隨著人口快速增加和城市飛速發展,全國各地供水壓力日趨緊張,最近幾年,特別是“十一五”期間及“十二五”初期,全國各地城市為了緩解供水帶來的壓力,由地方政府和水務企業牽頭,正在加快一些規模較大的市政供水工程建設,這些工程涉及人民群眾生活,工程一旦開工建設,工程工期特別緊張,有時不合理的工期可能會對工程質量、施工安全、工程投資帶來較大的風險。
因為工作的關系,筆者近幾年參與了一些市政自來水廠和污水處理廠工程的建設監管工作,無論是市政凈水處理廠、增壓站、還是市政污水處理廠均有一個共同點即以盛水構筑物為主,凈水廠主要由平流沉淀池、清水池、砂濾池、配水井、吸水井組成; 增壓站主要包括清水池及和吸水井; 污水處理廠主要包括反應池、沉淀池、沉砂池等水工構筑物,由此可見,市政工程凈水廠及污水廠對裂縫防治有相同之處。自來水廠和污水處理廠施工過程中主要施工質量通病主要是水池滲水,水池滲水不僅會影響到水池主體壽命,還嚴重影響到水廠正常的生產功能,有時還會影響到自來水廠水質。這些問題如果不能及時解決和處理,就會對城市供水產生影響,供水問題歷來是民生大問題,供水一旦出現問題就會影響到社會穩定,故一直為政府和民眾關注的焦點。鑒于上述原因,從開工之初、建設之中、以及到投產使用,水工構筑物裂縫預防就是施工單位、監理單位、建設單位需要認真對待頭等大事。在此筆者將以親身的現場經歷,并結合相應的理論對市政工程的水工構筑物池體混凝土裂縫進行原因和預防措施分析,以供同行們參考。因市政水工構筑物多以薄壁混凝土為主,故本文不再對大體積混凝土裂縫分析,主要以薄壁混凝土裂縫分析為主。
1 池壁混凝土裂縫分類
在水工構筑物混凝土施工過程中,根據裂縫的形狀可以為: 豎向裂縫、橫向裂縫、及斜向裂縫; 有時也可分為: 規則裂縫和不規則裂縫; 根據裂縫形成的原因,為了便于我們在施工現場對裂縫的控制,我們有時也分為材料缺陷裂縫和施工工藝裂縫,這種分類方法,有利于現場管理責任到人、到部門、到工序,當然最權威、最傳統的分類是: 表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。
市政水工構筑物的特點是池體長度較長,一般在 100 米以上,寬度一般在 50 米左右,高度一般在 5-6 米,沉清池一般高度在 8 米左右,因此水池一般出現裂縫的主要部位往往是池壁。根據不同的需要,往往采取不同的裂縫分類方法,按照傳統的裂縫分類方法,表面裂縫、深層裂縫往往不會導致水池滲水,但貫穿性裂縫會導致水池滲水,其滲水嚴重性取決于裂縫寬度及水位壓力。表面裂縫、深層裂縫如果不及時處理和預防,往往會加深成為貫穿性裂縫。
2 池壁混凝土裂縫產生原因分析
水工構物混凝土裂縫產生的原因很多,筆者結合施工現場案例情況總結得出水工構筑物產生裂縫的主要原因如下:
( 1) 原材料不符合要求。主要表現: 組成混凝土的原材料如粗骨料、細骨料含泥量超標。( 2) 設計本身不完善、存在設計缺陷。主要表現: 混凝土標號過低、沒有合理設置變形縫、鋼筋間距設計偏大、混凝土抗滲等級偏低。( 3) 施工工藝不完善、存在施工缺陷。主要表現: 混凝土澆注方法不當、振搗不密實、鋼筋間距不均勻或保護層不符合設計要求、施工縫及后澆帶、加強帶處理不當或不完善、施工縫位置不當,模板拆除時間不當、切斷對拉螺桿方法不當或時間過早、修補對拉螺桿方法不當或是砂漿沒有按要求加防水劑、模板拼接縫隙過大漏漿嚴重。上述原因是我們在施工過程中應注意、預防的主要因素。( 4) 施工條件及環境不利?;炷潦┕み^程出現極端天氣,如氣溫過高或過低,或在施工過程中天氣突變,氣溫突然變熱或變冷。( 5) 混凝土養護方法不當、養護時間不當。在混凝土完成澆注后,養護的方法和時間過早或者過晚都有可能促進混凝土裂縫的形成。( 6) 混凝土配合比設計不當。主要表現: 水泥用量不當、未根據抗滲要求增加膨脹劑、摻合料及外加劑。( 7) 構筑物中預留、預埋的套管、埋件、安裝模板的對拉螺桿制作方法不當,或是安裝方法不當。( 8) 地基處理不符合要求也是造成混凝土結構開裂的原因之一。
