探讨隧道钢筋混凝土裂缝处理问题及对策

探讨隧道钢筋混凝土裂缝处理问题及对策

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摘要:隧道工程的建设与使用,极大的带动了我国经济社会的进步与发展。相比于其他建筑工程而言,隧道钢筋混凝土结构尺寸与体积较大,因而浇筑过程中其内部将产生大量的水化热。同时,施工环节中还受到人为、材料以及自然环境等因素的影响,导致了钢筋混凝土裂缝问题很难根治。现阶段,要采取合理的裂缝预防与处置措施,降低钢筋混凝土裂缝问题对隧道工程带来的不良影响。

关键词:隧道;钢筋混凝土;裂缝处理;问题;对策

引言:在进行隧道工程施工时,由于受到水泥自身水化因素、温度变化等不同原因的影响,导致了钢筋混凝土结构施工与使用期间经常出现裂缝问题,这将对隧道工程的安全性、稳定性产生极为不利的影响。当前,要加强对隧道钢筋混凝土裂缝处理问题的研究,预防和处理好隧道钢筋混凝土裂缝问题。本文首先对隧道钢筋混凝土裂缝出现的原因以及类型等内容进行探讨,并进一步研究裂缝问题的相关处理对策。

1裂缝问题出现的原因

1.1水泥水化方面的影响

由于受到水泥自身性质的影响,水泥水化期间将会放出一定的热量。随着混凝土体积的不断增大,浇筑工作中混凝土所散发的水化热将显著增大。对于隧道工程而言,其所用的混凝土数量与体积相对较大,隧道断面厚度比较厚。因而,隧道工程浇筑工作中将产生大量的热量,一旦这些热量不能及时的被排出,将导致内部与外部结构之间出现较大的温差,在受到拉伸应力的作用下,隧道结构将会出现裂缝问题。

1.2温度因素的影响

外界温度的急剧变化,将导致隧道工程所使用的钢筋混凝土结构产生相对严重的裂缝问题。一般来说,在进行混凝土的浇筑工作时,由于所处位置的不同,使得内外层混凝土之间出现温度梯度。随着钢筋混凝土体积的不断增大温度梯度现象将愈发明显。此外,外界温度的骤变也将导致温度应力的出现。在开展隧道工程混凝土浇筑施工时,随着浇筑体积的不断增大,混凝土散热越来越困难,最终可能造成结构的不同位置出现裂缝问题。

2裂缝类型研究

2.1温度裂缝

所谓的温度裂缝,主要是指在进行混凝土的浇筑工作时,水泥的水化期间释放大量的热量。如果施工期间产生的这些热量得不到及时的排除,将导致混凝土结构表面与内部之间将出现较大的温度差值,进而导致温度应力与温度裂缝的出现。相比较而言,冬季的外界温度相对较低,但是浇筑期间混凝土内部的温度比外界的温度要高的多,因而内外部之间的温度差较大,所以冬天施工期间形成的裂缝宽度相对较宽,夏季则比较窄。此外,在开展二次衬砌混凝土施工工作时,所选水泥的种类、衬砌结构厚度以及混凝土用量等因素,也会对温度裂缝的产生造成一定的影响。一般而言,温度裂缝主要集中在隧道的口部位置处。

2.2收缩裂缝

隧道工程钢筋混凝土施工期间,经常出现收缩裂缝,收缩裂缝产生的时间、位置也具有不确定性。水泥硬化期间,随着水分的不断蒸发、散失,将造成混凝土结构出现干燥、收缩现象,随着变形问题的不断积聚,再加之模板应力以及围岩约束力等因素的影响,将导致钢筋混凝土结构出现收缩裂缝。施工期间,要合理选用水泥的品种,并对混凝土的用量、水灰比等参数进行严格的控制。另外,为避免收缩裂缝的出现,还要对骨料大小、骨料级配等因素进行严格的控制。

2.3沉陷裂缝

隧道工程经常深度较大的贯穿性裂缝,并且裂缝位置大多和沉陷方向相同。此外,隧道工程沉降值越大,裂缝的宽度将会随之增加。造成沉陷裂缝的因素有很多,比如地质勘探工作不全面、二衬混凝土浇筑工作之前没有严格做好基础清理等工作,都可能造成沉陷裂缝问题的出现。

2.4施工冷缝

隧道工程施工期间,经常因为各种因素导致施工停止,比如施工现场出现停电、机械故障等问题,都可能导致混凝土浇筑工作被长时间的中断,如果浇筑中断时间过长,超过了混凝土材料的初凝时间,在开展再次浇筑工作时,需要对其表面进行凿毛处理。施工期间,如果不能对其进行凿毛处理,或者不能使用水对其表面进行严格的冲洗,也将出现施工冷缝。

