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摘要:随着我国城市化进程的加快,市政隧道工程建设也越来越多。而大体积混凝土也广泛的应用于市政工程建设中。例如:市政地铁工程等。大体积混凝土有体积大与表面小的特点。大体积混凝土内部的水泥由于水化热的集中释放,内部迅速升温,而混凝土的内外却存在极大温差,导致裂缝的产生。大体积混凝土产生裂缝既影响了隧道工程的安全,也影响了隧道工程的正常使用。本文对市政隧道工程中大体积混凝土裂缝形成的原因、产生的危害等问题进行分析,提出几点建议,希望能够实现更合理的控制措施,仅供参考。
关键词:市政工程隧道施工大体积混凝土裂缝控制措施
中图分类号: TU99 文献标识码: A
我国在市政隧道工程建设中,大量钢筋混凝土的结构形式出现,使工程的抗震性与整体性都得到了大幅度的提高,但是,大体积混凝土裂缝的问题也越来越严重,如何做好大体积混凝土裂缝的研究与控制,对隧道施工来说显得十分重要。
一、大体积混凝土裂缝的成因
1、大体积混凝土搅拌不均
在市政隧道施工中,使用的商混混凝土,如果搅拌没有掌握好时间,使混凝土的搅拌发生不均而使材料发生胶凝,混凝土无法和骨料进行充分的粘结,造成材料的局部凝结,导致混凝土的内部产生了不均匀的应力,最终导致裂缝。
2、大体积混凝土的工程量过大
有些隧道工程工程量十分大,使用大体积混凝土的情况也十分多。由于混凝土在浇筑的过程中容易受到材料的很大影响,施工现场,一旦发生停电、停水或者材料不能保证及时供应等情况,都会使混凝土产生施工缝,如何处理施工缝是十分复杂的,如果不能妥善的处理施工缝也会使混凝土的内部产生冷缝,最终使混凝土发生裂缝。
3、温度裂缝的影响
很多时候,大体积混凝土在完成浇筑的三天以后,才会发现裂缝,而这种裂缝的产生,都是受到温差的影响,混凝土在进行水化反应的过程中,混凝土内部的温度与外部的温度产生极大的温度差,而这种温度差会使混凝土发生收缩,最终产生裂缝。
二、大体积混凝土裂缝的危害
大体积混凝土会产生很多危害,一般在市政隧道施工中会表现为以下方面:
1、裂缝使工程整体性受到破坏
隧道工程量大,需要大型的混凝土面板。而外面环境对混凝土面板的截面厚度造成早期的温度裂缝,这种情况很容易产生渗漏,不利于大体积混凝土的施工。如果继续进行施工,裂缝的渗漏水就会使隧道工程的整个使用功能受到影响,水量会造成一部分损失,而裂缝更加会使隧道工程的大体积混凝土面板大大缩短使用年限。
2、裂缝使工程结构无法保持耐久性
大体积混凝土的裂缝已经有严格的标准和规范指标。只有对裂缝进行标准化限制,才能不影响隧道工程的结构耐久。
裂缝过大,就会渗入水与氧气,形成锈蚀面。而钢筋的锈蚀相对于普通锈蚀来说,锈蚀发展的更快,危害也更大。锈蚀会使混凝土的结构顺筋開裂,使工程的结构耐久受到影响,产生重大的危害。
3、裂缝使工程的美观受到影响
大体积混凝土的裂缝过宽会给人带来强裂的危险感觉和不舒服的感觉,裂缝会破坏工程整体的美感。现代工程建筑,我们不仅要追求工程的质量,也要追求工程的外观美感,所以大体积混凝土裂缝影响了工程美感也要作为重点解决的问题之一。
三、大体积混凝土裂缝的控制措施
市政隧道在大体积混凝土使用的过程中,要尽量避免裂缝情况的发生,只有采取有效的控制措施,才能使市政隧道工程顺利完成。
1、大体积混凝土要确保质量
大体积混凝土要做好质量的控制,可以通过以下几点来实现:
