摘要:隧道施工中,襯砌混凝土應(yīng)采取合理的工程技術(shù)方案,嚴(yán)格控制好裂縫數(shù)量及其寬度。一般,建筑企業(yè)會(huì)借助鋼模板臺(tái)車(搭配先進(jìn)的泵送工藝),以便對(duì)二次襯砌進(jìn)行規(guī)范作業(yè)。然而,混凝土硬化中形成的裂縫不僅降低了美觀度,同時(shí)還給工程質(zhì)量帶來巨大的隱患。根據(jù)筆者多年來的從業(yè)經(jīng)驗(yàn),本文探討了混凝土裂縫科學(xué)的治理方案。
關(guān)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(lǐng)域中均有較多的運(yùn)用。襯砌混凝土在完成施工后,極易產(chǎn)生裂縫,出現(xiàn)明顯的質(zhì)量缺陷,影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性。正因?yàn)榇,我們(cè)诨炷潦┕て陂g需提出科學(xué)的防治措施,預(yù)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(duì)策。
1裂縫的類型
1.1干縮裂縫。硬化時(shí),混凝土中的水分也會(huì)慢慢地蒸發(fā)。凝結(jié)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(fā)生變形并形成一種應(yīng)力。如果應(yīng)力值相比于抗拉強(qiáng)度明顯要高,很多情況下會(huì)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(guī)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(huì)釋放較多的熱量,同時(shí)在混凝土內(nèi)、表面間出現(xiàn)明顯的溫度梯度,形成一種應(yīng)力。若溫度應(yīng)力>約束力,那么混凝土將出現(xiàn)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(duì)要窄。溫度裂縫的產(chǎn)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(chǔ)還留有大量的虛碴。對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑后,基底出現(xiàn)了不均勻沉降;堵頭板尚未合理固定,脫模時(shí)間過早,或外力作用對(duì)混凝土造成強(qiáng)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(jī)械故障的情況下,澆筑中斷時(shí)間明顯要比初凝時(shí)間更長。再次繼澆筑時(shí),原混凝土基礎(chǔ)外表尚未做好鑿毛處理,或是未用水進(jìn)行沖洗,未鋪設(shè)水泥砂漿墊層,便直接在原混凝土表面上進(jìn)行澆筑,這就導(dǎo)致新舊混凝土接茬處形成明顯的裂縫。
2混凝土裂縫的預(yù)防措施
2.1溫度裂縫的預(yù)防。溫度裂縫,可以選擇下列措施進(jìn)行預(yù)防:①優(yōu)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(dāng)比例的粉煤灰或是高效減水劑,控制水泥用量,優(yōu)化骨料級(jí)配,預(yù)防水化熱。④減小水灰比,最好不高于0.6。⑤優(yōu)化攪拌加工工藝;谌浼夹g(shù),創(chuàng)新運(yùn)用二次風(fēng)冷新工藝,對(duì)澆筑溫度進(jìn)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(dòng)性,減少水化熱,需延遲熱峰時(shí)間。在混凝土中,需要適時(shí)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(yù)防。干縮裂縫,多數(shù)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(yù)防措施:①水灰比越高,干縮相對(duì)也就越明顯。水灰比,同樣也可能會(huì)引起干縮。我們對(duì)混凝土進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)控制好水灰比。必要時(shí),投放適當(dāng)?shù)臏p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(shí)減小用量。③混凝土用水量,切勿高于配合比設(shè)計(jì)所需的用水量,同時(shí)控制攪拌與施工配合比。④應(yīng)注重對(duì)混凝土做好早期養(yǎng)護(hù),同時(shí)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。若施工時(shí)間是在冬季,混凝土最好要延長進(jìn)行保溫,并抹上合適的養(yǎng)護(hù)劑,使其得到周全的養(yǎng)護(hù)。⑤在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi),還要留出一定的收縮縫。2.3荷載變形裂縫的預(yù)防荷載變形裂縫,需考慮下列幾種預(yù)防措施:①在上部結(jié)構(gòu)施工之前,需要對(duì)松軟地基做好加固工作。②模板強(qiáng)度、剛度適中,穩(wěn)定支撐,地基受力相對(duì)比較均勻。③混凝土澆筑時(shí),地基切勿被水直接地浸泡。
