現(xiàn)澆混凝土襯砌裂縫控制與處理措施

現(xiàn)澆混凝土襯砌裂縫控制與處理措施1概述1.1工程概況1.2水文氣象o1.3工程地質(zhì)條件2編制依據(jù)3現(xiàn)澆襯砌的結(jié)構(gòu)形式在渠道襯砌基面以上，鋪設(shè)一層聚苯乙烯保溫板（渠道左岸聚苯乙烯保溫板厚4cm，渠道右岸聚苯乙烯保溫板厚6cm）,但是在原設(shè)計中渠底未設(shè)置保溫板。其上鋪設(shè)C20W6F150混凝土（渠道左、右岸襯砌厚度10cm，渠底襯砌厚度8cm）。襯砌板分縫均為通縫，縫寬lcm,封內(nèi)填塞聚乙烯閉孔泡沫塑料板，迎水面設(shè)置2cm聚硫密封膠。襯砌板橫縫間距為3m,彎道段分塊為中心線長度，局部分縫尺寸可以適當(dāng)減小。4裂縫的表現(xiàn)形式與產(chǎn)生的主要原因現(xiàn)澆襯砌中的裂縫主要表現(xiàn)為龜紋裂縫、貫通性裂縫、不規(guī)則走向的長短不一的裂縫（裂縫的寬度在0.02mm以上的）三種形式。龜紋裂縫主要是由混凝土自身收縮、干縮產(chǎn)生。經(jīng)現(xiàn)場分析認(rèn)為，主要是在混凝土配料時，各種材料的用量控制不嚴(yán)格，尤其是為解決混凝土的和易性，加大水泥（或者粉煤灰）用量、提高砂率，相對來說降低了粗骨料的用量，減小了粗骨料對混凝土硬化過程中收縮的約束。其次是養(yǎng)護(hù)工藝達(dá)不到濕潤養(yǎng)護(hù)的條件，且養(yǎng)護(hù)時間不夠，容易產(chǎn)生溫度裂縫。貫通性裂縫，在人工現(xiàn)澆襯砌中主要是施工工藝不正確、襯砌基面發(fā)生沉降產(chǎn)生的。如在混凝土振搗時，采用由上而下的方式，除振搗不密實(shí)外，混凝土產(chǎn)生下滑的現(xiàn)象，在混凝土內(nèi)部形成明顯的裂紋。這種裂紋經(jīng)過后續(xù)的抹面等工藝處理，可以暫時掩蓋，但是在混凝土的硬化過程中，這些裂紋極易發(fā)展成貫通性裂縫。襯砌基面沉降，改變了現(xiàn)澆襯砌板的受力狀態(tài)，在混凝土板內(nèi)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，表面形成裂紋，逐漸發(fā)展成貫通性裂縫，此類情況在襯砌面的下部出現(xiàn)較多。其他形式的各種裂縫，在上述主要原因的影響下，受現(xiàn)澆襯砌質(zhì)量的約束，發(fā)展成不同程度的裂縫，表現(xiàn)為多種形式，長短不一，裂縫寬度不一，裂縫深度不一，裂縫走向不一。5裂縫的控制措施裂縫控制的基本原則：盡管實(shí)際工程中，理想的無約束狀態(tài)是不可能實(shí)現(xiàn)的，但通過一定技術(shù)手段，使混凝土結(jié)構(gòu)的非荷載變形在一定程度上獲得有效釋放，減少結(jié)構(gòu)所受的約束程度，就可能出現(xiàn)較低的約束應(yīng)力，提高抗裂性。如果混凝土材料具有足夠的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸應(yīng)變，則即使非荷載變形受到完全約束，混凝土也足以抵抗約束拉應(yīng)力的作用而不開裂。因此，在實(shí)際工程中，可通過增加配筋或采用纖維增強(qiáng)的方法，提高混凝土本身的抗拉強(qiáng)度或極限拉伸來獲得一定的抗裂效果。從施工方面進(jìn)行裂縫防治，宜從以下幾方面做起。5.1原材料控制在混凝土材料組成中，施工現(xiàn)場應(yīng)加強(qiáng)對水泥、外加劑、粉煤灰的抽樣檢查，保證進(jìn)場的材料符合規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，與施工配合比材料一致，不能因上述材料的質(zhì)量問題給混凝土裂縫控制帶來不利影響。骨料作為自購材料，在現(xiàn)場更應(yīng)作為原材料質(zhì)量控制的重點(diǎn)，除嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定的物理、化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測外，在骨料級配控制上，嚴(yán)格按照施工配合比試驗(yàn)用材料的標(biāo)準(zhǔn)控制，不能隨意更換骨料的級配，尤其不能圖拌和方便，將連續(xù)級配的骨料換成單級配的骨料，將大粒徑骨料換成小粒徑骨料，對控制裂縫都有負(fù)面作用。