3隧道钢筋混凝土裂缝处理的原则

在开展隧道工程裂缝问题的处理过程中,要严格按照以下原则进行,并且裂缝处置要具体问题具体分析,对施工现场裂缝的深度、宽度以及裂缝部位、成因等因素进行全面的分析。具体处理环节中,如果条件允许,应首选低压灌浆以及封缝胶修补措施。这一期间,可以配合碳纤维施工,确保裂缝问题得到有效的处置。其次,处理工作中要根据裂缝宽度的不同采取不同的裂缝处理方案,特别是中拱位置的裂缝,应主要采取修补的方式进行处置。另外,在进行封缝材料的选择时,也要结合施工现场的具体状况进行不同材料的合理甄别、选用。最后,对于隧道裂缝处置工艺、技术的选择要合理、可行。

4隧道钢筋混凝土裂缝处理对策研究

4.1提高隧道工程结构抗裂设计质量

对于隧道工程设计工作而言,要充分考虑到约束应力对于隧道钢筋混凝土结构的影响,设计期间要防止截面突变问题的出现,不断提高隧道工程的平面设计工作的合理性:①隧道工程所使用的混凝土,应主要以中低强度为主,其强度范围要控制在C20~C35之间;②设计工作中不仅要确保钢筋混凝土结构满足构造要求,同时还要保证结构达到承载力方面的要求。由于隧道工程混凝土的体积相对较大,因而内部钢筋的配置要力求合理;③在进行永久变形缝的设置时,应将其数值降到最低,对于竖向施工缝的设置亦是如此;④在开展隧道工程的侧墙设计时,一方面要确保设计工作满足规范要求,另一方面还要等对隧道工程的内部结构进行充分的考虑,隧道壁的厚度要适中。

4.2加强施工控制与管理

施工与裂缝处置期间,要加强现场地质监测工作,并且要对围堰类型进行合理、细致的划分。施工开挖工作中,要对施工进度进行严格的把控,严禁出现超挖、欠挖等问题。一般来说,选用粒径较大的碎石,可以避免裂缝问题的出现。对于细骨料、水泥的选用,要严格按照设计要求进行,此外对于外加剂等材料的质量也要进行严格的控制。最后,在进行混凝土的浇筑工作之前,要对两边基底做好严格的清理工作。浇筑过程中要对浇筑以及振捣等工作进行严格把控,确保施工质量达到设计要求。

4.3隧道钢筋混凝土裂缝处理对策

4.3.1压力灌浆

采用压力灌浆技术进行裂缝处理工作时,要严格遵循以下工艺流程进行施工:首先,要按要求进行灌浆嘴的埋设,之后进行封缝处理,并严格做好密封检查工作。上述工作结束后,要进行浆液的配置。具体配置期间,要结合裂缝问题的具体状况,配置合理的浆液。之后,要按照之前制定的计划进行灌浆工作。

4.3.2粘贴碳纤维布

由于碳纤维布有着强度高、质量轻以及弹性模量高等优势,因而该材料在房屋建筑、桥梁工程以及隧道工程加固工作中经常用到。在利用碳纤维布进行隧道裂缝处置时,需要用到磨光机以及强力吹风机等工具。处理过程中,也要先进行表面处理工作,之后还要在其表面涂上一层树脂,随后才能粘贴碳纤维布。具体施工过程中,要借助于混凝土凹陷部位进行找平。需要注意的是,要根据现场的具体情况合理裁剪碳纤维布,粘贴工作结束后还要在其表面涂上一层浸渍树脂。施工期间要防止施工设备划伤或破坏碳纤维布的完整性,以免影响到处理裂缝处理效果。

结束语:

隧道钢筋混凝土施工受到人为、自然环境、气候以及材料、施工工艺等诸多因素的影响,因而施工期间要对各方人员进行统筹协调。裂缝处理工作中,要根据施工现场裂缝的具体情况,合理选择处理工艺、材料,不断提高处理效果,确保隧道工程的安全性与耐久性。

参考文献:

[1]闫兴旺.隧道混凝土建筑结构裂缝存在的原因及其控制措施[J].中国新技术新产品,2012(6):93.

[2]冯勇田.浅谈隧道工程混凝土结构裂缝的产生原因及控制措施[J].建筑工程技术与设计,2015(24):92.

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