输水箱涵施工缝的设置及处理方法.doc

输水箱涵施工缝的设置及处理方法?54?海河水利2008年8月输水箱涵施工缝的设置及处理方法吴换营(天津市水利勘测设计院,天津300204)摘要:箱涵是输水工程中常用的管涵形式,在施工中,施工缝是不可避免的,但它对工程质量和安全运用的影响至关重要,须予以重视.介绍了施工缝的设置原则,位置,形式及处理方法,对工程设计和施工具有一定的指导意义.关键词:输水工程;箱涵;施工缝;设置;处理方法中图分类号:TV672文献标识码:B文章编号:10047328(2008)040054031前言箱涵以其整体刚度大,对软土地基及地基不均匀沉陷适应性好,断面调节方便,施工工艺简单,施工质量容易保证,造价较低等优点,广泛应用于输水工程中.如上海石化总厂给水工程,天津引滦入津工程,上海黄浦江上游引水工程,上海合流污水治理工程,西安黑河引水工程等,应用长度已超过200km.即将兴建的南水北调中线天津干线全长155km.均采用箱涵.在箱涵施工中,由于技术或施工工艺等原因.施工缝是不可避免的.有时施工缝的设置有其积极意义.但施工缝是混凝土结构受力和渗漏水的薄弱部位.留设位置不合理或交接处处理不当就会影响整个结构的性能与安全,处理”后遗症”不仅花费大量人力,物力和财力,而且因施工难度大,处理效果也很难保证.因此,在设计和施工中须加以重视,并采取适当的措施.2施工缝的设置原则及位置尽量连续浇筑混凝土,宜少留或不留施工缝,不应留垂直施工缝.必须留设垂直施工缝时应与变形缝相结合.水平施工缝的位置宜留在结构受剪力与弯矩较小且便于施工的部位.应留在高出底板腋角顶不小于2O0nlln或低于顶板腋角底不小于200mm的墙体上.当墙体有孔洞时,施工缝距孔洞边缘不应小于3O0mm.3施工缝的形式施工缝的接缝形式有多种,如凸缝,凹缝,高低收稿日期:2008-03-06作者简介:吴换营(1969一),男,硕士,高级工程师,主要从事水利工程设计,技术管理工作.缝(阶梯缝),平缝,平缝+止水带,平缝+遇水膨胀止水条等.下面就这几种接缝形式的利弊进行分析,并介绍相应解决措施.凸形和高低形施工缝.抗渗渗径延长.混凝土结合面垂直于水压方向,抗渗性好.缝面容易清理.墙体较厚时.宜采用凸缝;墙体较薄时,宜采用高低缝.这两种缝的最大弊端在于支模繁琐.施工难度大.施工缝处混凝土凿毛时,极易将棱碰掉一部分.由此减少和缩短了水的爬行坡度和距离,很难保证质量.另外,由于混凝土墙板上El空间很小(有两层钢筋网,中间再加一条模板).且后浇混凝土易与棱碰撞而出现轻微离析.所以,接缝附近的混凝土密实度远比不上其他部位.在此处.除施工缝外又形成了一个抗渗漏的薄弱环节.凹形施工缝.在浇筑施工缝下面的混凝土时,安放木条或塑料条,混凝土凝结硬化后,将木条或塑料条撬出,为了方便施工,优先使用塑料条,因为它质地坚韧,脱模容易,可以反复使用.相对于凸形和高低形缝,凹形缝支模容易,但槽中的水泥砂浆粉末和积水难以清理干净,在浇筑新混凝土后,在凹槽处形成一条夹渣层,影响新老混凝土的粘结质量,留下渗漏水的隐患.平缝施工极为简单,但渗径短.界面结合差.常用于厚度较薄的工程.平缝+钢板止水带或橡胶止水带.钢板,橡胶止水带均具有一定的力学性能,自身抗渗性能很好,施工缝上下止水带均有100200mm高.爬水坡度陡,高度也较大,可有效延长渗径,具有较好的防渗漏效果.但其缺点也是明显的,除增加费用外,因都需采吴换营:输水箱涵施工缝的设置及处理方法?55?用预埋式安装固定,在混凝土浇筑现场,将一定宽度,十几米长的止水带穿人双排钢筋网的墙中,并将其安装同定在指定位置,操作很困难.为防止钢板止水带下沉,止水板下部可支承在对拉螺栓上.或在钢板止水带下焊接短钢筋,起支撑作用.