3其他預(yù)防措施
3.1原材料控制。①水泥。各種品牌、規(guī)格和批次的水泥,切勿隨意混用。水泥用量必須得當(dāng),建議選用普通硅酸鹽水泥。②碎石。結(jié)合泵送管路內(nèi)徑的真實(shí)情形,選擇粒徑相對(duì)偏大的碎石。另外,含泥量不能超出1%。針、片狀物,其含量應(yīng)低于15%,且粒徑為5~31.5mm,最大也應(yīng)小于40mm。③砂。那些級(jí)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(nèi)。④水。建議選擇飲用水。⑤摻合料。摻入適當(dāng)?shù)姆勖夯乙约芭蛎泟,控制好水泥用量?.2混凝土施工工藝控制。對(duì)鉆爆參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,運(yùn)用鉆眼開挖技術(shù),達(dá)到預(yù)期的爆破效果。同時(shí),超欠挖也應(yīng)控制得當(dāng)。隧道開挖斷面,需定期進(jìn)行查驗(yàn),為襯砌施工創(chuàng)造有力的條件;炷涟韬。①計(jì)量裝置,要做好常規(guī)性檢查,按施工配料單作出科學(xué)地計(jì)量。在此基礎(chǔ)上,對(duì)砂石料含水率進(jìn)行合理檢測(cè),調(diào)節(jié)拌合所需的用水量。②混凝土施工時(shí),需控制好入模溫度。灌注混凝土。a.對(duì)混凝土進(jìn)行運(yùn)輸或是泵送時(shí),要及時(shí)加水。b.灌注速度切勿過快,雙側(cè)邊墻必須對(duì)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(duì)拱部混凝土進(jìn)行灌注。③為預(yù)防內(nèi)部微裂縫、減少氣孔,使混凝土保持足夠的密實(shí)度,達(dá)到合格的抗裂性,我們?cè)诠嘧r(shí)還應(yīng)做好振搗工作。
4混凝土裂縫的治理
4.1對(duì)細(xì)微裂縫的治理。隧道襯砌混凝土外表,可見明顯的細(xì)微裂縫,但這些裂縫沒有太大的擴(kuò)展性。該類裂縫相對(duì)來說比較穩(wěn)定,通常能夠自愈,對(duì)結(jié)構(gòu)后期的使用并無嚴(yán)重的影響。故建議:先對(duì)裂縫表面進(jìn)行清洗,抹上一層環(huán)氧樹脂漿液,最好2~3遍,使用刮抹料或是調(diào)色料來對(duì)混凝土表面進(jìn)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(jìn)行開鑿,寬度5cm,深度3cm,形狀為V形。槽內(nèi)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(gè)襯砌,防止跑漿。使用水沖來對(duì)雜物粉塵進(jìn)行清洗,在孔內(nèi)直接插入10mm長度的壓漿管,同時(shí)借助環(huán)氧樹脂水泥漿來對(duì)灰砂進(jìn)行錨固,做好壓實(shí)抹光工作。樹脂砂漿配比:環(huán)氧:水泥:細(xì)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(duì)雙液漿或是環(huán)氧樹脂漿液進(jìn)行壓入。最后,根據(jù)壓力水來對(duì)壓漿效果進(jìn)行檢查,裂縫外表要做好刮抹以及調(diào)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(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)防水、地層做好加固處理。順著裂縫雙側(cè),進(jìn)行交叉布點(diǎn),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(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)?咨3m,并利用WDT25注漿錨桿進(jìn)行操作。水灰比調(diào)至1:1,灰砂比1:(3~5),注漿順序?yàn)橄壬虾笙隆?/div>
5結(jié)語
隧道裂縫受到多個(gè)因素的限制,對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的破壞程度也有很大區(qū)別。正因?yàn)榇,要酌情采取合理的解決措施。裂縫除了會(huì)影響隧道的日常使用,降低滲透阻力外,同時(shí)也會(huì)腐蝕結(jié)構(gòu)中的鋼筋,使混凝土嚴(yán)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的安全性與平穩(wěn)性。