,取得了一定的成功。
1 工程简述
1.1 工程概况
我国某处河段采用的是河道枢纽的结构形式,自南向北进行水量的输送过程,在拦河闸以及泄洪口地区,分布设置了不同的关口,同时,由于泄洪冲沙闸有一定的长度和厚度,因此对于混凝土的需求比较高,采用水质底板基础面形式,进行砾石的弱化处理,才能够保护水土,防止流失。
1.2 工程施工情况
在水库闸室的施工方面,采用机器挖掘的结构形式,预留50毫米的保护层进行人工开挖,同时在开挖的过程中,采取多种措施,确保地面的干燥性。在闸墩混凝土的施工方面,采用的是c25的混凝土结构形式,使用25t的吊车入仓处理,测试器坍落度以及含气量水平。
一般来说,闸墩混凝土的浇筑时间普遍在16个小时以上,有些可以达到21个小时,而对于南北岸的水闸闸墩,则需要考虑其本身的性能,合理的进行配比。
全部工程配比完成后的最后一步是混凝土的浇筑,浇筑过程主要是沿着水流的放线,自上而下或自下而上分布进行,可采用顺水方面,也可采用逆水方向,做到各个底板浇筑的十分充足,保证泄洪闸底板混凝土的稳定性能。
在这个过程中,要做好对原材料的监理工作,特别是对水泥和混凝土的处理,要进行见证取样,经过相关部门的鉴定,合理的配比整个过程,保证施工中的各个步骤都能够合理有序的开展和运行。
2 裂缝检测成果
2.1 枢纽工程裂缝情况简介
在对现场进行勘察的过程中,需要首先考虑闸墩位置,防止出现裂缝。
2.2 分布特点
经过对于枢纽工程的研究发现,各种底板工程机闸墩裂缝都要进行实地勘察之后,才可制定加固施工的方案,而裂缝在水库之间的分布存在以下几个特点:
a. 拦河闸闸墩以及底板的混凝土部分要集中进行桩体的施工,特别是在上下游部分,采用不同的处理方法,确保施工的完整有序。
b. 一般来说,裂缝的分布存在一定的规律,南侧的裂缝要多余北侧的裂缝,这和太阳的直接照射有关。而在拦河闸闸墩的南侧,其裂缝的个数较多,占据总数的五分之三,而北侧的裂缝较少,只为五分之二,因此在河闸闸墩的加固方面,要分开步骤,南北分布进行,保证施工管理水平。
c. 闸墩的裂缝一般情况下是竖向分布,宽度较大,而且根据科学数据显示,其左右方向大体对策,这也就是说,部分的裂缝可以不断地延伸,而有些裂缝的延伸程度不明显,但呈现的状态比较明显。
d. 在闸底部分,裂缝主要分布在闸室的工作门区域,这和下游水量较大有关,通常裂缝形式为南北走向,很少有东西走向的裂缝。
e. 闸底板左起1 号闸孔裂缝较宽,约0.5mm;其他出现裂缝的底板裂缝宽度均不大0.2mm,个别为0.3mm。
f. 通过参建各方联合对闸墩及底板裂缝部位采用准75 取芯机进行钻孔取样的结果显示:虽然芯样混凝土致密、完整、无缺陷,据取芯处所断钢筋显示:钢筋完好,无锈蚀。
3 裂缝产生的诱因分析
a. 根据裂缝产生情况,温度变化区(向阳侧)产生的裂缝远多于背阴侧。故不排除因受温度和湿度变化的影响,在温度应力的影响下,在牛腿等承压部位,产生连续裂缝。
b. 混凝土在升温的过程中,表面引起拉应力,后期在降温过程中,由于受到基础的约束,又会在混凝土内部出现拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。
c.《水闸设计规范》(SL265—2001)中4.2.11 项中要求对坚实地基上或采用桩基的水闸,可在闸室底板上或闸墩中间设缝分段;对软弱地基上或地震区的水闸,宜在闸墩中间设缝分段。岩基上的分段长度不宜超过20m,土基上的分段长度不宜超过35m。拦河闸及进水闸基础均位于半胶结砂砾石层弱风化岩(Ⅻ类岩石类别划分中划归Ⅶ类岩石),拦河闸闸墩长度为23m,冲沙闸底板宽度为27.9m,泄洪闸底板宽度为43.4m,进水闸闸墩长度为20m,底板宽度为26.4m。
d. 由于水闸底板及闸墩采用混凝土分期浇筑,当水闸闸墩进行浇筑时,闸底板水化热已充分释放,故其对闸墩的温度变形产生较强的约束,而使闸墩混凝土产生裂缝。
4 应对裂缝的处理措施
4.1 裂缝处理措施的确定
根据现场情况及《水闸施工规范》(SL265—2001)中的规定(性质仅为微细表面的裂缝、钢筋混凝土的浅层缝,且在水位以上区缝宽小于0.20mm、水位变动区缝宽小于0.15mm、水下区缝宽小于0.30mm 的裂缝,可以不予处理),对于裂缝宽度大于0.1mm 的裂缝,采用内部进行化学灌浆及表面封闭的综合处理方案。
4.2 材料的选择
化学灌浆材料采用改性环氧灌浆材料,该材料可灌性好,粘结强度高,对裂缝能够起到补强加固作用。裂缝内部化学灌浆完成2~3 天后,在裂缝表面采用具有优异力学性能(SK 手刮聚脲柔性防水材料与混凝土之间的粘结强度可达3MPa 以上)的SK 手刮聚脲柔性防水材料进行封闭。该材料具有施工方便、不需要专门设备,抗老化能力强,颜色接近混凝土,对建)筑物外观质量影响较小等突出特点。
4.3 裂缝处理施工工艺
施工流程为:裂缝调查→裂缝内部化学灌浆→裂缝表面封闭处理→养护。
4.3.1 高压化学灌浆施工工艺
a. 沿混凝土裂缝两侧打斜孔与缝面相交,孔距为20~30cm,孔深20cm,孔徑2cm。灌浆孔钻好后,用高压气吹出造孔时产生的粉尘,清孔验收标准以孔内无任何杂物为准。
b. 在已洗好的灌浆孔装上专用的灌浆嘴。
c. 为了保证灌浆质量,灌浆采用专业的高压灌浆机,灌浆压力要分级施加,直至达到最高灌压,最高压力根据现场情况确定。所灌孔在要求的时间内不进浆或所灌孔附近的裂缝出浆,且出浆浓度与进浆浓度相当或渗水裂缝不再渗漏时,结束灌浆。
4.3.2 裂缝表面封闭处理施工工艺
a. 采用专用工具打磨裂缝表面混凝土直至露出新鲜面。
b. 用清水洗去除裂缝表面粉尘。
c. 表面干燥后,涂刷专用界面剂。
5 结语
总而言之,随着人民生活水平的提高,对于坝体的质量要求越来越高,因此做好坝体的防水防渗工作对于后期的人民生活具有重要的意义。本文重点介绍了在裂缝产生过程中应该注意的问题以及解决的方法,提出了一系列的建议,并结合当前的工程实际,有针对性的解决了以上问题。■
参考文献
[1] 陈建国,郭晋川. 浅议水工混凝土建筑物缺陷修补技术[J]. 广西水利水电. 2010(03)
[2] 吴元金. 渠道混凝土裂缝成因及处理措施[J]. 广东水利水电. 2009(08)
[3] 周涛,于凤清. 水工混凝土裂缝的防控及处理措施[J]. 农村实用科技信息. 2010(02)