戈壁环境下现浇混凝土裂缝成因分析与防治措施

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kandyyu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:结合兰新第二双线CTRSⅠ型双块式无砟轨道现浇混凝土道床板(等其他结构)现场的施工,对现浇混凝土产生裂缝的类型、产生的原因和防治措施进行分析总结,指出温差、大风和混凝土配合比是现浇混凝土产生裂缝的主要因素,在现场施工的基础上,系统总结现浇混凝土在戈壁环境下施工时采取优选原材料优化配合比、强化施工的措施和加强混凝土后期养护来控制裂缝的产生和发展,为后续施工提供参考。
  关键词:戈壁环境;混凝土裂缝;原因;防治措施;
  中图分类号:TV331文献标识码: A
  兰新第二双线采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构,中交三航局兰新第二双线二标段二工区承担正线19km道床板的施工且全部属于烟墩风区。夏季高温,冬季寒冷,四季有风,此为现浇混凝土施工的外部环境。施工中现浇混凝土出现裂缝是不可避免,结构的本身设置为可以开裂结构,但裂缝控制在0.2mm[1],若裂纹宽度较大,通过混凝土保护层延伸到版内钢筋形成贯通裂纹时,将造成钢筋锈蚀,影响结构的耐久性严重时影响结构的承载力,同时可能会危害到结构的使用安全。能够采取有效的措施来阻止现浇混凝土裂缝的产生和发展是结构物施工成功重要标准之一,本文通过现场道床板实际施工总结出相应措施以控制减少现浇混凝土裂缝措施,提高现浇混凝土在戈壁环境下的施工质量。
  1概述
  1.1CRTSⅠ型双块式无砟轨道的特点
  兰新第二双线为CRTSⅠ型双块式无砟轨道自上而下由钢轨、扣件系统、双块式轨枕、道床板、支承层等组成。 无砟轨道道床板为单元式钢筋混凝土结构,采用双层配筋,上层为9根Ø16HRB335钢筋,下层为14根Ø16HRB335钢筋,每2个轨枕之间上下层各设置2根Ø14HRB335横向钢筋。每一个单元19.5m有5个3.9m的小单元板组成,小单元板之间设置有假缝上层钢筋断开下层钢筋不断开,大单元板之间上下层钢筋全部断开且设置有传力杆。
  1.2现浇混凝土常见裂缝形式及分类
  1.2.1现浇混凝土常见裂缝形式
   结合施工现场分析现浇混凝土在多风、温差大、湿度小的外部环境下多产生如图2所示的裂缝。裂缝主要有(a)现浇混凝土与老混凝土相接处的四个角端分别沿着45°方向发展,(b)在现浇混凝土中间会产生不规则的横向或者纵向裂缝,(c)在3.9m假缝处缝沿着假缝处发展至支撑层顶面上,
  
  图1混凝土裂缝示意图
  1.2.2现浇混凝土常见裂缝分类
   现浇混凝土根据裂缝产生的原因可以分为: 塑性收缩裂缝;干缩裂缝;温度裂缝;结构应力集中裂缝;荷载裂缝;养护不及时产生的裂缝。
  2现浇混凝土裂缝形成原因
  混凝土原材料不合格及配合比的不准确是引起现浇混凝土裂缝的主要原因之一。现浇混凝土产生裂缝材料原因有粗骨料的含泥量过大,造成混凝土收缩过大,引起收缩裂缝,水泥品种的原因:矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大 ,水泥等级越高细度越细早期强度越强对混凝土开裂影响越大。配合比的原因有在配合比设计过程中水泥的等级和品种选用不当,配合比中水灰比过大,由于混凝土结构的施工一般为泵送,塌落度要求较大,而塌落度越大,收缩裂缝越容易产生,同时混凝土中外加剂的选用不当会造成混凝土开裂。
  2.1 塑性收缩裂缝形成原因
