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浅析水工结构工程裂缝成因及防治措施

来源:原创论文网 添加时间:2019-05-20

  摘要:随着社会经济及技术的繁荣发展, 城市化建设步伐逐渐加快, 建筑行业随之发展壮大。尽管建筑行业获得了显著成效, 但是期间不可避免的会存在诸多问题。就水工结构项目来说, 在建设阶段常常产生裂缝现象, 影响结构稳定应用甚至是结构的安全性, 对此, 文章介绍了水工结构项目中裂缝的产生原因, 以及有效的防治方法。

  关键词:水工结构项目; 裂缝成因; 防治方法;

工程结构论文

  1 前言

  水工结构项目建设期间, 因各种因素的影响, 通常会产生很多结构性作业裂缝。结构性作业裂缝的产生极大影响到水工项目的建设质量。为此, 在施工阶段必须认真分析项目结构裂缝产生的原因, 找出问题的本质原因, 如此方可针对裂缝情况采用科学的防治方法。当前, 水工结构项目建设中, 针对裂缝的处治还有很多尚待提升的地方, 例如施工工序与施工质量的管理上。处治好裂缝现象, 可以有效保证水工结构项目的稳定、长久应用以及安全性, 并保障水工项目发挥出应有的作用及效益。

  2 水工结构项目裂缝产生的原因

  2.1 温差原因

  因为温度的变革很大, 温差裂缝是因其砼内外温差造成的。而且, 出现温差的原因在于水泥热化进而导致砼内外温差明显, 水泥水化会排出很多水化热, 进而令混凝土之中的温度不断升高[1]。砼温度变化环节包括温升、冷却以及恒定三个部分, 在温度正负转变过程, 混凝土当中的水分会凝固, 体积膨胀形成冻胀压力, 如果附作用力大于砼的防拉强度时, 砼会受到损坏。而且, 季节选取不当也会引发结构作业裂缝, 主要原因是施工季节会影响结构建设的温度, 若温差太大, 必定会影响工程质量。

  2.2 沉降原因

  水工结构地基条件不均匀、不紧密、不平整, 或是回填土碾压度不符合强度标准, 造成地基的不规则性沉降形成不均匀的沉降问题;或是模板下滑等变化导致大体积砼结构裂缝。特别是夏季雨后, 与结构薄弱部位容易出现裂缝。如果水工结构项目的地基承载性能产生变化, 沉降裂缝也将朝着建筑结构的下方延展, 严重的还会引起整个工程沉降。通常情况下, 这种裂缝的产生是因为施工环节质量不合格或设计不合理引起的。

  2.3 收缩原因

  收缩愿意引起的裂缝是因为水泥内水分大量流失所造成的。砼的搅拌水中, 大概有20%的水分属于水泥凝固所需要的, 剩余80%的水分应当蒸发。砼浇筑硬化之前, 在高温、大风影响下表面迅速失水, 出现塑性收缩, 引起中间宽、两侧窄的塑性裂纹;浇筑之后, 结构外表迅速失水、变化明显, 内部失水少、变化不明显, 随着水泥硬化, 结构外表拉应力加大, 结构遭到变形的影响而产生干缩裂纹。

  3 水工结构项目裂缝的防治方法

  水工结构项目建设中, 裂缝情况需要通过科学的预防来避免。工程建设中要严格根据施工标准及要求开展, 并分析结构在建设及今后投用阶段将会面临的荷载, 唯有如此, 方可更好保证水工结构符合规范的强度需要。仔细校核作业裂缝的最高宽度, 应将最高宽度的作业裂缝维持在技术标准范围之内, 保证裂缝不在分散。另外, 还要做好以下防控措施。

  3.1 温差裂缝防治

  水工结构项目建设中, 许多裂缝都是因为温度原因造成的, 这和季节的选取有直接关联, 为此, 要尽可能将施工工作安排在最合适的季节, 一般在春秋两季。若必须在夏季开工, 尽量选择早晚两个阶段, 尽量降低温差, 防止在正午高温状态下施工, 若需要在高温条件工作, 需要搭设凉棚, 并做好洒水措施。具体采取以下温控方法:

  (1) 骨料降温。这是通过搭建凉棚或者通过喷水降温来处理。通常情况下, 搭建凉棚能够直接防止太阳直射, 经降低骨料的吸热, 灌浇2-3h之后, 再用温度大概为16℃的井水充分喷洒粗骨料, 以达到降温目的。

  (2) 添冰降温。在混凝土浇筑之前添加冰块, 需要将之加工成粒径为3厘米的小块, 并将之添加到混凝土生料之中, 通过充分搅拌以后, 并检测出机口温度, 根据出机口温度情况明确加冰量[2]。具体操作中, 出机口温度保持在18℃, 砼单方用冰量为60千克左右。加冰以后, 还应当延伸搅拌时间, 进而减小砼浇筑速度, 避免温差裂缝。在实际操作中, 大都采取搅拌水的降温手段, 这种做法一般可以将搅拌用水的温度下降到3-7℃左右。