使用低热水泥:因为使用低热水泥后,可以使混凝土在升温过程中降低温度,使内外温差减小,防止由于温度原因产生的裂缝。而水泥的具体用量,也要根据隧道工程的实际需要进行计算。
控制砂用量:一般情况下,隧道混凝土的施工中,要使用大量的砂或者石含泥,而具体的用量也要进行严格的控制,一般不能超过1%,这个用量在计算中并不包含有机杂质。
骨料选择:骨料要严格按照要求选择,尽量选择粒径大、强度高的骨料,经过计算和比较,有些工程可以使用人工骨料,而条件具备的工程所在地最好选择石灰岩做骨料。
2、控制温度裂缝采取的措施
水泥的水化作用会在大体积混凝土的内部迅速升温,收缩会使混凝土产生裂缝,使隧道工程的质量受到影响。所以,要解决温度引起的裂缝问题,就要在混凝土施工前做好分析和精确的计算,而且混凝土的温差问题也可以采取蓄水的养护或混凝土表面的保温等措施,都可以有效控制混凝土裂缝的产生。对混凝土表面要及时采取养护的措施,可以使表面的砂石加固,起到很好的防裂效果。
大体积混凝土在施工中,可以选择在基础的垫层和大体积混凝土中增加冷却水管的敷设,这样可以有效控制温度产生的裂缝问题。将混凝土内部与外部的温差控制在25℃以内。当混凝土的强度提高时,养护的条件也要相对提高。
3、大体积混凝土的优化设计
大体积混凝土都会使用大量的砼水泥,而砼水泥的水化热裂缝都是以两种方式表现出来:表面裂缝和贯穿性裂缝。
表面裂缝:砼水泥的水化热在放热结束后,大体积砼就会慢慢降温,而且温度并不会继续升高。在降温过程中,由于砼在收缩就会使地基或者模板等结构严重受到影响,对外部的约束作用也会受到影响,大体积混凝土出现形变,最终形成贯穿性裂缝。要控制这种现象,最好的措施是使用价格便宜的低强度水泥,可以使混凝土在后期的强度符合工程建设的要求。而混凝土内包含的钢筋保护层厚度也要尽量取其最小值。
裂缝发生的过程中和保护层厚度一般是成正比例的。可见,市政隧道工程的实际施工中,一定要尽量避免使用过厚的保护层,防止裂缝的发生。
4、大体积混凝土的现场监控
经过工程实践可以发现,大体积混凝土的施工现场,做好现场的监督管理与检测试验,可以更好的控制混凝土温度,控制裂缝的发生。现场监控进行信息化管理是十分必要的。市政隧道工程在进行大体积混凝土施工时,浇筑会使混凝土内外产生巨大温差,做好温差的测试,降温速度的测试和周围环境温度对混凝土降温影响的测试都十分重要。
在现场的监测中,大体积混凝土进行浇筑时,对温度的监测要设计好多个监测点,选择好温度监测点的监测范围,设定合适的测温区,而测温区范围内的各个温测点也要做好平面的布置和安排。根据施工现场实际混凝土的浇筑面积,对温度监测做好分布和数量的安排,确定的监测点最少要安排四处。根据混凝土浇筑的厚度,测点的数量不能低于五点。而大体积混凝土外表的温度,要按照混凝土的外表内50毫米温度计算。
结束语:
对于市政隧道工程的大体积混凝土出现裂缝的问题,既影响隧道工程的结构与正常使用,也影响了工程的外观美化,所以采取必要的措施对裂缝进行控制。通过保证混凝土质量、控制混凝土温度及选择合适的混凝土施工方案等措施,都可以使市政隧道工程施工积累经验,有效的控制好大体积混凝土产生裂缝的问题,使大体积混凝土可以更好的应用于我国市政隧道工程的建设中。
参考文献:
[1]杨淑琴.浅谈大体积混凝土裂缝的控制[J].山西建筑,2011,7(14).
[2]王艳丽.试述对工程施工中大体积混凝土裂缝的控制措施[J].民营科技,2013(3):346-347.
[3]杨嗣信.混凝土工程现场施工实用手册[M].北京:人民交通出版社.2011.
