混凝土水池施工裂缝控制

来源:用户上传      作者:

　　 1.概述
　　 钢筋混凝土水池是一种常见的给排水构筑物，尤其是水厂及污水处理厂的建设，均建有各种功能性的混凝土池体结构，这些池体均有抗渗防水要求，即是利用混凝土的自身的抗渗抗裂能力将防水承重和围护功能统一起来的防水方式，具有施工简便，耐久性好的特点，一般采用掺外加剂的方法，对混凝土的防水和抗渗、抗裂性能进行改善，因此这给我们在施工过程中，在施工方法、施工技术、混凝土的配比、混凝土的收缩补偿、外加剂的选用、施工材料、机具、和混凝土的养护方法等各方面都提出了严格的要求。尤其是近几年水泥及混凝土行业的快速发展，生产施工技术的进步，混凝土的生产工厂化，施工的机械化程度提高，水泥的早期强度的提高，水泥早期水化热加快，促使混凝土的早期收缩较快，带来了一些常见的施工裂缝问题，严重的影响其整体性和耐久性，这也是当前给排水构筑物急待解决的问题。
　　 2.地下防水抗渗混凝土施工的相关规定
　　 2.1自防水混凝土处于侵蚀性介质中，混凝土抗渗等级不应小于Ｐ８（防水等级）防水混凝土的垫层抗压强度等级不小于Ｃ15，厚度不应小于100mm。
　　 2.2混凝土结构厚度不小于250mm。
　　 2.3裂纹宽度不得小于0.2mm，不得惯通。钢筋保护层厚度迎水面不应小于50mm。
　　 2.4防水混凝土的拌合必须采用机械搅拌，搅拌时间不应小于2分钟，参外加剂时应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。
　　 2.5防水混凝土必须采用机械振捣密实，振捣时间为10秒―30秒，以开始泛浆和不冒气泡为准，并应避免漏振、欠振和超振。
　　 2.6防水混凝土应连续浇筑，少留施工缝，池壁水平施工缝不应留在剪刀与弯矩最大处或池壁和底板交接处，应留在高出底板500mm的池壁上，池壁有预留套管，施工缝距套管边缘不宜小于300mm。垂直施工缝应和变形缝相结合留置。
　　 3.发生裂缝原因分析
　　 3.1模板及其支撑不牢产生变形或局部沉降，出现裂缝；
　　 3.2拆模不当，引起开裂；
　　 3.3养护不好引起裂缝；
　　 3.4混凝土和易性不好，浇筑后产生分层，出现裂缝；
　　 3.5冬季施工时，拆除保温材料时温度过大，引起裂缝；
　　 3.6当烈日暴晒后突然降雨，产生裂缝；
　　 3.7大体积混凝土由于水化热，是内部与表面温度过大，引起裂缝；
　　 3.8大面积现浇混凝土由于收缩和温度应力产生裂缝；
　　 3.9构件厚薄不均匀，使得收缩不均匀而产生裂缝；
　　 3.10主筋位置严重位移，而使结构受拉区开裂；
　　 3.11混凝土初凝后有受到振动，产生裂缝；
　　 3.12构件受力过早或超载引起裂缝；
　　 3.13基础不均匀下沉引起开裂；
　　 3.14设计不合理或使用不当引起开裂，等等。
　　 4.结合我公司承建的天津市芥园水厂生产排水（泥）处理工程，针对排水池在抗渗混凝土施工过程中，采取的一些施工措施做一简要介绍。
　　 4.1工程概况
　　 排水池工程为该工程中的一个子项，它为地下给水构筑物，平面尺寸为28×59.5米，深5.8米，池底厚度为0.55米，池壁厚度为0.4米，池中间纵向有三道隔墙，横向用橡胶止水带做伸缩缝；设计混凝土标号为C30，抗渗标号为S6，混凝土采用商品灰，水池施工分二次浇筑成型，即池底及池壁0.75米标高为第一步，0.75米标高以上与池顶为第二步，施工时间为07年4月~07年6月底，天气干燥，最低气温18℃，最高气温31℃。
