北疆渠道機械化襯砌混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析與對策淺談

摘 要：對北疆某渠道工程機械化襯砌施工過程中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，并采取控制措施，對高溫、氣候干燥、大風環(huán)境條件下混凝土機械化襯砌施工起到一定指導和參考作用。

關鍵詞：渠道；機械化襯砌；混凝土；裂縫；分析；措施

中圖分類號：TV544 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）12-0233-01

引言

北疆某渠道工程在新疆首次采用斜坡混凝土襯砌機機械化襯砌施工，由于北疆地區(qū)氣候干燥，蒸發(fā)量大，大風天氣多，晝夜溫差大，對薄壁混凝土的施工及施工完成后的混凝土養(yǎng)護均提出了很高的要求。

1 工程氣象條件

施工地點位于大陸性北溫帶及寒溫帶氣候地區(qū)，地域范圍內(nèi)，氣候相對干燥，春天和秋天持續(xù)的時間相對較短。顯著的氣候特點就是：冬季氣溫低，屬于酷寒；夏季白天和晚間氣溫差異大，氣溫不夠均衡，整個年度的氣候差異變化較大，氣候整體屬于干燥性質(zhì)，風沙大。一般年平均氣溫在5℃左右，最高氣溫可以達到40℃，最低氣溫可以達到-49℃，年平均降水量一般在150mm左右，年平均蒸發(fā)量1619.5mm，多年平均風速3.7m/s，最大風速32.1m/s。施工期主要在4月下旬至10月中旬。

2 襯砌混凝土裂縫分析

經(jīng)過施工總結，機械化襯砌混凝土裂縫的產(chǎn)生主要集中表現(xiàn)為以下形式：建基面出現(xiàn)不均勻沉降造成裂縫的出現(xiàn)和產(chǎn)生、混凝土配合比不夠合理造成的裂縫、混凝土伸縮造成的裂縫，表面以及內(nèi)部的伸縮不一致或后期養(yǎng)護到位造成裂縫的出現(xiàn)，以及其他人為因素造成裂縫的出現(xiàn)等，其中養(yǎng)護不到位產(chǎn)生的裂縫為裂縫產(chǎn)生的主要形式。

本工程襯砌混凝土屬薄壁混凝土，厚度為100mm。 自2010年9月開始進行襯砌施工至2013年9月份襯砌施工完成，我們將產(chǎn)生裂縫的原因進行統(tǒng)計分析及采取的控制方法介紹如下：

2.1 混凝土配合比不當產(chǎn)生的裂縫及采取的應對措施

本工程使用普通硅酸鹽PO42.5水泥，配制混凝土強度為C20，如只考慮混凝土強度，配合比不當，易產(chǎn)生裂縫。另外，如混凝土中水灰比過大在混凝土初凝過程中也容易產(chǎn)生干縮裂縫。

結合具體施工環(huán)境以及地域的氣候條件特點，同時進行反復的試驗論證，最終確定在混凝土中摻加粉煤灰的辦法，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)水泥用量的節(jié)約，同時能夠?qū)⑺療嵯魅?，并提高混凝土的和易性。由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進行二次反應，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹；因為粉煤灰的顆粒相對比較細小，這樣有更多的界面參加二次反應，同時在混合分散的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)比較均勻的分散在混凝土之中。粉煤灰中的火山灰進一步發(fā)生反應能夠?qū)⒒炷恋恼w內(nèi)部結構進行改善，使得混凝土的整個空隙存在比例降低，將一些不能避免的孔結構進行細化，這樣能夠分布更加勻稱科學，使得硬化完成后混凝土的結構更加密實，相應收縮值也減少；同時，為了降低水灰比，采取在混凝土中添加NF-2型高效減水劑，減少水的添加量。施工時，將混凝土的塌落度控制在在7～9cm之間。

