泵站施工期裂缝成因及防裂方法 杨振兴

发表时间:2021/7/29   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:王艺
[导读] 水工建筑包括有泵站,虽说泵站的规模不大,但其却有着重要的价值,随着泵站工程越来越多,施工中问题也越来越突出

        广东振港工程有限公司
        摘要:水工建筑包括有泵站,虽说泵站的规模不大,但其却有着重要的价值,随着泵站工程越来越多,施工中问题也越来越突出,施工期裂缝问题是十分常见的问题,文章主要分析了泵站施工期裂缝的成因,同时探讨了有效的防裂方法,以期望能够促进泵站工程有序的开展。
        关键词:泵站;施工;裂缝;防治对策


        水工建筑中的泵站十分常见,且大面积的分布在我国各个区域,起到排涝、调水以及灌溉等作用,该工程建筑在很大程度上推动了我国市场经济发展,而在施工过程中裂缝情况需要引起重视,该问题的产生会对泵站安全以及使用效果造成直接的影响,所以需要相关人员高度关注。通过过去的经验分析来看,产生裂缝的位置通常在挡水墙、流道以及底板中,流道和底板最容易产生裂缝。一般在施工期出现裂缝,而导致裂缝的原因多是由于高温。文章结合自身工作经验提出了裂缝处理的有效对策,提供相应的借鉴参考作用。
        1 泵站施工期裂缝成因分析
        1.1底板裂缝
        完成泵站底板浇筑工作以后,水泥、水、粉煤灰会出现十分明显的水化反应并形成高密度的热量,混凝土自身导热差,使得水化热凝聚在底板中,大大提高了温度,底板的周围,水化热可与空气接触的过程中实现散热,温度改变不明显。体积膨胀也是由于底板温度大,导致膨胀显著,反之温度低则膨胀不明显,从而对中心位置的膨胀产生约束,内部体现在压应力,外部体现在拉应力。混凝土初期不具备较好的抗裂能力,这容易产生裂缝。通常情况下,低温环境下施工更容易产生这种裂缝,一般在完成浇筑七天中形成,裂缝和底板方向垂直,体现在表面浅层裂缝。在一段时间之后,底板混凝土温度不断递减,基于地基约束干扰,底板产生拉应力,出现温缩变形的情况,因底板中心温度降低幅度相对更大,多以裂缝大多是朝着外部扩散开,如果底板表面出现裂缝,就表示裂缝有可能穿透底板,在很大程度上威胁到结构安全。
        1.2流道裂缝
        类似底板裂缝,流道裂缝同样是因内外温差产生的,通常而言,早期裂缝多是出现在厚度相对大的位置,越是厚的结构,就会产生相对大的温差,这就更容易发生裂缝。后期来看,流道结构温缩变形会被底板约束,结构里出现拉应力,类似底板后期裂缝的形成,只要出现流道裂缝情况,多是穿透结构整体,在很大程度上影响到结构安全性。浇筑底板的时间和流道相差越长,后续的约束作用会更加明显,导致裂缝形成的几率越高。
        2 泵站施工期裂缝防治措施
        上文主要分析了泵站底板、流道施工当中形成裂缝的成因,下文主要基于此,联系泵站的特点,从设计与施工两点上提出了行之有效的裂缝防治措施。
        2.1施工设计预防对策
        2.1.1合理选用混凝土材料
        设计结构的过程当中,需要有关人员能够清楚泵站各个位置的载荷承受能力,并科学的选择混凝土强度级别。要确保混凝土的各指标可以达到设计要求与规范的需求,基于此,尽量选用强度等级不高的材料,特别是内部大体积混凝土,更需要严谨的筛选。由于水泥会跟着混凝土强度等级增加而提高,这就会明显形成水化热,从而造成内外温差过大,容易产生裂缝。另外,选用中低热水泥和膨胀性不高的骨料,加入减水剂、膨胀剂、硅粉以及钢纤维等添加剂,尽可能的使混凝土抗裂能力得到提高。
        2.1.2优化配筋设计
        设计泵站底板、流道等裂缝常发位置的配筋时,不但要参考常规手段与结构承载力的具体需求安排受力钢筋,还需要在混凝土表面中合理安排温度钢筋,从而使其抗裂力增强。温度钢筋最好应用10mm-14mm的材料,间距未100mm-150mm,配置温度钢筋于受力钢筋外侧,在完成配置以后,就能够很好的控制早期裂缝的形成,但这种形式无法很好的控制后期贯穿裂缝。