  混凝土的塑性收缩是指混凝土浇筑完成后仍处于塑性状态由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝,此种裂缝多在表面出现,形状不规则,长短宽窄不一,深度较深,此种裂缝产生的主要原因为混凝土浇注完成后最后一遍压光时间不正确、压面遍数不足且收光完成后混凝土未及时养护。轨道结构在炎热或大风天气情况下混凝土表面水分蒸发过快,或者过快的被支承层和模板将水分吸走,而此时的混凝土还处于可塑状态并无抗拉强度,不能抵抗此收缩而产生的应力而导致开裂。
  2.2 干缩裂缝形成原因
  干燥收缩是由于混凝土凝结后在干燥的环境中会有混凝土的表层至内部逐渐失水而引起的混凝土收缩,水泥浆中水分的蒸发会产生的干缩,且混凝土的这种收缩是一个不可逆的过程,混凝土表面水分损失过快,变形大,内部温度变化较小,变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部的约束,产生较大的拉应力而产生裂缝。另外相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝就容易产生。此种裂缝出现在混凝土浇注完成后的4d-6d甚至更长时间,会严重加剧混凝土的收缩裂缝的产生。
  干燥、多风是兰新二线混凝土早期长生裂缝的主要原因之一,施工现场所在烟墩风区常年多风少雨,气候异常干燥,昼夜温差较大,在兰新二线轨道道床板所存在的(a)类形式的缝有此原因而产生,(a)类缝产生处为新老混凝土结合面,在混凝土浇注完成后,在同样丢失水分的同时由于此处轨枕也需要吸收混凝土中水分,相对于其他地方来说此处的混凝土水分丢失的最快,加上浇注混凝土所在环境影响使得产生的裂缝的可能性最大。
  2.3 温度裂缝形成原因
  温度裂缝的产生主要是由于温差造成。温差可以分为三种水化热引起的(1)混凝土内外温差(2)结构整体的温度升降差(3)结构从上表面之下表面的温度梯度。混凝土表面温度与拆模时大气温差或混凝土表面溫度与养护水温的温差或裸露的混凝土表面突遇寒潮或大风时的突然降温温差控制是保证混凝土表面不裂缝或者少裂缝的关键控制[2],
  2.3.1混凝土内外温差
  在混凝土浇注初期,水泥水化过程产生大量的水化热,并且这种热量会在混凝土浇注完成后4d-5d内放出,由于混凝土是热的不良导体,混凝土内部热量积聚在内部不容易散发,这使得混凝土内部温度上升,而混凝土外部的温度为室外环境的温度,这就形成混凝土内外温差,这种由于温差形成于表面的应力如果大于此时混凝土本身的抗拉强度时,会导致混凝土裂缝的产生。
  2.3.2结构整体的温度升降差
  浇注完成后的混凝土暴露的自然环境下随季节性变化和日照循环变化下,结构也会发度升生均匀的温降变化,从而使混凝土结构发生伸缩,对于无约束的混凝土这种收缩不会产生裂缝而在整体浇注完成后的混凝土受到上部结构(钢轨等)的约束,下部受到支承层(底座板、承台等结构)的约束,然而三者的温度变化系数α不同,在受到不同拉应力的作用下,混凝土会沿着既有的裂缝进一步发展,从而出现贯通裂缝。
  2.3.3结构从上表面之下表面的温度梯度
   混凝土在受到日光照射时,上表面积聚升温,而下表面温度与支承层(底座板、承台等结构)温度相当,使得现浇混凝土由上及下形成温差梯度,沿着混凝土横截面混凝土收缩、伸长不一致,从而使得相距若干距离形一道裂缝。
  温度是兰新二线混凝土产生裂缝的主要原因之一,由于施工在所处的环境昼夜温差大,夏季平均温差在35℃,冬季平均温差在28℃,夏季地表最高温度达52℃冬季最低温度达-22℃。
  2.4 结构应力集中裂缝形成原因
  双块式无砟轨道施工时先将工具轨、双块式轨枕精确定位、扣件系统锁死,然后在浇筑混凝土。由于气候原因白天无法完成精调结构应力集中裂缝在施工过程中道床板结构是一个方向的尺寸远远大于另外两个方向的尺寸的结构,沿着纵向方向很容易产生应力的集中,由于在兰新二线施工中最高温度与最低温度可以相差22℃,现浇混凝土在受到模板、工具轨、底层的支承层(底座板等结构)三个方向不同的收缩应力,最容易在最弱的界面产生裂缝,及时松开轨排扣件是的温度应力及时释放是处理应力集中裂缝的最好办法。
  2.5 荷载裂缝形成原因