短钢筋长度应以混凝土板墙钢筋网片厚度为准.不能超过,短钢筋中心位置宜焊止水环,以防沿短钢筋形成渗水通道.短钢筋问距不宜过大,否则钢板止水带易弯曲.为防止混凝土浇筑振捣时止水带晃动变形,应在适当位置将短钢筋与墙板主筋焊接,问距为400mm,且高低交替布置,要保证止水带高度上下各一半:或在止水带两侧各焊一个L形钢筋支架,间距是墙体竖向或水平钢筋间距的倍数,但不超过800mm.将支架与墙体钢筋绑扎牢固.新老混凝土浇筑周期较长,钢板止水带易锈蚀,上半部板带粘结灰浆较多,故在上部模板安装之前.要注意处理好止水带的除锈,除灰和焊接接头的完整性检查.橡胶止水带是呈柔性的,其安装固定比较困难.在混凝土浇注的振捣力作用下容易受挤压变形移位,甚至倒伏,形成混凝土浇筑的空隙,从而容易造成局部渗漏,可采用铁丝或吊钩绑扎固定.在上部模板安装之前.要清除止水带上的浮浆及其他杂物,用水冲洗干净,并进行接头的完整性检查.平缝+遇水膨胀止水条,施工简便,费用较低,效果好.止水条包括遇水膨胀橡胶,遇水膨胀腻子止水条.遇水膨胀橡胶具有和硫化橡胶基本相同的物理性能,增加了遇水膨胀功能,可以通过遇水时体积膨胀来进一步填充和密封橡胶弹性变形以外的橡胶和混凝土之问界面缝隙.遇水膨胀橡胶的膨胀倍率高,反复膨胀功能好,有较好的弹性和复原性,它能封闭渗水通道,其止水效果较橡胶止水带可靠.在振捣力作用下,遇水膨胀橡胶压缩反弹性大,压缩变形能力比较小,填充微小孔隙的能力比较差.遇水膨胀腻子止水条最大的优点是可塑性好,压缩变形能力大.填充密封效果好,与混凝土有较好的亲和力,能够密封混凝土界面的缝隙.在混凝土施工中和建筑物使用时,混凝土存在一定的变形,遇水膨胀腻子止水条的填充密封性能得以发挥.现在市场上各种品牌的止水条很多,品质参差不齐,有的经水浸泡竟成了浆糊状,有的膨胀率很小,达不到设计要求.为了确保质量.应在工地做现场试验.通常固定止水条的难点有两个.一是在固定止水条时.下层混凝土强度已非常高.钉钢钉非常困难;二是上部墙体钢筋已绑扎成型,空间狭小,不易操作.解决方法是,在下层混凝土刚浇筑完成时,将钢钉倒插入混凝土.待固定止水条时,只要用力一按,就可以固定了.钢钉长度应在50mm以上,以保证足够的埋深,防止在凿毛时脱落.也可采用预埋22号镀锌铁丝的方法.铁丝从中问对折,总长度250300mm.铁丝露出混凝土面100mm左右,以便绑扎固定止水条.4施工缝的处理方法如何使施工缝既满足结构受力要求.又满足防渗等耐久性要求,是需要认真对待的,以下介绍几种处理方法4.1二次振捣法采用二次振捣技术.能够消除混凝土沉陷的影响.减少塑性收缩裂缝和内部孔隙.增加混凝土的密实性.提高强度和耐久性.在采用常规处理措施的同时,在混凝土初凝前进行二次振捣,是一个行之有效的好办法4.2清除浮浆法用铁抹子将混凝土表面的泌水和浮浆刮去一层,约1O30mm.并顺手将混凝土表面挖压出条纹,可以提高新旧混凝土之间的粘结力和咬合力,改善施工缝质量.该方法简单易行.4-3表面清理法在已浇筑好的混凝土界面上人工凿除浮浆及松动石子,凿出混凝土中的碎石来,且应将凿毛后的表面清洗干净,以使新,旧混凝土结合牢固,浑然一体.一般来说.如果混凝土尚未达到一定的强度,就过早地凿毛.将易影响钢筋,止水带与混凝土的粘接握裹,对结构受力及防渗漏不利.但如果凿毛过晚,混凝土已达到较高的强度,则凿毛施工困难,凿毛效果也不好,进而影响新老混凝土的结合强度.凿毛时问应根据混凝土强度等级和气温情况综合考虑决定.对旧混凝土表面的凿毛处理,需耗用大量劳力和时问,对大面积和高强度等级混凝土尤甚.为了简化凿毛工艺,可采用涂刷缓凝剂方法【21,即当浇筑的混凝土表面水分刚收干时(初凝前),将缓凝剂散布(涂刷)于混凝土表面,待混凝土硬化,可用高压空气或水冲掉表面软弱缓凝层,使粗骨料露出.