3 預防市政水工構筑物混凝土裂縫措施
在筆者近幾年參與監督的工程中,上述八種原因造成的水工構筑物滲水情況均有不同程度的發生,為提示正在從事市政工程建設者或將要從事市政工程建設者在今后工作中有效的對上述裂縫及早的預控、及時處理筆者將從材料、施工、設計等方面闡述裂縫的預防及控制措施。
( 1) 嚴把材料第一道質量關項目部在施工之前對材料廠家能力、信譽及服務、質量進行調查,確?;炷恋脑牧先绱止橇?、細骨料含泥量符合要求,材料進場后會同監理單位及建設單位取樣員進行含泥量檢測。
( 2) 從設計上消除混凝土裂縫隱患盡管大多數設計單位技術力量強,設計人員責任心強,但由于設計任務重,往往還是在設計上先天存在不足,這就要求施工單位在施工之前,認真深入消化施工圖紙、核對施工參數并組織圖匯審和答疑,從設計源頭消除裂縫隱患。
( 3) 強化施工管理、嚴格工序驗收施工工序質量不符合規范要求是現場混凝土裂縫產生的主要原因,為此,施工單位應重點強化施工過程管理,嚴格每道工序驗收,主要預防措施如下:
①編制專項防水混凝土施工方案。技術人員在混凝土施工前需編制專項施工方案,方案主要明確施工縫位置、施工縫處理方法、混凝土分層分段情況,同時對施工人員進行必要交底。②編制模板專項施工方案。方案的重點要明確對拉螺桿材料、規格進行設計和驗算,同時對拉螺桿的止水設計要詳細、安裝方法要具體并可操作性。③在混凝土施工過程中同時要安排鋼筋工保證鋼筋間距和鋼筋保護層正確無誤。
④在混凝土施工過程中同時要安排模板工保證模板縫隙不漏漿,支撐不變形,拆模時間也要嚴格控制。⑤后澆帶及加強帶處理必須按規范要求處理。⑥混凝土施工、鋼筋安裝、模板安裝之前必須對工人進行提前有針對性的方案交底。
( 4) 施工條件及環境不利時,項目部需安排專人對天氣預報進行觀注,盡量選擇合適、有利的天氣施工,可以有效的減少混凝土裂縫產生。
( 5) 混凝土養護不當直接關系到混凝土質量好壞,項目部要求安排專人對混凝土進行養護,由于水池混凝土多采用外加劑,按照規范其養護時間不宜小于 14 天。
( 6) 地基處理不符合要求也是造成混凝土結構開裂的原因之一根據筆者近年來調查和學習發現,前人在分析混凝土裂縫產生的原因時,多是從混凝土內在原因出發去討論的,其實在市政工程建設過程中,除了混凝土施工內在原因外,還有地基原因也可能導致混凝土池壁裂縫,地基不均勻沉降,盡管不會對水工構筑物的結構安全產生隱患,但往往由于該原因產生大量的可見的裂縫,因此,我們在進行地基處理時采取一定的技術手段對地基進行檢測,以確保地基可靠并消除該原因產生的裂縫。
4 市政水工構筑物混凝土裂縫治理方法
盡管有很多專家、學者對混凝土裂縫產生的原因進行了大量分析、并對混凝土裂縫的預防措施進行很多的研究,但由于混凝土裂縫仍是一個世界性的難題,控制混凝土裂縫是一個系統工程,所以在實際施工過程中,往往由于多方面的原因還是或多或少的產生各種裂縫,如表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。為了有效及時處理已經形成的裂縫,減少裂縫對工程的影響,本人認為應針對不同性質的裂縫采取不同的方法進行修補和處理。
( 1) 直接表面修補法,通常直接采用防水涂膜或其它防水材料直接覆蓋混凝土表面進行修補。( 2) 對于明顯規則的裂縫,通常采用開 V形槽,然后采用水泥及砂漿,有時摻加防水劑進行修補,該方法主要施工簡單,但要注意進行養護。( 3) 壓力注漿法修補,主要原理采用專用設備將專用化學的漿液注入裂縫并填充裂縫,通過這種方法有時需要反復注漿。
市政工程建設過程中,由于原因復雜性容易產生混凝土裂縫,但是如果提前做好預防,從原材料、設計、施工上控制,可以大減少混凝土裂縫的產生,希望各施工企業在施工過程中必須采取積極的態度進行事前預防、事中控制、事后修繕,以降低和減少裂縫對工程的影響。
參考文獻
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[2]《建筑工程抗裂堵漏》作者: 張廷榮等編著,河南科學技術出版社,2001.