  荷载裂缝主要有在混凝土浇筑完成后,在温度变化时,但未能及时将约束放松而致使的轨枕周边产生裂缝;路基、桥梁、隧道沉降观测不到位使得结构开裂;外加荷载等作用在混凝土上而形成的裂缝。
  2.6 养护不及时产生的裂缝形成原因
   养护是混凝土终凝后必须要采取的保养措施,混凝土在终凝完成后已经有一定的承载力,但是混凝土的水化反应才刚刚开始,水化需要大量的水参加,如果现场养护不到位,混凝土在早期发展强度的同时会脱水,引起收缩裂缝,而做到保温、保湿是保证混凝土在终凝完成后不开裂的前提条件。而此种裂缝也是可以避免产生的裂缝。
  3控制现浇混凝土裂缝产生发展的措施
  3.1加强原材料控制和规范配合比设计
   混凝土是粗骨料、细骨料、砂、水和水泥胶凝材料按照一定配合比搅拌而成,控制原材料的是控制混凝土性能的最根本方法,各种原材料、外加剂在进场前检验其出厂合格证报告,对粗骨料、细骨料、砂的含泥量必须做取样试验,以确保每批次的粗骨料达是合格的,按照规范要求的频率对水泥进行取样试验,确保所进场的每批次原材料为合格品。对于水泥为了降低水化热要尽量采取早期水化热底的水泥,尽量采用多级配或者连续级配的骨料,级配越好,混凝土越密实,缝隙产生的可能性就较小。配合比的设计要严格按照混凝土的耐久性规范设计,要考虑到碱骨料反应,在选择混凝土原材料上要控制含碱量。再配合比的设计过程中要考虑降低水泥的用量,水泥的用量减少可以使得水化热减少,可以有效避免裂缝的产生。
  3.2消除线下变形引起的裂缝
   线下的变形引起的裂缝是很难修复,由于线下变形引发的裂缝往往是超限的、持续发展的,直接危机到上部结构的安全性,因此加强对路基、桥梁、隧道的沉降变形观测,并合理、科学的对线下结构沉降变形进行评估[3],待线下结构处于稳定状态,然后施工上部结构混凝土。
  3.3优化施工方案和强化混凝土养护
   开展大范围混凝土施工时必须先按照传统施工工艺[4] [5]进行试验段的施工,戈壁环境下决定了现浇混凝土施工的特殊性。在多风、温差大、湿度低的前提下,在施工过程中应该做好如下方面的工作;确保混凝土的保护层厚度;选择温度较低时进行混凝土施工,能够保证混凝土的温度同外部环境的温度一块升温;增加必要的设计措施,在容易开裂处设置相应的钢筋。在混凝土浇注开始半小时前对老混凝土进行湿润,在混凝土浇注过程中,振动棒要快插慢拔,避免过震、漏震导致混凝土不密实引起体积变化,完成浇注混凝土后,加强多次抹面压光;完成抹面后,对混凝土进行喷洒TKC-1混凝土养护剂,并覆盖土工布一层油布一层,同时搭建防风帐篷如图5;根据混凝土浇注后的时间不同养护方式也不同,在0d-3d内的混凝土覆盖2层棉被加一层油布,在3d-14d的混凝土覆盖1层棉被加一层油布,在14d-28d内的覆盖一层棉被。
  4结语
  防止和减少现浇混凝土裂缝的产生和发展是结构设计和施工过程的重要内容之一,本文通過对戈壁环境下混凝土裂缝产生的原因及结合现场采取处理的措施,提出一些在多风、温差大、湿度低的戈壁环境条件下减少现浇混凝土裂缝措施如下:1)控制原材料的各项指标,尤其控制泵送混凝土的塌落度,减少干缩裂缝产生。2)根据外部环境来决定浇注混凝土时间和拆除扣件系统的时间,减少不必要裂缝产生。3)后期混凝土养护必须做到夏季保湿、冬季保温,达到规定的养护时间避免后期混凝土开裂。
  5 参考文献
  [1] 中华人民共和国铁道部,TB10005-2010铁路混凝土结构耐久性设计规范,中国铁道出版社 [S].2011:31.
  [2] 李潘武,李博渊,马昕,林静.混凝土表面温差裂缝的施工控制与研究[J].混凝土,2011,3: 113.
  [3] 中华人民共和国铁道部,TB10601-2009高速铁路工程测量规范,中国铁道出版社 [S].2009:89-99.
  [4] 杜永昌,王晓州,辛维克,洪鑫.高速与客运专线铁路施工工艺手册[M].北京,科学技术文献出版社,2006,10:1235-1241.