　　 4.2.施工前制定预防措施
　　 4.2.1为防止池体产生渗漏现象，在施工缝处理上采用钢制止水钢板，同时对混凝土的接缝处，采取剔毛的方法，使混凝土结合密实。
　　 4.2.2为防止池壁结构开裂，采用补偿收缩混凝土，即在混凝土配比中，降低水泥掺量，用部分矿粉和优质粉煤灰与水泥共同组成胶凝材料，降低水泥的早期水化热。
　　 4.2.3采用加高效膨胀剂的方法，来补偿混凝土由于水泥早期水化热而产生的收缩应力，避免混凝土产生裂缝。
　　 4.2.4在搅拌混凝土时，加入缓凝剂，来控制混凝土早期强度的增长速度。
　　 4.2.5在混凝土施工过程中采取相应的技术措施，来保证混凝土的抗渗性能和防止混凝土的开裂，如控制混凝土的入模温度，控制混凝土的入模温度与混凝土的中心温度差不能超过25℃。控制混凝土的塌落度，不能超过140mm。加强混凝土的养护，采取在混凝土表面覆盖湿麻袋和安装喷淋管的方法，对混凝土进行养护。
　　 4.3现场在混凝土施工过程中的抗渗、防裂技术措施
　　 4.3.1优化抗渗混凝土的配比
　　 4.3.1.1根据津滨水厂清水池，芥园水厂气浮池抗渗混凝土的配比，邀请建筑科学院，膨胀剂生产厂家，混凝土供应商和我公司一些技术人员进行分析研究，得出结论。混凝土的开裂问题是在混凝土的早期，混凝土的表面在成型到脱模期间急剧失水，混凝土的早期收缩产生的收缩应力，从而使混凝土产生裂缝。
　　 4.3.1.2降低水泥用量，用部分矿粉和优质粉煤灰和膨胀剂合在一起组成胶凝材料，保证了混凝土的强度和混凝土的合易性，控制混凝土的早期收缩。因水泥用量减少，降低了水泥早期的水化产生的热量。通过专家计算，用矿粉和粉煤灰替代部分水泥，在强度上没有损失。
　　 注：水泥的水化热是水化过程中所放出的热量，水化放热量的大小，与放热速度，熟料的矿物组成，水泥的细度，掺合料和外加剂等因素有关。
　　 4.3.1.3优先选用掺入高效膨胀剂的补偿收缩混凝土，即在混凝土的配比中，加入高效膨胀剂，补偿因混凝土的收缩所产生的应力，起到了混凝土的抗裂作用。
　　 4.3.1.4严格控制混凝土的水灰比，现在统称为水胶比，也就是水和水泥、矿粉、粉煤灰、掺合剂组成的胶凝材料的比值，不大于0.5。严格控制混凝土的塌落度不能大于140mm，每车混凝土到现场后，都要现场进行检验，超过标准退回，每车车号、到现场时间、混凝土入模时间，都要求有记录。同时严格控制混凝土的入模温度不能超过30℃。如果天气炎热，搅拌混凝土时必须用加冰水的方法来降低混凝土的温度。另外注意控制入模混凝土温度与混凝土中心温度差不大于25℃。
　　 4.3.1.5在已浇筑的混凝土部分，设置若干个测温孔，待混凝土终凝后每间隔4小时测一次温度，并做记录，整理后画出时间、温度变化曲线图进行分析。
　　 4.3.1.6加强混凝土的养护，为了保证新浇筑有适宜的养护条件，防止在早期干缩而产生的裂缝，在混凝土浇筑12小时内，采取混凝土表面覆盖浇水，池壁加喷淋管的养护方法。养护时间不得少于14天，养护标准以能保持混凝土表面足够的湿润为准。
　　 4.3.2混凝土的搅拌
　　 混凝土是由水泥、水、粗集料（石）、细集料（砂）和外加剂五种原材料所组成。在混凝土中砂、石起骨架作用，成为集料。水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在集料的表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆和外加剂起润滑作用，赋予拌合物一定的合易性。水泥浆硬化后则将集料胶结成一个坚实的整体。
