膨胀砼在隧道施工缝中的应用__墨水学术,论文发表,发表论文,职称
所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:118
副标题#e#摘要探讨膨胀栓膨胀带在隧道施工缝中的应用,借助膨胀砼的膨胀性有效地防止裂缝的出现，抗裂防渗效果显著。
关键词隧道施工缝膨胀砼抗裂防渗
TheApplyingoftheExpansion
ConcretetoCrackofTunnelConstruction
Suncunkun
ABSTRACTTostudytheapplicationofexpensionconcreteattunnel.Expensionconcretepreventcrackexectivelly.The
Resultofanti_crackandleakageproofisnotable.
Keyeords:tunnel,crackofconstruction,expensionconcrete,anti-crackandleakageproof.
1．隧道施工缝的现状及处理方法
隧道施工过程中，往往需要在被覆区段端部设置施工缝，施工缝的留设比较多，从而增加了隧道抗裂防渗工作的难度，也给工程技术人员提出了新课题。在工程实际中，隧道中的渗漏点多发生在施工缝或其附近区域。隧道施工缝既是抗裂防渗的薄弱部位，又是隧道工程中必须解决好的一道关键工序。
目前，隧道施工缝的常规处理方法，是利用橡胶止水带起抗裂防渗的作用。具体作法是；将橡胶止水带的一半与前一工期砼共同浇筑在施工缝留设断面上；待后一工期砼浇筑时将橡胶止水带的另一半浇成一个整体(见图1)
该方法的优点是取材简便，施工工序简单，抗裂作用强，易被普遍接受。不足之处是橡胶止水带在施工缝难得居于设计位置，且施工捣固时，橡胶止水带下部砼难于捣实，易形成新的渗漏区域；其次，橡胶止水带常固定位钉孔等施工因素的影响，而使抗裂防渗期望值降偏；第三，橡胶止水带易老化，老化后其物理力学性能明显降抵，因而其预期功能不能得到发挥。因此，橡胶止水带在隧道施工缝中的应用效果不佳，应寻求新的方法来替代它。特别是新材料、新工艺的使用，使得隧道施工缝的处理愈来愈日臻完善。膨胀带在隧道施工缝中的应用，是隧道施工处理新方法之一。
2．膨胀砼的补偿收缩功能简介
普通砼在水中硬化过程中，随关强度的提高，砼要产生失水收缩现象，在构件中产生收缩应力(σm)，当收缩奕力值大于砼的开裂应力时，砼即告开裂，导致构件的刚度降低，抗裂防渗的功能降低甚至完全丧失。膨胀砼是为了克服普通砼在水化硬化过程中产生失水收缩现象而开发研制出的一种新型砼。它是通过在水泥中外掺等量膨胀剂(取代水泥)而制成的砼，能依靠膨胀剂的作用，在砼中产生一定的体积膨涨。膨胀砼的补偿收缩功能，就是通过膨胀砼的膨胀，在砼内产生一定的挤压应力，对砼自身的失水收缩起到一定的补充作用，使砼因自身的水化便化所产生的拉应力的影响降低。并通过膨胀砼产生的应力使砼的收缩应力减小或者使砼处于受压状态，从而使砼不致于开裂，抗裂防渗效果得到可靠保证。膨胀砼的性能主要由它的自由膨胀(ε1)和约束膨胀(ε3)来反应，影响膨胀砼的膨胀率的主要原因之一是膨胀剂的外掺量。膨胀砼随外掺量的增加而增大，预期的膨胀效果可由膨胀剂的外掺量调整而达到。
3.膨胀砼膨胀带施工缝处理原理
