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船闸工程扶壁式闸室墙
立板裂缝控制技术
一、工程概况
船闸工程闸室全长260m ,分为14个结构段,首尾为10m长空箱结构段,中间为20m一段的钢筋砼扶壁式薄壁结构,闸室墙底高程为-1.67m,顶高程为+10.23m,墙体高度11.9m,每一扶壁式结构段壁厚60cm,中间设置1个浮式系船柱,墙后设置五道肋板。
二、裂缝原因分析
根据理论分析和以往工程建设的实践经验,由于结构特点、施工原材料、施工方案和工艺、施工养护等诸多因素的影响,扶壁式闸室墙立板极易出现墙体裂缝。究其原因主要有以下几方面:
1、结构特点
扶壁式闸室墙立板与肋板连接处应力集中过大,易使立板承受不均匀应力作用,造成破坏作用。同时地基的不均匀沉降,也容易造成闸室墙受力不均匀,产生不利的应力作用影响。
2、施工原材料方面
2.1水泥品种选择不当,如选用了收缩值比较大的水泥,水化热过大的水泥,水泥的非正常膨胀及水泥含碱量过高的水泥容易引起混凝土开裂。
2.2混凝土骨料含泥量超标或使用了碱活性骨料也会导致混凝土裂缝。骨料级配不良,骨料间空隙过大,骨料针片状含量大,混凝土单方用水泥量比较高,用水量增多容易造成混凝土的收缩增大,导致裂缝产生。
2.3使用的拌合水中有氯化物。
2.4外加剂、掺合料选择不当或使用不当,增大砼收缩。
3、施工工艺和过程控制方面
3.1混凝土搅拌时间不足,拌合物不均匀导致裂缝。
3.2混凝土运输时跑浆,改变了浆骨比或受到日晒雨淋改变了水灰比。
3.3浇注顺序不当、浇注速度不当、振捣不当(过振、漏振或抽拔太快),分缝分块不当。
3.4混凝土终凝前受到震动、初期养护时急剧干燥等造成裂缝。
3.5温度控制不合理,浇注温度过高,保湿效果太差,使混凝土内部温度过高或内外温差过大,从而产生裂缝。
3.6模板漏浆、模板变形。
4、砼养护。砼早期养护不到位,收缩应变和水化热产生的热应变造成裂缝的产生。
三、采取的防裂措施
针对这一船闸工程建设中的顽疾, 船闸工程多次专题召开专家审查会,分析研究闸室墙裂缝产生的原因,并从原材料、设计、施工方法、砼养护等多个方面提出裂缝控制措施。
3.1施工工艺方面
3.1.1 施工工艺流程
施工准备→闸室墙体钢筋绑扎→伸缩缝填充和止水带安装→闸室墙体模板支立→闸室墙体砼浇注→养护→肋板模板支立→肋板砼浇注→养护→沉降观测。
3.1.2为防止前墙收缩应力在变断面处引起裂缝,闸室墙体前墙与肋板分两次浇注,分缝位置在肋板加强角与肋板连接的部位。前墙和肋板浇注时间间隔控制在15天左右,即前墙浇注完成后约15天左右进行肋板的施工。为避免分段过长导致的裂缝,在浮式系船柱处设置后浇带,将20m长闸室墙分为两段,每段长9m
3.1.3闸室墙体分层
闸室墙体高11.9m,标高为-1.67~+10.23m,为减少水平施工缝,闸室墙体分两层施工。第一层:-1.67m ~+0.33m,高2.0m,闸室墙倒角及200mm高闸墙体;第二层:+0.33m~+10.23m,高9.9m,为闸室墙体第二层(墙体)。
3.2原材料控制方面
在原材料控制方面,在规范要求的基础上对原材料检测标准进一步提高。
3.2.1水泥应采用低水化热的普通硅酸盐水泥,性能指标必须符合GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》规范要求,水泥细度的比表面积指标在350-380m2/Kg范围内,铝酸三钙含量要求在6%-8%范围内。本工程水泥选用低水化热的泰州海螺牌普通硅酸盐水泥。
3.2.2细骨料应采用质地坚固、粒径在5mm以下的岩石颗粒(砂),5mm颗粒含量累计筛余不得大于5%,细度模数Mx=2.7-2.9,表观密度大于2.50T/m3,含泥量不得大于1.5%,泥块含量不得大于0.5%。本工程细骨料选用赣江砂,具有沙粒均匀含泥量小的特点,经多次抽样检测,砂的含泥量均1.5%,泥块含量在0~0.2%之间。
3.2.3粗集料应采用质地坚硬清洁的碎石,技术指标满足《水运工程混凝土施工规范》中表3.3.1-1的规定要求,碎石最大粒径应为40mm,含泥量不得大于0.6%、泥块含量不得大于0.3%、针片状指标不得大于10%,要求检测粗集料碱活性。本工程粗骨料选用热膨胀系数比较小的南京六和产的玄武岩,可以有效的降低温度应力。
3.2.4外加剂根据工程施工要求选用匹配的外加剂,并进行水泥与外加剂的适应性试验。为了有效防治墙体裂缝,在闸室墙体砼中掺加了减水剂和减缩剂。
减水剂选用南京博特生产的PCA(Ⅰ)聚羧酸高性能减水剂,具有大减水,高增强,高保坍,和易性好,抗泌水、抗离析性能好,混凝土泵送阻力小、便于输送,混凝土表面无泌水线、无大气泡、色差小,碱含量低,不含氯离子、对钢筋无腐蚀性,混凝土28天收缩率较其它类减水剂降低20%以上等特点,掺量为胶凝材料用量的0.9%
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