胸墙混凝土质量通病治理(共14页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上广州港南沙港区粮食及通用码头工程胸墙混凝土质量通病治理广州港建设工程质量监督站二O一O年目录专心-专注-专业第一章 工程概况1. 结构简介本工程为沉箱重力式码头结构,胸墙与轨道梁同一整体现浇。胸墙设计底标高为+1.4m。顶标高为+5.5m,胸墙完14.2m,最高胸墙厚度为3.8m,为减少胸墙开裂,每段沉箱顶部设置了两段胸墙,单段胸墙长度9.61m。图1-1典型胸墙断面图2. 主要设计及规范要求胸墙浇注前应认真核对系船柱、护舷、舷梯及供水供电等设施的预埋件、预留孔、预留槽及其位置,准确无误并没有遗漏后方可浇注。浇注时应保证混凝土在水位以上进行振捣,底层混凝土初凝前应不受
2、水淹没,否则应采取措施防止淘涮。为了确保码头面标高,通常胸墙分层浇注,最后一层(约60cm)应在码头沉降基本完成之后进行。胸墙上布置有水、电预埋设施,其结构见水、电专业相关图纸。胸墙混凝土强度等级要求为C40。钢筋的混凝土保护层厚度为75mm。混凝土氯离子渗透性不应大于2000C。为了降低现浇混凝土面层的收缩裂缝,在现浇胸墙(最后一层约60cm)、系船柱块体、护轮坎时需要按设计要求掺入聚乙烯醇纤维。由于目前国内聚乙烯醇纤维材料质量参差不齐,个别厂家质量较差,不适合作为水工混凝土掺加材料。因此,施工时如需掺加要选用质量较好的聚乙烯醇纤维材料进行掺加,设计建议采用建克螺旋型聚乙烯醇纤维,如需采用其
3、它类型替代产品,需通知设计单位,以保证各方面性能不低于原设计规格性能,并应征得设计的同意。现浇胸墙(面层约60cm)采用高性能海港混凝土抗蚀增强剂CPA,掺量为10%,且需把粉煤灰的超量取代部分一并考虑,即CPA掺量=CPA用量/(CPA用量+粉煤灰用量+混凝土配合比中水泥用量)。在施工过程中。粉煤灰、CPA和其它外加剂应与混凝土其它原材料一起投入搅拌机,搅拌站集中搅拌时搅拌时间要比普通混凝土延长10s,搅拌时间不少于120s。在胸墙面层加铺一层钢筋网,平行码头方向650mm,垂直码头方向680mm,混凝土净保护层为50mm。3. 胸墙浇筑工艺外露面模板均采用钢板做为板面,模板采用桁架结构,确
4、保模板的足够的刚度,模板支拆采用吊机。为适应地基和抛石基床压缩沉降的需要,沉箱重力式码头的胸墙施工均采用分层施工的方法,即根据当地地质条件、基床特点和施工能力,将胸墙沿高度方向分成3层进行施工,先施工下层,待码头沉降基本稳定后,再进行顶层(面层)的施工。第二章 胸墙裂缝治理措施胸墙外形尺寸差异较大,前后轨道基础均坐落于沉箱上,并连接成整体,做好大体积混凝土防裂缝措施是本工程的重中之重。1. 现象(1)横向裂缝多发生在胸墙段的1/2部位或1/3部位,有时出现1道,有时出现2-3道,多在胸墙顶和迎水面同时出现。从码头正面观察,胸墙迎水面上的裂缝一般从胸墙与墙身构件的接茬处开始向上开展,裂缝的宽度在
5、胸墙分层高度的下1/3处为最大,向上和向下呈逐渐变窄,裂缝最大宽度约为0.2-0.4mm;从胸墙顶部观察,裂缝除与胸墙迎水面的裂缝贯通外,在胸墙结构断面的变化处也会出现,裂缝的最大宽度约为0.-0.4mm,一般呈上宽下窄的趋势。(2)水平向裂缝有些码头胸墙的顶部会出现顺钢筋分布方向的断续分布裂缝。裂缝的宽度变化较大,窄的约0.2-0.3mm,宽的可能超过0.5mm;其深度一般不超过50mm。(3)斜向裂缝多发生在胸墙顶部系船块体周围、管沟或预留方形孔的四角处,呈45 放射状,裂缝的宽度约0.05-0.2mm(4)不规则裂缝采用内外分层方法浇筑的胸墙,其迎水面和顶面在产生横向裂缝的同时,有时还伴
