淺談水工構(gòu)筑物中大體積砼裂縫的防治

摘要：大體積砼在澆筑施工中最常見的質(zhì)量缺陷就是砼裂縫問題。因此，防止砼裂縫的產(chǎn)生是保證大體積砼施工質(zhì)量的重要因素。在水工構(gòu)筑物的大體積砼施工中，防止砼裂縫的產(chǎn)生顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：水工構(gòu)筑物大體積砼裂縫防治

大體積砼在澆筑施工中最常見的質(zhì)量缺陷就是砼裂縫問題。因此，防止砼裂縫的產(chǎn)生是保證大體積砼施工質(zhì)量的重要因素。在水工構(gòu)筑物的大體積砼施工中，防止砼裂縫的產(chǎn)生顯得尤為重要。

本人在某凈水廠工程清水池底板砼施工過程中遇到了類似問題。經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)地分析與論證，使得后續(xù)的濾池、澄清池等各水工構(gòu)筑物的砼施工取得了良好的施工效果。

在清水池底板砼施工中，清水池底板砼出現(xiàn)了很多不規(guī)則的縱深裂縫。裂縫寬度大都在0.2-0.5mm之間,個(gè)別裂縫寬度為0.05-0.2mm之間。經(jīng)過滴灌紅色墨水及鑿?fù)诤蟀l(fā)現(xiàn)裂縫均為表層裂縫，深度在5-8mm之間。另外，還有少許沿底板上部筋方向形成的規(guī)則裂縫。裂縫的產(chǎn)生對(duì)清水池今后的生產(chǎn)使用是一種潛在的危險(xiǎn)。所以，必須對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行分析和處理，以保證在后續(xù)的構(gòu)筑物施工中防止裂縫產(chǎn)生。

一、裂縫產(chǎn)生的原因

造成大體積混凝土施工中產(chǎn)生裂縫的原因是復(fù)雜的，而且是綜合性的。

主要的原因有：砼及原材料性能不良；施工質(zhì)量差；結(jié)構(gòu)形式及構(gòu)造方面的問題；地基性質(zhì)和形狀方面的問題，以及施工溫差過大等原因。

根據(jù)清水池底板砼澆筑施工時(shí)的各種內(nèi)外部因素，確定其裂縫產(chǎn)生的主要原因有以下幾個(gè)方面：

1、溫度原因

由于清水池底板砼斷面厚度達(dá)400mm，因此水泥的水化熱在砼內(nèi)部大量積聚，散發(fā)較慢，造成砼內(nèi)部溫度高于表面溫度，形成表面溫差。再者，由于砼的導(dǎo)熱性能低，砼澆筑初期的強(qiáng)度和彈性模量都很低，對(duì)于由水化熱引起的急劇溫升約束不大，相應(yīng)的溫度應(yīng)力較小。但隨著砼齡期的增長(zhǎng)，強(qiáng)度、彈性模量的提高，對(duì)砼內(nèi)部降溫收縮的約束力也開始增大，以致產(chǎn)生了很大的拉應(yīng)力。當(dāng)砼在該齡期所能達(dá)到的抗拉強(qiáng)度不足以抵消這種拉應(yīng)力時(shí)，便產(chǎn)生了裂縫。

外界氣溫變化的影響也是砼產(chǎn)生溫度裂縫不容忽視的因素。砼澆筑后形成的內(nèi)部溫度值包含了水泥水化熱引起的溫度，以及澆筑時(shí)環(huán)境溫度等各種溫度的總和。清水池底板砼澆筑時(shí)的外界環(huán)境溫度達(dá)40℃，而澆筑工作完成后的傍晚溫度為18℃。這樣，澆筑完成后砼的內(nèi)部溫度與外界環(huán)境溫度的溫差在30℃以上。因此由于溫差作用而引起的溫度應(yīng)力對(duì)砼表面產(chǎn)生了很強(qiáng)的破壞作用，形成了表面裂縫。

