市政工程中混凝土薄壁构件施工技术建议__墨水学术,论文发表,发表

所属栏目：城市管理论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:227

副标题#e#摘要:文中详细探讨了市政工程中钢筋混凝土薄壁构件施工中易出现的质量问题及其原因，探讨了解决此类问题的施工技术建议，为同类工程的施工提供参考。
　　关键词：市政工程；薄壁构件；混凝土；裂缝
　　引言
　　在市政工程建设中，钢筋混凝土箱涵、渡槽、管道等构筑物大多采用薄壁混凝土构件，此类构件在施工过程中往往很容易出现各类裂缝。虽然大多数裂缝对构件的安全影响不大，但由于裂缝引起的渗漏问题，不仅影响结构的耐久性，而且影响工程的正常使用，给工程运行管理带来不便。薄壁混凝土构件的裂缝问题，是市政工程施工中一个十分重要的问题。现浇钢筋混凝土薄壁构件的施工是市政工程施工的难点。通过对相近工程建设中存在的问题及处理方法的综合分析，对现浇钢筋混凝土薄壁构件关键工序施工的技术要求，提出几点施工建议。
　　一、市政工程混凝土薄壁构件施工易出现的质量问题及其原因
　　市政工程中混凝土薄壁构件施工有其特殊性和复杂性。1.混凝土浇筑强度高。为确保构件的整体性，每个构件混凝土浇筑应一气呵成，避免施工中出现冷缝；2.混凝土浇筑工艺复杂，外观质量要求高。薄壁构件中，钢筋、芯管、预埋件等密布其中，给支立模板、混凝土入仓、振捣等带来一定困难；3.模板面积大、制造安装工艺复杂且刚度要求高；4.因构件防渗要求往往不能采用对拉螺栓加固模板。
　　混凝土薄壁构件施工中易出现下列问题：
　　（一）冷缝与薄弱带
　　混凝土薄壁构件因施工仓面较大，若通仓浇筑，施工完底部再施工侧墙则接缝间隔时间过长，有可能形成冷缝。有时下层虽未达到初凝，但因间隔期表面泌水或胶材中比重小的掺和料、灰石上浮，造成接缝处水灰比变大、混凝土性质不均匀而形成薄弱带。泵送混凝土砂率高塌落度大，会产生骨料下沉、砂浆上浮，在层面形成无骨料的砂浆层，出现薄弱带。这种情况在拆模后可明显看到接缝痕迹。
　　（二）窝气
　　构件底板抹角顶模下部振捣时气泡不易排除，常会附着在模板表面,拆模后常见到大片深浅不等的麻坑,有的直径可达40～50mm。
　　（三）错台
　　由于因防渗要求侧壁模板安装加固时不允许采用对拉螺栓。如果模板局部或整体刚度不够；模板安装没有紧固锁定或者留有间隙，当浇筑上层混凝土时，侧压力变大,模板变形或者移位,而下层混凝土已振捣密实甚至初凝,在两层间易出现错台。
　　（四）蜂窝、麻面甚至露筋
　　造成这类问题的原因很多,除上述“窝气”外,还有以下原因：1.薄壁构件中钢筋、芯管、止水及其它预埋件等密布其中,空隙较小,给混凝土浇筑振捣带来很大困难。个别位置振捣器不易靠近,易造成漏振。2.侧墙模板一次安装到顶时,下部弯角处及钢筋、芯管下部遮挡处不易检查、不易振捣,振捣器在缝隙中移位困难,振捣质量差。3.施工仓面大,易互相干扰或互相等靠,造成漏振。4.浇筑竖墙下部时,因仓面与工作台高差较大,混凝土入仓铺层厚度不易掌握。若铺层过厚则振捣不透,或气泡路径过长而不能排除至表面。
　　（五）裂缝
　　钢筋混凝土构件裂缝产生的主要成因不外乎以下三种[1]：
　　1.由外荷载的直接应力，即按常规计算的主要应力引起的裂缝。
　　2.由外荷载作用，结构次应力引起的裂缝。
　　3.由变形引起的裂缝。结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝。
　　裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理等相互影响的综合性问题，见表1[2]。
　　
　　表1钢筋混凝土结构裂缝产生的主要原因
　　分类    原因
　　与结构设计及受力荷载有关的    1.    在设计荷载范围内