膨胀砼在约束条件下产生体积膨胀，使砼内部产生压应力(σ1)，当压应力大于或等于收缩应力(σ2)，砼断面上即为压应力或零应力，砼断面即不会开裂，其刚度和抗裂防渗效果好，其原理可用方程来表示为
σ1-σ2
若收缩应力与自压应力之差小于砼的开裂应力(σt)时，砼中有拉应力，但不至于开裂，因而也能达到抗裂防渗的效果。
σ1-σ2<σt(2)
从理论上来看，要使施工缝处不开裂，该处砼的拉应力不超过砼的开裂应力可，即满足方程(2)。但在工程实际中，考虑到砼开裂应力比较小，应用价值不高；且开裂应力的分布的不确定性，也给开裂应力的取值带来诸多不便。不便设计中实际操作。工程设计中常采用使砼中不产生拉应力来作为设计准则，即满足方程(1)即可。因此，膨胀砼膨#p#副标题#e#胀带抗裂防渗的理想方程是方程（1）。其应变表达式为:
εm-ε1<0(3)
式中：εm-的收缩应变；ε1-膨胀砼的自由膨胀率。
在工程设计中常可以用增量方程表达为:
ΔLm-ΔLm1≤0(4)
式中：ΔLm-砼在施工区段内的收缩量;ΔLm-膨胀砼膨胀带的自由膨胀量。
方程(4)表达的原理是放的收缩量办于或等于膨胀砼膨胀带的膨胀量。于是，收缩得到膨胀的补偿，砼中不会产生拉变形，因而不会开裂，抗裂防渗效果得到保证。
4.膨胀砼膨胀带施工缝处理方法
4.1处理方法
膨胀砼膨胀带的处理方法是在施工缝设置的区段端部，增设一条膨胀砼带，依靠膨胀砼带的膨胀来抵消施工区段中收缩应力所产生的影响，从而达到理想的抗裂防渗之效果。具体方法见图2。
该方法的优点是施工方法简便易行，材料(膨胀剂)用量少，综合造价与橡胶止水带处理方法相比不会明显增加。特别是隧道中的温差小，湿度大，有利于膨胀砼稳定地发
挥其膨胀功能，使砼抗裂防渗这个难题得到很好的解决。
4.2设计示例
某一隧道工程中，施工组织计划每15m(Lm=15000mm)为一被覆段，则膨胀带可以设计如下:
取砼的收缩率εm=3×10-4则该区段内硷收缩量为
ΔLm=εm×Lm=15000×3×10-4=4.5mm
设膨胀砼的自由膨胀率为εm=5×10-5膨胀砼带的宽度
为Lm=1000mm，则膨胀砼的膨胀量为
L1=1000×5×lO-3=5.0mm
于是可计算得到该区段砼补偿收缩后的增量为:
ΔLm-ΔLm1=0.5mm
满足方程(4)的要求。因此，在15m的区段内，设lm宽的膨胀砼膨胀带即可。
该方法在某国防工程实际应原中，取得了良好效果。与同期橡胶止水带施工处理法相比，抗裂防渗效果明显，经济效益好。
5.结论
(1)该方法原理浅显易懂，便于工程实际操作，易于推广应用。
(2)该方法的扶裂防渗效果明显，便于保证。使用该方法可以在不增加投资的情况下，达到抗裂防渗的目的。
(3)膨胀砼膨胀带在施工缝中的应用为膨胀砼的应用开拓了一个新的领域。
参考文献
[1]徐荣年等.工程结构裂缝控制.中国建筑工业出版社.2005.
[2]何星华.建筑工程裂缝防治指南.中国建筑工业出版社,2005.
[3]王铁梦.建筑结构的裂缝控制.上海：上海科扶出版，1987.
[4]吴申伟.膨涨砼.北京：申国铁趋出版社.1990.
[5]游宝坤.吴方春等.抗裂防渗新材料一U型砼膨涨剂•施工扶术，1987(5)
[6]游宝坤等.取消伸缩缝的设计新方法，建筑结构.1993.（1）
[7]袁塑署.钢筋撬凝土局部补强的收缩应力分析.土木工程学报.1996(1)
期刊 论文 出书
国内外/中英文/全学科 学术服务