  [5] 中华人民共和国铁道部,铁建设[2010]241高速铁路轨道工程施工技术指南, [S].北京,中国铁道出版社:84、90、96
其他文献
摘要:随着现代建筑工程建设企业的不断发展以及建筑测量新技术的应用,建筑工程建设企业对工程测量工作的认识不断加深,这为有效提高建筑工程测量工作质量,保障工程施工质量,促进工程建设勘测、设计、施工管理等各个阶段的工作开展有着重要的意义。所以,没有建筑工程测量也就无法保证建筑工程质量。本文将着重对建筑工程测量进行分析,深入了解建筑工程测量的概念和建筑工程测量对建筑施工质量所起到的作用。  关键词:工程测
期刊
摘要:对于我国来说,低碳经济给国内企业、工程事业的发展起到了不可磨灭的作用,但同时也存在一定风险,需在发展过程中做好严格的风险防范与管理,切实保证低碳经济与企业经济、工程经济的共同发展。本文从我国低碳经济的发展概况入手,对低碳经济下工程经济发展遇到的风险作详细分析,并给出几点相应的风险防范措施,以供相关人士参考。  关键词:工程;经济风险;管理;探析  中图分类号:S618文献标识码: A  引言
期刊
摘要:在推行工程量清单计价模式下,为适应市场需求,我们必须不断学习新的工程技术知识,学习国外造价管理中的先进经验和技术,理论和实践相结合,把自己锻炼成适应时代需求的造价工作者。工程项目造价控制是一个动态的控制过程。在工程量清单计价的条件下,造价控制人员必须在施工建设的各个阶段合理确定工程项目的造价目标,采取切实可行的工程造价控制方法和手段,使工程造价得到有效合理的控制。本文通过分析工程量清单计价的
期刊
摘要:高校图书馆的各种服务功能是随着社会环境和高校内部条件的变化而相应地变化和调整的。但是,不管如何变化,高校图书馆为教学和科研服务的基本功能是不变的,同时,随着一些校园文化建设的发展,以及其他服务功能的拓展,将使其基本功能得到进一步加强和完善。  关键词:校园文化建设、文化服务功能、文化服务模式、功能拓展、功能定位  中图分类号:G250文献标识码: A  高校图书馆因拥有丰富的文献资源和文献信
期刊
摘要:随着我国经济的飞速发展和现代化进程的不断加快,建筑产业迎来了新的机遇和挑战,一方面,国家建设和城市化为建筑企业提供了广泛的市场,促进其快速发展;另一方面,日渐激烈的业内竞争和不断加强的规范化要求压缩了其利润空间,再加上市场经济可能带来的风险,现代化的建筑企业管理模式已经发生了根本性的改变。对于发包商来说,要控制好工程项目造价,就必须要做好监督审计和管理工作,本文介绍了流程管理的概念和要求,提
期刊
Abstract—Project life cycleincludingdecision-making stage,the implementation stageand using stage,projectmanagement throughoutall stages ofthe whole process of projectwork . Managementrelates to theco
期刊
摘要:从工程项目角度来研究成本, 把成本控制看作一个系统, 依据成本本身的规律, 设计一套科学合理的成本控制系统, 是进行成本管理的重要环节。本文就工程项目成本的含义和成本管理系统研究进行探讨,仅供参考。  关键词:工程项目成本管理系统研究  中图分类号:C93文献标识码: A  工程项目的成本管理就是指在项目实施过程中, 对所消耗的人力、机械、材料和费用开支进行的监督、指导、协调和限制, 除将各
期刊
摘要:工程造价的关键是在各个阶段开展对项目的造价进行科学有效的管理和管控,对项目造价的控制执行到项目的每一阶段的建设,养成员工的造价的概念和意识,只有如此才有可能达到最合理的使用建设资金,并实现投资收益的最大化。本文对工程造价的过程控制对结算的影响进行研究。  关键词:工程造价;过程控制;结算;影响  中图分类号:TU723文献标识码: A   前言  现代的建筑工程中,为了能够更加准确和合理地对
期刊
摘要:工程项目实施过程中的风险因素对工程造价具有显著的影响,直接关系到项目投资经济效益的实现和项目的决策。因此对工程造价中风险的控制尤为重要。本文分析了工程造价风险管理的意义及风险的特点。并对工程项目进行风险评估和识别,提出了风险管理的相应策略。为进行工程造价风险管理提供了技术上和方法上的支持。  关键词:工程造价 风险 评估 策略  中图分类号:TU723文献标识码: A    1、研究工程造价
期刊
摘要:随着我国经济的不断发展,工程的建设步伐仍在继续着。但是在工程建设中所存在的造价管理不当而导致的工程造价过高的问题比比皆是。针对这个问题,充分有效的发挥工程预算在建筑工程造价管理中的强化管理作用是十分必要和重要的。本文将以建筑工程的预算内容为基本,结合建筑企业如何提高建筑工程造价管理的水平对工程预算在建筑工程造价管理中的重要作用进行分析。  关键词:建筑工程;工程预算;成本管理  中图分类号:
期刊