　　2.    超过设计荷载范围或设计未考虑到的作用
　　3.    地震、台风作用等
　　4.&n#p#副标题#e#bsp;   构件截面尺寸不足、钢筋用量不足、配置位置不当
　　5.    结构物的沉降差
　　6.    次应力作用
　　7.    对温度应力和混凝土收缩应力估计不足
　　与使用及环境条件有关的    1.    环境温度、湿度的变化
　　2.    结构物各区域温度、湿度差异过大
　　3.    冻融、冻胀
　　4.    内部钢筋锈蚀
　　5.    火灾或表面遭受高温
　　6.    酸、碱、盐类的化学作用
　　7.    冲击、振动影响
　　8.    使用中短期或长期超载
　　与材料性质和配比有关的    1.    水泥非正常凝结（受潮水泥、水泥温度过高）
　　2.    水泥非正常膨胀（游离CaO、游离MgO、含碱量过高）
　　3.    水泥的水化热
　　4.    骨料含泥量过大
　　5.    骨料级配不良
　　6.    使用了碱性活骨料或风化岩石
　　7.    混凝土收缩
　　8.    混凝土配比不当（水泥用量大、用水量大、水胶比大、砂率大等）
　　9.    选用的水泥、外加剂、掺和料不当或匹配不当
　　10.    外加剂、硅灰等掺和料掺量过大
　　与施工有关的    1.    拌和不均匀（特别是掺用掺和料的混凝土），搅拌时间不足或过长，拌和后到浇注时间间隔过长
　　2.    泵送时增加了用水量、水泥用量
　　3.    浇注顺序有误，浇注不均匀（振动赶浆、钢筋过密）
　　4.    捣实不良，塌落度过大、骨料下沉、泌水，混凝土强度过低就进行下一道工序
　　5.    连续浇注间隔时间过长，接茬处理不当
　　6.    钢筋搭接、锚固不良，钢筋、预埋件被扰动
　　7.    钢筋保护层厚度不够或施工中钢筋保护层厚度过大
　　8.    滑模工艺不当（拉裂或塌陷）
　　9.    模板变形、模板漏浆或渗水
　　10.    模板支撑下沉、过早拆除模板、模板拆除不当
　　11.    混凝土硬化前遭受扰动或承受荷载
　　12.    养护措施不当或养护不及时
　　13.    养护初期遭受急剧干燥（日晒、大风）或冻害
　　14.    混凝土表面摸压不及时
　　15.    大体积混凝土内部温度与表面或表面温度与环境温度差异过大
　　二、薄壁混凝土构件施工技术建议
　　（一）混凝土骨料选择
　　在砂石骨料进场时应做到严格把关。为避免由于碱骨料反应而引起混凝土裂缝，在选取砂料场时,一是选用碱活性小的砂石骨料，二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂，三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。同时要控制砂的含泥量并对砂料进行冲水筛洗,在骨料场搭设防晒、防雨棚,以避免骨料在夏季受到暴晒及在雨天被淋水。
　　（二）混凝土配合比设计    
　　混凝土薄壁构件配合比设计：1.应采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥用量，减小混凝土收缩；2.控制水灰比；3.掺加减水率高和保水性好的外加剂；4.控制塌落度，在满足混凝土运输与浇筑的前提下#p#副标题#e#应尽量减小塌落度，若采用泵送时塌落度宜控制在12～14cm的范围；5.骨料粒径选择要考虑到渡槽侧壁钢筋、芯管、预埋件和模板之间的间隙。
　　（三）模板及支架
　　薄壁构件模板的施工顺序：安装底模→绑扎底板钢筋→安装内模→绑扎侧壁、顶面钢筋→固定芯管→安装外模。
　　为了减少渗漏通道,大型薄壁混凝土构件施工模板架立不能使用对拉钢筋。故模板自身刚度及强度应达到稳定和变形限量要求；且拆装方便、定位准确、接缝间隙小；混凝土入仓、振捣和检查方便，以便在确保混凝土质量的前提下加快施工进度。
