鋼筋混凝土箱涵施工裂縫的分析與控制

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當(dāng)鋼筋混凝土箱涵用作疏水工程或地下通道工程時(shí),要求具有足夠的強(qiáng)度和良好的防水性能。從結(jié)構(gòu)上看,施工并不困難。但要滿足設(shè)計(jì)要求,達(dá)到優(yōu)良工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并非易事。特別是對(duì)鋼筋混凝土箱涵易出現(xiàn)裂縫的問題,應(yīng)引起足夠的重視。東深疏水箱涵工程在施工過程中,就出現(xiàn)了側(cè)墻裂縫的問題。
    1工程概況
    東深疏水箱涵工程位于惠陽市馬安鎮(zhèn)附近,為深圳市東部疏水工程的一個(gè)標(biāo)段。箱涵設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆雙孔鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),混凝土標(biāo)號(hào)為C30,單孔斷面:凈寬×凈高=3.2×4.0(m),墻、底板、頂板厚度均為0.5m,全長943m,每23m為一節(jié),共41節(jié)。節(jié)與節(jié)之間設(shè)3cm寬的沉降縫,沉降縫處設(shè)橡膠止水帶。工程地處西枝江一級(jí)階地,地表為農(nóng)田。地基頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為6.9m,處沖積層粘土及砂層交接部位。沖積層粘土屬中壓縮性土。工程在1998年6月至1999年6月期間施工
    2施工方案
    (1)基坑開挖深度約6m。采用兩臺(tái)挖掘機(jī)接力開挖,自卸汽車運(yùn)土。基坑邊坡坡度1∶1,在邊坡中部設(shè)1.5m寬的操作平臺(tái),便于施工作業(yè)。
    (2)采用木模板,鋼支撐。模板經(jīng)過設(shè)計(jì)后,在加工場(chǎng)地制作好,運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。兩模板之間用對(duì)拉螺栓連接。對(duì)拉螺栓用Φ12的鋼筋制作(中間設(shè)止水鋼板),上下左右間距均為80cm。
    (3)箱涵混凝土采用商品混凝土,泵送。分兩次澆注,先澆注底板混凝土,后澆注側(cè)墻和頂板混凝土。施工縫設(shè)在底板以上70cm處,縫中安裝鍍鋅鋼板止水片(見圖2箱涵橫截面示意)。
    (4)施工的重點(diǎn)是后澆部分,而后澆部分的施工重點(diǎn)是側(cè)墻混凝土澆注。后澆部分的側(cè)墻深度為3.8m,且頂板鋼筋密布,澆注振搗十分困難?;旌狭嫌么菜腿肽0逯?,每間隔1.5m移動(dòng)一次串筒。串筒處的頂板鋼筋先不綁扎,便于安放串筒。待側(cè)墻混凝土澆注完畢后,再綁扎鋼筋。
    (5)側(cè)墻混凝土以50cm的層厚逐層澆注?;旌狭蠌囊欢讼蛄硪欢司鶆虻厮腿肽0逯?,定人定位用插式振動(dòng)棒振搗。每層均按先邊墻,后中墻,再另一邊墻的順序,依次輪流澆注振搗。
    (6)側(cè)墻澆注完成后,緊接著澆注頂板混凝土。從一端向另一端一次澆注成形。
    (7)在頂板最后一道收漿后,用麻袋覆蓋,人工澆水養(yǎng)護(hù)14d。
    (8)非承重模板3d后拆除,承重模板14d后拆除。
    3試驗(yàn)段發(fā)現(xiàn)裂縫
    為保證箱涵施工質(zhì)量,先進(jìn)行試驗(yàn)段施工,以便總結(jié)經(jīng)驗(yàn),確定合理的施工方案。選取第41節(jié)為試驗(yàn)段,使用材料如下?;炷粒河蛇h(yuǎn)發(fā)混凝土公司提供商品混凝土,攪拌站距施工現(xiàn)場(chǎng)2km。砂石:砂石材料質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果見表1。525#水泥:煙臺(tái)產(chǎn),質(zhì)量檢驗(yàn)合格。粉煤灰:珠海產(chǎn),質(zhì)量檢驗(yàn)合格。外加劑:深圳產(chǎn),質(zhì)量檢驗(yàn)合格。鋼筋:韶鋼產(chǎn)線材,質(zhì)量檢驗(yàn)合格。分兩次澆注箱涵混凝土,在底板以上70cm處設(shè)施工縫。先澆注底板和70cm高的側(cè)墻,相隔5d后澆注側(cè)墻和頂板混凝土。養(yǎng)護(hù)3d后,拆除外模板。通過對(duì)箱涵表面進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)箱涵側(cè)墻在施工縫以上每隔3m~7m有一條豎向長3m左右的裂縫??p寬0.1mm~0.3mm貫穿整個(gè)墻厚。裂縫位置的分布,三側(cè)墻均不相同。每條裂縫的寬度也不一樣。但每條裂縫的長度基本相同。都是起于施工縫處,止于側(cè)墻與頂板相交處。施工縫處裂縫較寬,向上逐漸變窄,最后在與頂板相接處消失。
    4裂縫原因分析
    (1)對(duì)商品混凝土進(jìn)行調(diào)查、分析通過對(duì)材料進(jìn)行抽樣檢驗(yàn),沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)量題?;炷翑嚢枵揪喱F(xiàn)場(chǎng)不到2km,混凝土運(yùn)輸與等候時(shí)間之和約為15min~25min,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定混凝土的坍落度為10cm~14cm,符合規(guī)范要求。又對(duì)混凝土試塊進(jìn)行抗壓、抗?jié)B試驗(yàn),均符合質(zhì)量要求,混凝土不存在質(zhì)量問題。
    (2)檢查地基承載力情況基底土質(zhì)為粘土,開挖基坑后,由質(zhì)量監(jiān)督站取三處土樣進(jìn)行試驗(yàn),允承載力分別為0.253MPa,0.276MPa,0.297MPa,都能滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)計(jì)算,箱體對(duì)土基的作用力為0.048MPa。試驗(yàn)段范圍內(nèi)沒有軟土地基。箱涵兩側(cè)按規(guī)定設(shè)有排水邊溝和積水井,用水泵及時(shí)抽出積水。因此,人工澆水養(yǎng)護(hù)不會(huì)對(duì)地基產(chǎn)生影響。通過以上分析,地基承載力滿足要求,不會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降。對(duì)箱涵頂面四個(gè)角點(diǎn)的水平監(jiān)測(cè),也沒有發(fā)現(xiàn)有下沉現(xiàn)象