  (3) 科学分布散热与测温设施。 (1) 散热管的分布:散热管通常选择Φ48×1.4毫米的钢管, 和钢筋捆绑在一起。厚4米的承台顺竖向分布散热管网三层, 其垂直与水平距离都是1米;厚3.5米承台顺竖向分布散热管网两层, 其水平距离1米, 两层散热管网之间的垂直距离为1米, 顶层网隔承台顶部及底层网隔承台底部距离都是1.25米, 进出水口引进承台砼顶面0.3米。布管时散热管应和承台主筋分开, 当部分管段错开较难时, 应合理移动散热管部位。散热管应与钢筋加或搭建钢筋捆绑牢靠, 避免产生散热管变形与接头脱落而引起堵水或渗水现象。散热管拐弯处使用垂直的缓冲部件, 散热管分布结束后, 通水测试进出水管以及水泵, 要保证水管顺畅且不渗水[3]。 (2) 安装测温设施:安装测温设施来测量与监控结构内部温度, 为结构后续养护提供依据, 保证水工结构质量。砼内外测温设施, 在水工结构的对角线和纵横轴线上安装温度应变片, 通过温度显示器收集信息。养护物内侧测温设施, 采取管式温度计, 每3米安装一个温度计。温度计外表设施防护框, 悬挂在养护物内侧。

  (4) 通水降温。在基坑上下部各安装五个去掉顶盖的油桶, 并在油桶内装满水, 基坑上部的油桶间使用塑料管连接, 塑料管外径是37.5毫米, 依靠连通器理论, 维持各油桶间水流顺畅, 基坑下部各油桶间连接与基坑上部相同。由基坑上部油桶引出一个进水管道, 管道口经分水阀门同各分管连接。依据基坑上部与承台间的不同对散热管实现通水, 并在油桶内放入一个2.2kW的替水除污泵, 若要加大流速, 就利用水泵和阀门修改流速。承台顶每个出水管经过外径为37.5毫米的塑料管, 把水引到基坑下部的油桶内, 在油桶内放入一个2.2kW的替水除污泵, 把水泵送至基坑上部的油桶内, 出现循环水。水工结构的通水降温, 单个散热管冷却水数量以1.2-1.5m3/h管控, 进出水口的温差不超过6℃, 按照温度检测结果, 确定通水时间, 通常超过12天, 以结构内部最高温度和外表温度, 外表温度和环境温差不大于20%为止。调整流量的水阀与测流量设施安装在出水口。

  3.2 荷载应力防治

  为符合防压强度需要, 避免混凝土裂缝的出现, 水工结构项目浇筑采用标号是C60的高强度砼, 选择高质骨料, 加入水泥用量为0.5%的高效降水剂。并在施工中对少量结构实施加筋处置, 在加筋时要保证钢筋分布的均匀性与规范性, 并确保小直径、小距离的钢筋分布。结构拆模后通过麻袋遮盖并喷水保湿, 养护周期为28d, 防止高温、大风引起的不良影响。

  3.3 降低作业用水量

  管理用水量是防止施工中产生裂缝的重要途径, 在选材时, 应避免选用含水量超过20%的材料, 施工中尽量严格管理水量[4]。施工结束后, 浇筑时防止采取大水漫灌手段, 在施工混凝土时, 极易产生大水情况, 这不但会损坏工程内部, 还会影响结构物表面, 降低用水量不但能够防止上述问题的出现, 还满足节能低碳的需要。

  3.4 混凝土建设中的裂缝管理

  结构裂缝能够采取科学的措施得到控制, 尤其是在建设中的管理, 对结构裂缝有决定性影响。温度太高是温变裂缝产生的主要原因, 因此砼浇筑不适合在高温条件下进行。冬天温度较低也是引起温度裂缝的重要原因, 此外, 施工后续的砼养护也可以有效管理结构裂缝, 提升水工结构项目的质量。

  砼浇筑时极易出现泌水与浮浆, 由此, 在场地配置小桶与搅拌用水泥, 立即把泌水和浮浆清除出模板, 部分泌水能将水泥均匀分布在泌水位置加以稀释, 提升砼的密实性。

  3.5 注重后期养护

  水工结构项目裂缝的防治需要以预防工作为重点, 后续的防治是一项辅助处理方法, 十分重要。养护期间, 应当从工程内外部开展, 确保工程内部隔热层性能, 并加大对外表顶部的养护力度。结构裂缝出现后, 应及时修补或是加固裂缝, 以控制好裂缝, 确保结构项目功能的充分发挥。针对一些贯通性裂纹, 需要采取压力灌浆法进行解决。

  当结构性裂纹宽度很大、裂缝很多时, 若在采用大量措施以后依旧产生结构裂缝, 就必须采取钢筋网水泥浆液夹板墙的方法来固定墙体。唯有采用科学规范的养护方法, 方可有效减少裂缝出现的几率, 这个过程需要做好内外结构的浇筑和养护工作, 不仅能够确保结构的外观, 还能够防止产生二次裂缝。

  4 结束语

  综上所述, 对于水工结构项目裂缝的防治, 需要做好早期预防工作。因为水工结构的建设会受到诸多不稳定性因素的限制, 因此在项目设计中不可避免的会产生预防漏洞, 由此需要做好工艺技术的控制工作, 尽量降低水工结构项目设计及建设受不稳定性因素的制约, 避免结构项目裂缝的出现。

  参考文献
  [1]李旭, 赵悦.浅谈水工结构工程裂缝成因及防治[J].中国新技术新产品, 2017 (3) :91.
  [2]马春刚.论火力发电厂水工结构工程裂缝的成因及防治探析[J].科技与企业, 2013 (12) :244.
  [3]马春刚.论火力发电厂水工结构工程裂缝的成因及防治探析[J].科技与企业, 2013 (11) :223.

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