6、随产生一些不规则的裂缝。裂缝的宽度一般在0.1-0.3mm。(5)表面干裂和龟裂施工过程是或施工后0.5-2个月内,在胸墙顶面出现的形状不规则、宽度不大、深度较浅的网状裂缝或龟纹状裂纹。2. 产生的原因重力式码头的胸墙随着预制构件的大型化,分段长度越来越长。特别是在分层施工后,每层的长厚比将达到10倍左右。同时,胸墙上设有系船块体和各类工艺管沟,断面(1)混凝土内外温度梯度差导致结构产生自生应力裂缝混凝土硬化期间释放大量水化热,使混凝土内部的温度不断上升。据有关资料介绍,当水泥用量在350kg/m3时,每立方米混凝土释放出17500KJ的热量,可使混凝土内部温度升达70左右。混凝土内外温度梯度
7、将在混凝土表面引起拉应力。同时,在混凝土的降温过程中,内外降温的速度不一致,又会在混凝土内部出现拉应力。尤其是在外界气温急剧变化时,混凝土表面将产生更大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,结构表面即会出现自生应力裂缝。码头胸墙表面发生的深度较浅、宽度较大的裂缝,多是由该原因所造成的。(2)混凝土温度应力产生的约束应力裂缝重力式码头的胸墙浇筑在沉箱上部,沉箱对其有约束尤其是胸墙嵌入沉箱内时,约束更大;分层施工时,其下层混凝土对上层混凝土产生约束,特别是两层混凝土浇筑间隔时间较长,下层对上层新浇筑混凝土的约束增大,新浇筑混凝土结构的全部或部分边界受到外界约束,不能自由变形时,可能造成结构
8、出现裂缝。据有关资料介绍,当老混凝土层面上的新浇筑混凝土结构长度大于10m时,新浇混凝土结构出现裂缝的机率较大。目前,重力式码头胸墙的设计段长一般为15-25m,因此,胸墙混凝土极易产生裂缝。如广州南沙二期工程,胸墙段长为17.9m,高度为3.6m,且嵌入沉箱顶部500mm,分三层施工,各层均出现不同程度的裂缝,其原因与胸墙分段长度过大和基层的约束力较大有关。(3)混凝土收缩裂缝混凝土在硬化过程中将产生一定的收缩。当水灰比比较大,用水量较多时,混凝土自身的收缩加大。混凝土的收缩受到约束,不能自由收缩,约束应力超过一定程度时,必然引起现浇混凝土结构的开裂。(4)应力集中裂缝胸墙上设有系船块体和各
9、种工艺管沟,这些块体和管沟四角处容易产生应力集中,导致在块体周围和管沟四角处出现斜向裂缝。(5)混凝土沉降裂缝混凝土硬化初期尚处于一定的塑性状态时,混凝土骨料在自身重力作用下将会发生下沉;振捣不密实的混凝土在硬化的初期将产生一定沉缩。当这种沉降受到模板或钢筋的约束时,将导致混凝土产生塑性变形裂缝,这种裂缝一般沿钢筋走向呈断续状分布。(6)混凝土表面干缩裂缝施工过程中,胸墙表层的水分容易散失,特别是在沿海地区风力较大,混凝土表层的水分散失更快。表面的过早干燥,将造成混凝土表面出现干缩裂缝。混凝土表面的干缩裂缝不仅与施工条件、养护方法等有关,而且也与混凝土的技术条件的很大关系。未掺加减水剂、水灰比