2.2 混凝土切割不及時影響正常伸縮產(chǎn)生的裂縫及采取的應對措施

混凝土襯砌施工結束后，如果切割時間過早，混凝土在切割過程中會出現(xiàn)崩裂，影響美觀；如果切割時間過晚，混凝土由于自身的伸縮，會產(chǎn)生伸縮裂縫。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，當混凝土的強度在4～6MPa時進行切縫能夠有效控制伸縮裂縫的產(chǎn)生。施工時，根據(jù)天氣情況及時進行切割時間的調(diào)整，但對同一天內(nèi)完成的襯砌施工段落從開始切割至切割結束時間不宜超過8h。

2.3 表面干縮產(chǎn)生的裂縫及采取的應對措施

2.3.1 大風天氣產(chǎn)生裂縫及應對措施

施工地域春秋季節(jié)大風天氣較多，這樣混凝土的水分流失就比較快，如果風較大的話，混凝土收光沒有完成時表面就會急速失水導致外表面干燥，這樣就很容易出現(xiàn)表面的收縮造成裂縫的出現(xiàn)。襯砌施工時，混凝土抹面機與襯砌機共用同一行進軌道，采用抹盤抹面，桁架懸掛電動抹光機，沿襯砌面往返抹面，在進行第1輪抹面處理時，混凝土表面還比較綿軟，最好從坡腳到坡頂逐步推進。第2次抹面的時間要與第一次之間最少間隔20～40min，同時要結合具體的施工溫度情況進行合理的調(diào)整。第2次機械抹面后人工使用抹刀收光兩次，使混凝土表面光滑、無磨痕。并及時覆蓋一布一膜或避開4級以上大風天氣施工，按照上述方法施工可以有效控制此類裂縫發(fā)生。

2.4 養(yǎng)護方法不當產(chǎn)生的裂縫及采取的應對措施

當前，國內(nèi)對于混凝土的養(yǎng)護有很多方式與方法，如果使用方法不當或操作失誤就會使混凝土出現(xiàn)收縮開裂的情況，養(yǎng)護是造成問題的重要因素之一?；炷翝仓砻嫒绻麤]有及時覆蓋處理就會造成水分的快速喪失，這樣就可能出現(xiàn)裂縫。尤其是在北疆特殊的氣候條件下，當?shù)氐臏囟认鄬^高、日曬時間相對也長、濕度不足、風速較高，上述情況的綜合作用，更容易出現(xiàn)混凝土的干裂收縮。在實際的施工操作過程中，很多時候澆筑混凝土完成以后，很少能夠做到及時的覆蓋保護和處理。通常情況下，會等到最后抹面工序處理完成之后才進行覆蓋養(yǎng)護，并且采用的養(yǎng)護方法不夠科學，不能很好的保證混凝土的養(yǎng)護濕度。所以，出現(xiàn)裂縫的問題很難避免。我單位施工前期現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)此類裂縫較多。

解決辦法：通過現(xiàn)場養(yǎng)護方法的不斷嘗試，本工程確定最經(jīng)濟、科學的養(yǎng)護方法如下：分階段綜合養(yǎng)護方法。使用的主要養(yǎng)護材料有一布一膜復合土工膜（塑膜0.4mm厚，布為250g/m2短絲無紡土工布），打孔PVC管（Φ90mm），打孔軟塑管（Φ30mm），水箱等。

3 結語

通過我單位施工的北疆某渠道工程混凝土機械襯砌施工中遇到的實際情況對裂縫問題進行了初步分析，尤其是克服北疆地區(qū)冬季寒冷、夏季炎熱、多風、晝夜溫差大、空氣干燥等特殊的施工環(huán)境，對于裂縫的處理要注意對不同原因造成的裂縫采取科學合理的針對措施與方法。并在施工過程中對一些方式與方法進行改進與提升，能夠?qū)α芽p問題進行更加有效的控制。并且在施工過程中，也要不斷的采取措施和改進方法，對于裂縫問題進行有效的預防和避免。