減少粗骨料中針片狀骨料含量以提高骨料的堆積密度，可有效增加骨料體積含量，有利于控制混凝土收縮。一般認(rèn)為，增大骨料最大粒徑、降低砂率、提高砂的細(xì)度模數(shù)都可減小混凝土收縮。5.2配合比控制在混凝土各種原材料符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提下，加強(qiáng)配合比控制，是保證混凝土拌合物質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。在混凝土拌合物生產(chǎn)過程中，各種原材料要用質(zhì)量控制，稱量誤差控制在允許誤差圍范以內(nèi)，杜絕利用體積配比，使骨料體積含量保持在配合比要求的狀態(tài)?，F(xiàn)澆襯砌混凝土配合比設(shè)計采用較小的塌落度，在采用罐車運(yùn)輸時，卸料難度增大，澆筑振搗時出漿慢，因此有些增加拌和用水或提高單位用水量、單位水泥用量的方式增加混凝土坍落度，提高混凝土砂率增加和易性，便于施工操作。這樣做，極不利于裂縫的控制。5.3振搗工藝控制現(xiàn)澆襯砌在坡面上澆筑混凝土，應(yīng)該自下而上振搗，即按下齒槽到坡面順序振搗。在實(shí)際施工中，部分單位采用了自上而下的振搗方式，即坡面振搗由上而下，先坡面后下齒槽振搗。其結(jié)果是坡面不易振搗，坡面疏松；振搗下齒槽時，坡面混凝土下滑，形成裂縫，經(jīng)過抹面處理后，表面上看不出來，但存在隱形的裂縫，存在明顯的危害。因此，在坡面澆筑時，從混凝土入倉量、振搗方式，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求操作，且在混凝土初凝前完成施工抹面。5.4養(yǎng)護(hù)方式外部環(huán)境的高溫和濕度對混凝土的收縮有較大的影響，利用養(yǎng)護(hù)方式改善混凝土的外部環(huán)境最為便捷。在施工控制中，對澆筑好的坡面采用塑料薄膜覆蓋，減少水分的蒸發(fā)，保證混凝土硬化過程要求的濕度條件。在塑料薄膜外，根據(jù)外部氣溫情況再覆蓋毛氈或草簾，防止混凝土內(nèi)部與混凝土表面溫差過大而產(chǎn)生裂縫。采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)時，據(jù)氣溫情況，以3－7天為宜，之后，進(jìn)行覆蓋濕潤養(yǎng)護(hù)即可。6、裂縫的處理6.1、材料一般規(guī)定對混凝土裂縫的處理，常采用的方法有表面處理法、填充法、灌漿法、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。從方便施工、便于操作、滿足修復(fù)后的功能要求考慮，在現(xiàn)澆襯砌裂縫處理中宜采用表面處理法和填充法。龜紋裂縫宜采用表面處理法，其他類型的裂縫宜采用填充法，但是對貫通性裂縫的處理應(yīng)該根據(jù)裂縫的寬度確定具體的處理措施，在縫寬小于0.05mm時，考慮采用填充法修補(bǔ)，大于0.05mm時，采用返工措施處理。利用填充法處理裂縫時，應(yīng)將裂縫鑿成V型。在裂縫處理中通常采用高分子聚合材料，聚合物水泥砂漿收縮率一般較小，極限引伸率較大，抗拉彈性模量較低，具有較高的抗折、抗拉強(qiáng)度，且與老混凝土具有較好的粘結(jié)性和抗?jié)B抗凍性能。常用的有環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯共聚乳液（簡稱丙乳）。從兩種材料的使用性能、操作要求、使用部位、環(huán)境條件來比較，丙乳砂漿具有較好的和易性、收縮性較小，可以考慮采用丙乳。所用材料的質(zhì)量必須滿足技術(shù)要求，各種材料的采購、運(yùn)輸、儲存等各環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格控制，確保材料不受污染、不混雜、不變質(zhì)，各種被污染、混雜、變質(zhì)的材料禁止使用。各種材料應(yīng)為專業(yè)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，并提供有檢測資質(zhì)單位的無毒及性能檢測報告。6.2、裂縫表面處理對于縫寬＜0.2mm的裂縫進(jìn)行涂抹水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行表面處理。