2、干收縮原因

砼澆筑成型后，養(yǎng)護(hù)工作不到位，沒有及時(shí)地進(jìn)行表面履蓋，表面水份散失過快，導(dǎo)致砼內(nèi)部與外部不均勻收縮。其表面干收縮大于其內(nèi)部干收縮值。由于此干縮快慢差而形成的砼表面拉應(yīng)力，也是清水池底板砼產(chǎn)生裂縫的重要原因。

3、鋼筋保護(hù)層厚度原因

在底板砼施工過程中采用了單循環(huán)澆筑施工，施工操作人員在澆筑區(qū)域做單循環(huán)式移動(dòng)。來回的踩踏，造成底板上層鋼筋部分翹曲變形，以致個(gè)別地段保護(hù)層過大或過小。

另外在后續(xù)抹光工藝施工中，對(duì)基本成型后的砼底板保護(hù)不夠。在底板過早受力時(shí)，由于剛度不夠，導(dǎo)致沿上部鋼筋方向出現(xiàn)了有規(guī)則的裂縫。

二、防止裂縫產(chǎn)生的措施

根據(jù)本工程的實(shí)際特點(diǎn)及裂縫產(chǎn)生的原因，經(jīng)過分析研究，除了運(yùn)用一些傳統(tǒng)的補(bǔ)強(qiáng)方法對(duì)裂縫加以處理外，還制定了一些相應(yīng)的預(yù)防措施。這些措施在后續(xù)構(gòu)筑物施工中確實(shí)取得了良好的效果。

1、選擇合格的原材料

在原材料的選擇上，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，選擇適宜的原材料品種規(guī)格。首先，要確定水泥的品種，并嚴(yán)格控制好其水化熱指標(biāo)，安定性指標(biāo)等。另外，對(duì)砂石料的選擇也應(yīng)確保其級(jí)配適宜，含泥量不超標(biāo)。

2、選擇合適的施工時(shí)間

為了防止由于溫度應(yīng)力對(duì)砼的破壞，在后續(xù)構(gòu)筑物施工中采取溫度控制措施。即控制砼的內(nèi)外溫差，盡量降低砼的入模溫度，以減小溫度應(yīng)力，避免裂縫現(xiàn)象發(fā)生。

施工前，根據(jù)砼所在齡期的根限抗拉強(qiáng)度值確定允許溫差后再行施工。在不具備分析溫度應(yīng)力的條件下，一般依據(jù)20℃-25℃的內(nèi)外溫差標(biāo)準(zhǔn)予以控制。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的天氣預(yù)報(bào)，制定相應(yīng)的施工計(jì)劃，確定適宜的施工時(shí)間。盡量在傍晚時(shí)開始澆筑砼，以期避開午間的高溫天氣。

3、做好砼養(yǎng)護(hù)工作

為保證澆筑成型的砼在規(guī)定齡期內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，并防止產(chǎn)生干收縮裂縫，必須認(rèn)真細(xì)致地做好養(yǎng)護(hù)工作。

在自然氣溫條件下，應(yīng)于砼澆筑后3h以內(nèi)，即用麻袋等保水性材料在砼表面加以覆蓋，并及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)以保持砼具有足夠的濕潤(rùn)狀態(tài)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。

對(duì)于砼強(qiáng)度未達(dá)到1.2N/mm2以前，嚴(yán)禁在其上來往行人和安裝模板及支架。

4、安裝足夠的支撐用鋼筋撐腳

在澆筑砼過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)的施工線路實(shí)施澆筑。禁止閑散人員在鋼筋上部停留。澆筑施工人員不應(yīng)在鋼筋上部無序走動(dòng)。采用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，在上下層鋼筋網(wǎng)片之間應(yīng)設(shè)置足夠的支撐用鋼筋撐腳，以保證鋼筋位置正確。在澆筑線路上，鋪設(shè)臨時(shí)操作腳手板。所有澆筑人員的工作原則上均應(yīng)在腳手板上完成，以減少對(duì)鋼筋網(wǎng)的踩踏次數(shù)。臨時(shí)腳手板隨澆筑區(qū)域的轉(zhuǎn)移而移動(dòng)。