10、大、单位体积用水量大和泌水情况严重的混凝土,表面容易产生干缩裂缝。3. 治理措施(1)根据工程特点,合理确定胸墙分段长度根据水运工程混凝土施工规范“当在岩石地基和老混凝土基层上浇混凝土构件时,其分段长度不应大于15m”的规定,考虑本工程的胸墙浇筑在沉箱上,且设有嵌固,对上部胸墙的约束较大,设计已在胸墙中部设缝,分段长度按一个沉箱分两段胸墙进行浇筑,单段长9.61m。但一个沉箱上胸墙分成两段实施,沉箱顶部及胸墙底部局部应力集中,尤其是在胸墙分缝处,受力复杂,构件易碎裂。建议在其他防治措施不佳时,再行考虑分两段施工。即使分两段施工,亦可考虑不设置为上下通缝,可考虑只在顶层胸墙设缝(1.3m厚),底
11、部胸墙仍整体浇筑。(2)合理确定胸墙施工的分层采用水平分层方法施工的胸墙裂缝要少于采用内处分层方法施工的胸墙。这是因为采用内外分层方法施工的胸墙。先行施工的内部混凝土对后施工的外部混凝土约束条件更为复杂,不仅存在水平层面的约束,而且还有垂直层面的约束。工程A标胸墙顶部前后轨道梁为整体,因此建议可考虑分二层进行浇筑,顶层厚度1.3m(见下图)图2-1 A标胸墙分层浇筑示意图工程B标胸墙顶部前后轨道梁分开设置,因此建议可考虑分三层进行浇筑(见下图),其中顶部60cm留待结构基本稳定后浇筑。第一层与第二层浇筑间隔时间不应超过7天。图2-2 B标胸墙分层浇筑示意图(3)分层施工接茬面应平顺,防止出现过
12、大的起伏和凹凸,避免基层对新混凝土的产均匀约束。沉箱安装时,严格控制顶部高差;胸墙分层浇筑时,严格控制浇筑面平整度;混凝土接茬面凿毛时,严格控制,避免表面出现过大的凹坑。建议采用混凝土接茬面缓凝,高压水冲毛工艺进行接茬面的凿毛处理。接茬面粗糙度和一致,可避免约束应力不均匀性所产生的裂缝。(4)优化混凝土配合比1)选用低水化热水泥水泥与水作用放出的热,称为水化热,以焦/克(J/g)表示。影响水泥水化热的因素很多,包括水泥熟料矿物组成、水灰比、养护温度、水泥细度、混合材料掺量与质量等,但主要是决定于熟料矿物的组成与含量。水泥主要矿物中,完全水化放出的热量,最大的是C3A,其次是C3S,再次之是C4
13、AF。因此,降低C3A含量对限制水泥的水化热是利的,因此采用低水化热水泥有利于减少早期水化热。低水化热水泥,其早期水化速率缓慢,水化放热量和化学收缩率明显降低,在提高水泥早期抗裂性能和提高耐久性等方面具有很好的使用性能。如选用矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥、普硅非早强型水泥。2)掺入引气剂和减水剂,降低水灰比,减少水泥用量,以尽量减少混凝土水化热引起混凝土的温升。3)掺入矿物掺和料或复合水泥建议混凝土配合比时考虑掺入比水泥细的矿物掺合料(包括有矿渣粉、粉煤灰等)或直接采用复合低水化热水泥,有利于减少早期水化热。其中:粉煤灰掺和料应来自燃煤工艺先进的电厂。粉煤灰的烧失量应尽可能低(不宜大于5
14、%);需水量比宜不大于105%。粉煤灰取代水泥的最大限量应不大于10%(采用矿渣硅酸盐水泥低水化热水泥拌制的混凝土)和20%(采用普通硅酸盐水泥低水化热水泥拌制的混凝土)磨细高炉矿渣的比表面积不宜小于350m2/kg。需水量比不宜大于105%,浇失量不大于1%。建议工程在混凝土配合比设计时,考虑双掺粉煤灰与矿渣,有利于改善混凝土和易性,取代水泥用量的粉煤灰与矿渣总量不超过40%,粉煤灰与矿渣最佳比例为4:6。4)尽量采用现场拌制的较为干硬的混凝土我国混凝土施工工艺已大部分采用泵送商品混凝土工艺。现场搅拌混凝土从过去的干硬性、低流动性,转向集中搅拌、大流动性泵送浇筑。但采用泵送混凝土后,水泥用量
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