[4]杨惠丽.浅析大体积混凝土裂缝的成因及控制措施[J].河南水利,2012,5(10).
[5]孙振兴.浅谈大体积混凝土裂缝的控制措施[J].山西建筑,2012,2(4).
[6]杨俊华,胡杰.大体积混凝土裂缝控制技术初探[J].淮海工学院学报,2012,6(11).
关键词:市政工程隧道施工大体积混凝土裂缝控制措施
中图分类号: TU99 文献标识码: A
我国在市政隧道工程建设中,大量钢筋混凝土的结构形式出现,使工程的抗震性与整体性都得到了大幅度的提高,但是,大体积混凝土裂缝的问题也越来越严重,如何做好大体积混凝土裂缝的研究与控制,对隧道施工来说显得十分重要。
一、大体积混凝土裂缝的成因
1、大体积混凝土搅拌不均
在市政隧道施工中,使用的商混混凝土,如果搅拌没有掌握好时间,使混凝土的搅拌发生不均而使材料发生胶凝,混凝土无法和骨料进行充分的粘结,造成材料的局部凝结,导致混凝土的内部产生了不均匀的应力,最终导致裂缝。
2、大体积混凝土的工程量过大
有些隧道工程工程量十分大,使用大体积混凝土的情况也十分多。由于混凝土在浇筑的过程中容易受到材料的很大影响,施工现场,一旦发生停电、停水或者材料不能保证及时供应等情况,都会使混凝土产生施工缝,如何处理施工缝是十分复杂的,如果不能妥善的处理施工缝也会使混凝土的内部产生冷缝,最终使混凝土发生裂缝。
3、温度裂缝的影响
很多时候,大体积混凝土在完成浇筑的三天以后,才会发现裂缝,而这种裂缝的产生,都是受到温差的影响,混凝土在进行水化反应的过程中,混凝土内部的温度与外部的温度产生极大的温度差,而这种温度差会使混凝土发生收缩,最终产生裂缝。
二、大体积混凝土裂缝的危害
大体积混凝土会产生很多危害,一般在市政隧道施工中会表现为以下方面:
1、裂缝使工程整体性受到破坏
隧道工程量大,需要大型的混凝土面板。而外面环境对混凝土面板的截面厚度造成早期的温度裂缝,这种情况很容易产生渗漏,不利于大体积混凝土的施工。如果继续进行施工,裂缝的渗漏水就会使隧道工程的整个使用功能受到影响,水量会造成一部分损失,而裂缝更加会使隧道工程的大体积混凝土面板大大缩短使用年限。
2、裂缝使工程结构无法保持耐久性
大体积混凝土的裂缝已经有严格的标准和规范指标。只有对裂缝进行标准化限制,才能不影响隧道工程的结构耐久。
裂缝过大,就会渗入水与氧气,形成锈蚀面。而钢筋的锈蚀相对于普通锈蚀来说,锈蚀发展的更快,危害也更大。锈蚀会使混凝土的结构顺筋開裂,使工程的结构耐久受到影响,产生重大的危害。
3、裂缝使工程的美观受到影响
大体积混凝土的裂缝过宽会给人带来强裂的危险感觉和不舒服的感觉,裂缝会破坏工程整体的美感。现代工程建筑,我们不仅要追求工程的质量,也要追求工程的外观美感,所以大体积混凝土裂缝影响了工程美感也要作为重点解决的问题之一。
三、大体积混凝土裂缝的控制措施
市政隧道在大体积混凝土使用的过程中,要尽量避免裂缝情况的发生,只有采取有效的控制措施,才能使市政隧道工程顺利完成。
1、大体积混凝土要确保质量
大体积混凝土要做好质量的控制,可以通过以下几点来实现:
使用低热水泥:因为使用低热水泥后,可以使混凝土在升温过程中降低温度,使内外温差减小,防止由于温度原因产生的裂缝。而水泥的具体用量,也要根据隧道工程的实际需要进行计算。
控制砂用量:一般情况下,隧道混凝土的施工中,要使用大量的砂或者石含泥,而具体的用量也要进行严格的控制,一般不能超过1%,这个用量在计算中并不包含有机杂质。