　　 在抗渗混凝土搅拌前，对搅拌站做以下工作：
　　 1、进行抗渗补偿收缩混凝土的技术质量交底和混凝土配合比、原材料的选用。外加剂的参量、计量，水胶比的控制指标，塌落度的控制指标，搅拌时间，搅拌口的出灰温度等。
　　 2、混凝土使用的原材料，要求有合格证，实验报告并进行现场检查和封存，进行材料专项供应。
　　 3、设专人对混凝土的搅拌过程，从上料―投料―搅拌―出灰，进行全程监控，并对各种材料的投料计量，搅拌时间，出混凝土温度进行检验和记录。

　　 4.3.3混凝土的运输
　　 混凝土在运输过程中，不应产生分层、离析现象。如出现上述现象，必须在浇筑前进行二次搅拌，运到混凝土使用的地点后，必须符合混凝土浇筑时所要求的塌落度。
　　 1、混凝土搅拌完毕，应以最少的转数，最短的时间尽快运至地点，在运输过程中，应控制混凝土的离析、部分层、组成成份不发生变化，并能保证施工所必需的稠度，当天气炎热或运输距离远以及其它原因导致混凝土坍落度损失较大时，严禁向混凝土中加水，可以采用高效减水剂部分掺法，以满足泵送的要求；运输时间，当外界温度低于25℃时，小于C30混凝土不大于120分钟，大于C30的混凝土不宜大于90分钟，超过25℃时，小于C30的混凝土不大于90分钟，大于C30的混凝土不大于60分钟，出现坍落度小于浇筑要求的情况使用缓凝剂、保塑剂、掺减水剂可以恢复坍落度，对混凝土的强度和膨胀效果没有影响。
　　 注：初凝为混凝土从加水至混凝土失去塑性的时间，大约2小时左右。（加缓凝剂除外）
　　 缓凝为混凝土从加水至混凝土完全失去塑性，开始有一定的结构强度所需要的时间，为缓凝时间。缓凝时间的掌握也是混凝土养护，开始掌握的标准。
　　 2、应根据混凝土的浇筑量和运输距离及要求时间，在到现场下混凝土时间，计算出运输车辆的数量，以保证混凝土的浇筑工作的连续性。
　　 4.3.4混凝土的浇筑
　　 4.3.4.1施工前准备工作
　　 1浇筑前对所有参加人员进行施工技术质量、浇筑程序交底。对关键工序，振捣工进行培训，掌握施工要领，明确每个人的职责，并按浇筑方案要求掌握浇筑路线和要领。
　　确定人员
　　 2根据混凝土的浇筑量，施工部位，工作面大小，对参加人员进行编组。每组中有振捣手、扶电机、扶下灰管、抹灰找平等人员。并设专人负责指挥，专人负责振捣质量。专职木工、钢筋工，对模板、钢筋进行检测。
　　 3设备振捣机具的准备
　　 浇混凝土前对使用的各种振捣机具接电进行试转，保证设备的完好。
　　 4.3.4.2编写混凝土浇筑方案
　　在编制的专项浇筑方案，内容包括：技术质量交底，人员组织，机具的准备，浇筑技术的要点，浇筑路线，施工缝的留置位置，施工安全，文明施工等事项。
　　 4.3.4.3混凝土的浇筑要求
　　 1浇筑池底和部分池壁
　　 浇筑池底和部分池壁底角八字和吊模混凝土时，应根据浇筑方案订的浇筑顺序，先浇底板，振捣密实，待定浆后初凝前，先用振捣棒对底板和池壁按确定面进行二次振捣（振捣方法，将振捣棒伸入初凝期内下层混凝土中20mm~50mm以增强上下层结合）。排除混凝土因泌水在粗集料，水平筋下部生成水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落出现裂缝，减少内部微裂，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高抗裂性。
　　 这个部位振捣应注意以下事项：