對于縫寬0.2<8<0.4mm的裂縫進(jìn)行涂抹水泥基柔性防水材料進(jìn)行表面處理。6.3材料的性能水泥基滲透結(jié)晶型防滲材料的主要性能主要性能見表2。表2水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的性能試 驗(yàn) 項(xiàng) 目指標(biāo)凝結(jié)時間初凝，min>20終凝，h<24強(qiáng)度MPa抗折，7d>2.8抗壓，7d>12濕基面粘結(jié)（28天）強(qiáng)度，MPa>1.0抗?jié)B壓力（28天）MPa>0.8第二次抗?jié)B壓力，56天，MPa>0.6抗?jié)B壓力，28天，%>2006.3.2水泥基柔性防水材料的主要特性主要特性見表3。表3 環(huán)保型水泥基柔性防滲材料的特性檢測項(xiàng)目計量單位環(huán)保型水泥基柔性防滲材料拉伸強(qiáng)度（28d）MPa60.5拉伸彈性模量（28d）GPa2.20斷裂伸長率（28d）%2.5彎曲強(qiáng)度（28d）MPa81.3壓縮強(qiáng)度（28d）MPa79.66.4表面涂抹水泥基滲透結(jié)晶型防水材料施工措施（1）防水基面預(yù)處理除去浮灰、水泥浮漿、油垢和油脂等物，并用水沖洗干凈。空鼓、疙瘩以及起皮等疏松部位，將其鏟除，并用水沖洗。若表面較光滑，用鋼絲刷、砂磨機(jī)等工具將表面打磨粗糙后，在用水沖洗。必須用水充分浸透防水基層，而不可僅僅是表面濕潤。表面處理時不得用酸洗。（2）料漿制備根據(jù)待涂面積，確定水泥基滲透結(jié)晶型防水材料用量并稱量。按體積比水泥基滲透結(jié)晶型防水材料：水=5：2確定用水量（受環(huán)境天氣影響，實(shí)際所配料漿應(yīng)以便于涂刷為度）。先將粉加入桶中，再加入水，盡量采用機(jī)械攪拌器，攪拌約三分鐘（攪拌均勻充分，無結(jié)團(tuán)、無干粉等；攪拌開始時感覺較稠，不可加水，加強(qiáng)攪拌后漿料會產(chǎn)生間歇變稀的現(xiàn)象）。在使用過程中料漿應(yīng)不時攪動，每次混合的料漿應(yīng)在25分鐘內(nèi)用完，使用過程中不得二次加水。料漿用量：以干粉計約1kg/m2。（3） 在縫寬＜0.2mm的裂縫混凝土表面直接涂刷，涂刷范圍裂縫兩側(cè)各10cm，涂刷一遍，厚度約1mm。（4） 涂刷方法：將每次所拌料均勻涂刷到工作面上。涂刷的工具是專用半硬毛刷，采用圓形軌跡的方式涂刷，避免出現(xiàn)漏刷。（5）養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)以噴灑水霧為主，當(dāng)涂層固化到不會被灑水損壞時養(yǎng)護(hù)就可以開始，每天噴灑水霧至少3次（當(dāng)天氣炎熱干燥，水分散失快時，噴灑水霧的次數(shù)應(yīng)相應(yīng)增加，并應(yīng)采取遮蔭或以潮濕的麻布覆蓋等保護(hù)措施），連噴3天以上。養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁采用不透氣的材料（如：塑料薄膜等）直接附于涂層上。禁止用污水、壓力水養(yǎng)護(hù)涂層，也不得用水浸泡養(yǎng)護(hù)。（6）施工溫度施工環(huán)境溫度不宜低于5°C,不宜高于40°C。拌好的物料應(yīng)在30分鐘內(nèi)用完，未用完的產(chǎn)品不得加水再用，施工過程中不能再次加水。6.5表面涂抹水泥基柔性防水材料施工要求施工方法施工時,混凝土表面必須清除疏松層、油污、灰塵等雜物,用鋼絲刷除浮塵后再用高壓水沖洗干凈,待混凝土面干燥后,將水泥基柔性防水材料的A與B組份按重量比1：1的配比充分混合，攪拌均勻,涂抹時力求薄而均勻。質(zhì)量指標(biāo)外觀：A組份為水泥色砂漿、B組份為棕色液體固含量：60±3%粘度：540±0.5秒PH值：7?8材料用量l-2Kg/F。6.5.3施工工藝（1）水泥基柔性防水材料涂抹前，基層混凝土強(qiáng)度應(yīng)不低于設(shè)計值的80%。（2） 基層應(yīng)平整、堅固、潔凈，無浮塵雜物，不得有疏松、凹陷處；如果有油污、孔洞等要進(jìn)行清洗、修補(bǔ)處理。（3）施工前，基層面要保持基本干燥，無大面潮濕面時即可施工。