　　1.外模
　　为保证外观质量,外模宜用大模板。一般外模根据形状做成特制定型模板。模板分块根据起吊能力和断面形状确定。各块之间连接机构应便于安装与拆卸，且有足够强度及刚度来支撑荷载,避免混凝土浇筑到一定高度时因侧压力增大导致模板变形过大造成错台。
　　2.内模
　　内膜应保证渡槽内壁表面密实、光滑、糙率小，以达到设计要求的耐久性。施工后若表面粗糙可以对其进行磨光等二次处理。底部水平段可不做顶模。
　　3.板缝处理
　　为避免板缝漏浆采用有足够厚度的橡胶条或泡沫塑料，粘贴在模板接缝的一边,安装模板时将其压紧可起到防止漏浆的作用。
　　4.模板支架
　　要求模板支架有足够的强度和刚度来承担构件与模板重量和其它施工荷载。支架的基础要经过试压,立柱、横梁等都要经过计算,以满足施工对支架强度、刚度、稳定性和最大变位的要求。支架在一定范围内应可以调节高度,以便定位和拆模。
　　（四）钢筋绑扎
　　薄壁混凝土构件在面层均配有结构钢筋，绑扎钢筋定位时，在规范允许误差范围内宁靠内勿靠外，确保混凝土保护层不小于设计要求，以避免漏筋缺陷的发生。
　　（五）混凝土浇筑
　　浇筑环节是影响混凝土质量的关键,必须采用有效的工艺措施,精心控制,精心施工才能保证混凝土的质量。
　　1.入仓
　　用吊罐作垂直运输时,不能直接入仓,而应采用刹铲入仓，控制混凝土的入仓速度,不允许集中堆落再用振捣器平仓,以避免混凝土离析；泵送运输时,最好采用串筒或软管按一定间距安设,减小跌落高度。混凝土浇筑时应避开中午烈日高温时段,以避免混凝土入仓温度过高而形成温度裂缝。
　　2.分层
　　渡槽混凝土浇筑开仓阶段采用“立浇平流”工艺。首先浇筑边墙第一层混凝土，振捣混凝土使其水平流动排除底板抹角处顶模下的空气，再浇筑底板及两侧墙。初始入仓速度要慢，待仓面完全打开后采用正常速度浇筑，并按壁厚核算入仓混凝土方量。
　　3.台阶法浇筑
　　薄壁构件,仓面细长,入仓、振捣困难,若采用通仓浇筑,层面间隔时间较长,尤其是侧边墙第一层，因层面暴露时间过长可能造成冷缝。最好的办法是采用台阶浇筑,缩短层面暴露时间。采用泵送混凝土时因坍落度大,台阶不能分得太窄以免乱层,一个台阶宽度4～5m为宜。
　　4.振捣
　　一般用小功率软轴振捣器振捣。因钢筋及预埋件等密布其中,模板边角等不易振捣密实,特别是模板支立较高或有一定倾斜角度时,振捣器上提下放不便,且振捣器不易定位,所以应采用人工用竹竿、木棒等配合机械振捣助捣，同时还应避免过振,以免产生混凝土离析。
　　5.整形
　　当底部混凝土接近初凝不产生流动时,采用与底面形状相同的刮板刮出底面的顶部形状。
　　（六）养护
　　精心养护对钢筋混凝土获得早期强度和减少干缩裂缝是非常必要的。一般平缓的暴露表面在终凝后即覆盖并流水喷雾养护；竖直向及倒坡处不易覆盖,洒水养护又会很快干燥,可采用晚拆模，拆模后流水喷雾养护。在整个混凝土养护期内必须保持槽身混凝土表面的湿润。三、结论
　　由于市政工程中混凝土壁薄构件的结构特点，决定了混凝土对原材料的要求比普通混凝土结构更高，同时应严格控制好混凝土的配合比。且针对#p#副标题#e#易出现的混凝土质量问题，做到防患于未然。总之，通过对施工工艺的精心策划、精心施工及精心养护就可以达到市政薄壁混凝土构件“滴水不漏”的理想效果。
　　
　　参考文献：
　　[1]王铁梦著.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997
　　[2]韩素芳耿维恕.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[M].北京：化学工业出版社，2006
　　[3]安明，朱金，覃维祖.高性能混凝土的自收缩问题[J].建筑材料学报，2001，4（2）