　　 ⑴从池壁下灰振捣一定要把混凝土从池底和池壁结合部位挤出来，这样才能保证混凝土结合面的密实。
　　 ⑵在池底和池壁接触部位的底角八字模板，要用钻头打部分孔（见图1），以便在浇混凝土时把混凝土中的气放出，避免八字部位混凝土出现气泡现象。
　　
　　
　　 2浇筑池壁
　　 ⑴首先对混凝土按接触面（施工缝处，而且有一定强度后）进行人工剔凿，标准以施工缝处水泥浮浆去掉，然后混凝土中的石子，应含七露三，也就是7分石子含在混凝土中，3分石子露在外边。剔凿后先用空气压缩机进行吹扫，然后用水冲洗。
　　 ⑵浇筑前提前用水把混凝土结合面浇一遍，以保持混凝土面湿润为准。
　　 ⑶浇筑前应用与混凝土同标号的水泥砂浆，铺在混凝土接触面上，厚度为20mm~40mm，以便上下混凝土接茬良好。
　　 ⑷为了避免浇筑混凝土出现离析现象，混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2米，如果超过2米，必须配有溜槽和串筒，以防止混凝土产生离析。
　　 ⑸混凝土的一次浇筑的高度在50cm左右，按浇筑顺序依次放灰。
　　 ⑹混凝土的振捣。一般采用插入式振捣棒直径为60mm，作用半径为（根据塌落度大小）350mm~500mm。振捣棒插点排列为交错式排列，插点距离不大于1.75R（R为作用半径）。振捣时为紧插慢拔，完成一个振捣周期为30秒，浇筑部分应把气泡排出，表面泛浆为止。
　　 ⑺施工缝的留置位置。施工缝的留置位置应在混凝土浇筑前确定，宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位，应留在池底以上池壁50cm以内，顶板以下50cm。较复杂工程应按设计要求留置。
　　 在浇筑混凝土前，施工缝应先铺20~40mm厚与混凝土同标号水泥砂浆一层，浇筑时混凝土应仔细振捣，捣实，使新旧混凝土紧密结合。浇筑混凝土时应经常观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留套管的情况，发现有变形、移位，应立即停止浇筑，并应在已浇筑凝结前修整完好，在浇混凝土时应填写混凝土浇筑记录。
　　 4.3.4.4混凝土的养护
　　 混凝土的凝结硬化是水泥、水化作用的结果，而水泥的水化作用只有在适当的温度和湿度条件下，才能顺利的进行。混凝土的养护就是创造一个具有适合的温度和湿度的环境，使混凝土凝结硬化，逐渐达到设计要求的强度。混凝土的养护方法有自然养护（一般现浇混凝土），标准养护（混凝土试件），蒸汽养护（预制构件）。
　　 自然养护是在常温下（平均气温不低于5℃）采用适当的材料（草帘、麻袋、塑料布）覆盖混凝土表面并适当的浇水，使混凝土在规定的时间内保持足够的湿润状态的自然养护符合下列条件规定，在混凝土浇筑完毕后应在12小时内（终凝）加以覆盖和浇水，混凝土的养护日期，加外加剂和有抗渗要求的混凝土不得少于14天，浇水次数以应能保持混凝土具有足够的湿润状态为准，养护初期水化热作用较快，需水多，浇水次数多，气温高也应增加浇水次数，养护用水水质应与搅拌用水相同，这次排水池工程混凝土池壁的养护采用1寸塑料管打眼喷淋的方法，进行混凝土的养护，在已浇筑的混凝土表面布置测温孔（见图2），在混凝土终凝后，间隔4小时测温一次，并做测温记录，并根据测温记录绘制温度变化曲线图。
　　
　　
　　 5.结束语
　　 以上对混凝土的施工过程与产生裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-570273.htm