（4）水泥基柔性防水材料的攪拌必須用砂漿攪拌機(jī)或手提電鉆配以攪拌齒進(jìn)行現(xiàn)場攪拌，不能采用人工拌和。攪拌時間比普通砂漿要延長2?3分鐘，最好先預(yù)攪拌2分鐘，靜停2分鐘，再二次攪拌2分鐘以便充分?jǐn)嚢杈鶆?。一次不要攪拌太多，根?jù)抹灰速度進(jìn)行攪拌，攪拌好的砂漿要在2小時內(nèi)用完。（5）施工主要采用人工抹面方法，在裂縫兩側(cè)各10cm范圍內(nèi)涂刷。涂刷一遍，厚度2mm,表面應(yīng)壓實(shí)、抹平。（6）水泥基柔性防水材料凝結(jié)后，進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度不低于5°C。（7）水泥基柔性防水材料未達(dá)到硬化狀態(tài)時，不得澆水養(yǎng)護(hù)或直接受雨水沖刷。（8）未硬化的水泥基柔性防水材料應(yīng)注意保護(hù)，不得使其挫傷、損壞、不得上人踩踏。若破損應(yīng)及時修補(bǔ)。6.5.4檢查驗(yàn)收（1）水泥基柔性防水材料應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量規(guī)定。2）水泥基柔性防水材料表面應(yīng)密實(shí)、平整，陰陽角處應(yīng)光滑順直。（3）水泥基柔性防水材料的平均厚度應(yīng)符合設(shè)計要求，最小厚度不得小于設(shè)計值的85%。6.6鑿槽嵌縫處理對于縫寬N0.4mm的裂縫進(jìn)行鑿槽嵌縫處理，嵌縫材料為水泥基柔性防水材料或聚硫密封膠。水泥基柔性防水材料的性能及施工要求水泥基柔性防水材料的性能主要性能見表4。表4 水泥基滲透柔性防水材料的性能檢驗(yàn)項(xiàng)目指 標(biāo)抗壓強(qiáng)度（28天）MPa>25抗折強(qiáng)度（28天）MPa>8.0粘結(jié)強(qiáng)度（28天）MPa>2.5抗?jié)B壓力（28天）MPa>2.06.6.1.2施工要求（1） 使用開鑿工具，沿裂縫方向鑿成一個寬25mm、深38mm的槽溝，根據(jù)裂縫實(shí)際情況可以稍有區(qū)別，但應(yīng)滿足槽深為槽寬的1.5倍。不要將槽溝鑿成“V”。（2） 清除縫內(nèi)的污物及雜質(zhì)，用清潔的壓力水徹底沖洗、濕潤確保施工面干凈、潮濕。（3）配合比（重量比）配制：粉料、液料按約5：1的比例混合成厚質(zhì)膏狀。（4）拌合時應(yīng)先把粉料和液料充分?jǐn)嚢杈鶆?，攪拌時間應(yīng)在5分鐘以上（使用電動攪拌器），攪拌至無干粉為止。干燥和夏季時可加入少量的清水，加水量不能超過總量的1%。（5）將拌合好的防水砂漿填入槽內(nèi)壓實(shí)，為確保表面的平整度，在初凝具有一定的強(qiáng)度后應(yīng)立即進(jìn)行找平處理，先用泥刀鏟除高出平面的材料，再在表面用抹刀用力來回批刮幾次。（6）施工環(huán)境溫度不宜低于5°C,不宜高于40°C。拌制好的料漿宜在20分鐘內(nèi)用完。聚硫密封膠材料性能及要求（1）聚硫密封膠技術(shù)指標(biāo)見表5。表5聚硫密封膠技術(shù)參數(shù)表序號項(xiàng)目單位指標(biāo)1密度g/cm31.4±0.12下垂度mm<33適用期h2?64表干時間h<245最大拉伸長度23CMPa<0.4-20C<0.66彈性恢復(fù)率%>807定伸粘結(jié)性無破壞8浸水后定伸粘結(jié)性無破壞9冷拉-熱壓后定伸粘結(jié)性無破壞10質(zhì)里損失%<5（2） 使用開鑿工具，沿裂縫方向鑿成一個寬10mm、深20mm的“U”槽溝，根據(jù)裂縫實(shí)際情況可以稍有區(qū)別。（3） 注膠前清除縫內(nèi)的浮塵及雜質(zhì)，并保持縫內(nèi)干燥。（4） 聚硫密封膠的配制、混膠及注入等參照產(chǎn)品說明書，并在施工前進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)確定施工工藝。6.7拆除重新澆筑混凝土對于單塊混凝土板抬動達(dá)1cm以上且有多處裂縫的應(yīng)考慮拆除，拆除后對基礎(chǔ)的凍脹層清除，更換與原介質(zhì)相同的材料，壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計指標(biāo)后重新澆筑混凝土；抬動達(dá)1cm以上但裂縫較少，且裂縫危害不大的可只對裂縫處理。具體情況現(xiàn)場確