骨料选择:骨料要严格按照要求选择,尽量选择粒径大、强度高的骨料,经过计算和比较,有些工程可以使用人工骨料,而条件具备的工程所在地最好选择石灰岩做骨料。
2、控制温度裂缝采取的措施
水泥的水化作用会在大体积混凝土的内部迅速升温,收缩会使混凝土产生裂缝,使隧道工程的质量受到影响。所以,要解决温度引起的裂缝问题,就要在混凝土施工前做好分析和精确的计算,而且混凝土的温差问题也可以采取蓄水的养护或混凝土表面的保温等措施,都可以有效控制混凝土裂缝的产生。对混凝土表面要及时采取养护的措施,可以使表面的砂石加固,起到很好的防裂效果。
大体积混凝土在施工中,可以选择在基础的垫层和大体积混凝土中增加冷却水管的敷设,这样可以有效控制温度产生的裂缝问题。将混凝土内部与外部的温差控制在25℃以内。当混凝土的强度提高时,养护的条件也要相对提高。
3、大体积混凝土的优化设计
大体积混凝土都会使用大量的砼水泥,而砼水泥的水化热裂缝都是以两种方式表现出来:表面裂缝和贯穿性裂缝。
表面裂缝:砼水泥的水化热在放热结束后,大体积砼就会慢慢降温,而且温度并不会继续升高。在降温过程中,由于砼在收缩就会使地基或者模板等结构严重受到影响,对外部的约束作用也会受到影响,大体积混凝土出现形变,最终形成贯穿性裂缝。要控制这种现象,最好的措施是使用价格便宜的低强度水泥,可以使混凝土在后期的强度符合工程建设的要求。而混凝土内包含的钢筋保护层厚度也要尽量取其最小值。
裂缝发生的过程中和保护层厚度一般是成正比例的。可见,市政隧道工程的实际施工中,一定要尽量避免使用过厚的保护层,防止裂缝的发生。
4、大体积混凝土的现场监控
经过工程实践可以发现,大体积混凝土的施工现场,做好现场的监督管理与检测试验,可以更好的控制混凝土温度,控制裂缝的发生。现场监控进行信息化管理是十分必要的。市政隧道工程在进行大体积混凝土施工时,浇筑会使混凝土内外产生巨大温差,做好温差的测试,降温速度的测试和周围环境温度对混凝土降温影响的测试都十分重要。
在现场的监测中,大体积混凝土进行浇筑时,对温度的监测要设计好多个监测点,选择好温度监测点的监测范围,设定合适的测温区,而测温区范围内的各个温测点也要做好平面的布置和安排。根据施工现场实际混凝土的浇筑面积,对温度监测做好分布和数量的安排,确定的监测点最少要安排四处。根据混凝土浇筑的厚度,测点的数量不能低于五点。而大体积混凝土外表的温度,要按照混凝土的外表内50毫米温度计算。
结束语:
对于市政隧道工程的大体积混凝土出现裂缝的问题,既影响隧道工程的结构与正常使用,也影响了工程的外观美化,所以采取必要的措施对裂缝进行控制。通过保证混凝土质量、控制混凝土温度及选择合适的混凝土施工方案等措施,都可以使市政隧道工程施工积累经验,有效的控制好大体积混凝土产生裂缝的问题,使大体积混凝土可以更好的应用于我国市政隧道工程的建设中。
参考文献:
[1]杨淑琴.浅谈大体积混凝土裂缝的控制[J].山西建筑,2011,7(14).
[2]王艳丽.试述对工程施工中大体积混凝土裂缝的控制措施[J].民营科技,2013(3):346-347.
[3]杨嗣信.混凝土工程现场施工实用手册[M].北京:人民交通出版社.2011.
[4]杨惠丽.浅析大体积混凝土裂缝的成因及控制措施[J].河南水利,2012,5(10).
[5]孙振兴.浅谈大体积混凝土裂缝的控制措施[J].山西建筑,2012,2(4).
[6]杨俊华,胡杰.大体积混凝土裂缝控制技术初探[J].淮海工学院学报,2012,6(11).