也可采用冲水处理法,即浇筑完下层混凝土,一般间隔24h进行二次振捣.再经过13h进行第一次冲毛.仅冲掉浮浆层;又经13h进行第二次冲毛,冲掉砂浆,露出石子.还可以采用下层混凝土接近终凝时.以钢丝刷拉毛,并用高压水冲洗,不足之处再用人工补?56?海河水利2008年8月凿,然后冲洗干净的方法.4.4添加粗骨料法体积较大的混凝土在分层分段浇筑时,表面浮浆多,易造成施工缝处结合差.可将级配良好的碎石均匀地撒人浮浆层.反复振捣,防止石子集中,切忌出现干石子堆积现象:或将长尖型石子,均匀插入旧混凝土深2/3,外露长1/3.这样.既保证了施工缝处混凝土级配均匀,强度不降低,也提高了新旧混凝土之间的粘结力和咬合力.4.5插粗短钢筋法在浇筑下层混凝土时先均匀插入粗短钢筋,使施工缝处混凝土温度及干缩变形受到阻碍和约束.提高施工缝处抗拉和抗剪强度.4.6施工缝上下设置钢筋网片在施工缝下面的混凝土浇筑时,由于混凝土的离析和分离.接近施工缝处的水泥砂浆偏多,骨料偏少,使施工缝上下相接处存在一层新老水泥砂浆层相接的薄弱层.由于混凝土的收缩远小于砂浆层,这层薄弱层内产生裂缝.可以在施工缝处设置钢筋网片来防止这种裂缝的产生,即在施工缝平面上下各50mm,止水带的两侧分别设置直径14mm的二级螺纹钢筋网片,这可以有效抑制水泥砂浆的收缩,减少裂缝的产生.尤其是在墙壁较薄的箱涵中使用钢筋网片,对抗渗漏很有利.4.7使用补偿收缩混凝土和砂浆近年来微膨胀剂的发展.使得后浇带的处理变得容易.具体做法为在后浇带混凝土中掺加水泥重10%以上的微膨胀剂(具体掺量按试配确定),配制成补偿收缩混凝土.其作用可基本或大部分抵消混凝土的温度收缩变形对施工缝的不利影响.通过后浇混凝土的微膨胀,挤实新老混凝土之间的施工缝.在施工缝处采用有膨胀性的砂浆或水泥浆,可改善结合界面的物理力学性能与结构的密实性.传统的铺设砂浆的办法,由于增加工序,不易掌握,可采用小级配混凝土或同一强度等级的富浆混凝土.4.8提高新旧混凝土结合面相临混凝土的强度等级旧混凝土表面经凿毛并涂以砂浆,新旧混凝土结合面处的各项强度指标,一般可达整体混凝土的75%以上.据此.如能再提高结合面处附近的混凝土等级,则可使结合面处混凝土结合强度达到整体混凝土强度指标.实践证明I31,这是可行的.4.9涂刷混凝土界面处理剂新旧混凝土之间不能很好结合的原因,除施工工艺因素外,尚有其理化性能上的关系.一般混凝土或砂浆的基面,几乎都存在着带负电的阴离子,与这种基面相接触的新浇筑混凝土或砂浆,如能带有阳离子则具有吸附力,能使新旧混凝土密切结合.在已凝固的混凝土面上,涂渗一层阳离子界面剂.再浇筑新混凝土或砂浆,可得到良好的结合,如wJ界面处理剂f.4.10施工缝处模板的安装施工缝处模板安装质量不好,将存在漏浆,露石,错牙,缝歪曲不直等缺陷,直接影响混凝土浇筑的质量和糙率.为此,应加强施工缝处模板安装的稳定性和密闭性4.1l施工缝以上混凝土的浇筑混凝土初凝以后,不能过早地在上面浇筑新的混凝土层,否则在振捣新浇筑的混凝土时,会破坏已初凝混凝土的内部结构和混凝土与钢筋的粘结.所以.必须等混凝土抗压强度达到1.2MPa以上时,才能继续浇筑混凝土.施工缝以上第一层混凝土的浇筑,应按规范要求严格控制浇筑高度以及混凝土振捣棒的插入位置和振捣时间.以免产生对模板过大的侧压力而使对拉螺栓断裂.5结语上述施工缝形式和处理方法,均有成功的工程实例,也有效果较差的实例.各有所长.各有所短.不能一概而论.主要原因是.施工缝同变形缝一样是箱涵施工中的精细部分.且涉及的影响因素多,可归纳为,材料是前提.设计是基础.施工是关键