        2.1.3添加浆砌石或抛石混凝土
        在展开底板或是墩墙等大体积混凝土设计的过程当中,可以采用抛石混凝土或是浆砌石来替代,不但能够减少水泥用量,减少水化热的形成,同时降低温度变化的程度以及裂缝的形成,此外还能够在一定程度上节约工程造价,但该方式的工艺具有复杂性,在具体应用当中也会被一系列条件限制。
        2.2施工期的预防措施
        在优化设计上防控裂缝问题以后,那么就要将注意力集中在施工期的裂缝预防工作上,尽可能的减少裂缝形成。
        2.2.1分块浇筑混凝土
        指的是结合泵站使用功能以及应用的形式等方面划分整体结构,之后分别浇筑这部分独立块体,虽说该形式会在一定程度上减低混凝土生产力,而可以很好的把控早期内外温差,降低上部结构被基础部分约束作用,并减少裂缝形成的可能性,施工当中通常会使用后浇带与吊空模板两类分块形式。
        2.2.2控制浇筑温度
        进行施工操作时,需要科学的把控浇筑温度,越低的浇筑温度,对温度影响越小,同时还会降低开裂的几率。具体施工当中,结合施工场地的具体状况科学选用降温的方式,例如可采用加冰、冰水拌合的形式,都能够很好的实现降温。
        2.2.3保温与养护
        内外温差若是过高会容易产生早起裂缝,若是在完成浇筑之后覆盖有效的保温材料于混凝土表明,这就可以很好的减低内外温差,同时还能够优化表面应力状态,减少早起开裂的几率,但这种形式会影响到后续的降温,那么就要严格的选择与计算覆盖时间。
        2.2.4添加水冷却
        过去来看,一般都把冷水管道安排在混凝土中来冷却的形式通常在重力坝与拱坝的施工当中应用,而在水闸与泵站施工当中应用不多,当前而言,南水北调工程当中东线泵站使用该技术,安排内部冷却水管于流道及底板施工当中,并获得了较好的成效。此形式可以解决混凝土内部水化热过高的问题,减少内外温差的过程中,对降温幅度进行把控,能够使混凝土抗裂性能得到保障,但材质、水管直径与布置形式选择方面,以及通水量、通水时间等内容上还需要持续的实践研究,并进行总结。
        2.2.5混凝土裂缝处理
        混凝土裂缝可分为干缝和湿缝两种,在处理的过程中可以通过使用壁可注入法,这种方法是指通过橡胶管来进行浇筑,应用这种处理方式的过程中,在注入压力时,压力要处于一个压力值中,通过这种方法,灌注材料需要在干缝末端。这类方法有着良好的抗压力性,并且具有较强的渗透力,其次是湿缝处理形式和干缝处理形式大致上一样,不同之处在于湿缝处理是在渗水的情况下,那么在灌注材料选择的过程当中,需要选用防水性能较好的材料,湿缝处理形式和干缝处理形式基本类似。施工缝也是较为常见的,对这类裂缝来说,可通过壁可法注浆或是高压灌浆的方法,这两类形式能够很好的处理施工缝,而也是要考虑实际情况来进行相应的处理,比如工期和资金等方面内容,对施工缝不明显的情况来说,可通过采用水泥砂浆或是环氧砂浆抹面的形式,在一周之后采取小锤来对砂浆的表面进行轻击,声音清脆方可。可通过应用嵌缝法操作,也就是顺着裂缝凿槽加入止水材料来填充,混凝土和别的材料间二期混凝土,可通过应用高强无收缩灌浆料进行填充,而也可能产生细小的裂缝,这类裂缝通常看不到深度与宽度。
        3 结语
        随着水工建筑工程的不断发展,泵站裂缝的问题也越来越突出,文章主要基于此,分析了泵站底板、流道施工期裂缝产生的成因,同时基于设计和施工两个层面上探讨了行之有效的裂缝控制措施,以期望能够给泵站工程提供参考,同时推动工程更加稳定且安全的开展。
        参考文献
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        [4]胡智农,等.南水北调东线江苏境内泵站工程混凝土施工专用技术文件[R].2011.

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