浅谈码头工程混凝土常见质量问题的成因及处理方法文档格式.docx
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混凝土是水运工程建设中的主要材料,在施工全过程中时常出现一些质量问题,对混凝土加强质量控制对保证工程质量、避免不必要的时间和资金浪费等有着重要的意义。
水运工程由于其特殊的使用环境,部分混凝土长期处于潮湿环境,尤其是海水环境下,这就对混凝土的耐久性提出了更高的要求,最新修订的(JTS257-2008)《水运工程质量检验标准》在混凝土保护层及抗氯离子渗透等方面就提出了更高的明确要求。
关键词:
水运工程;
施工过程;
质量问题;
工程质量;
检验标准
2000cwharfengineeringconcretecommonqualitycausesofproblemsandsolutions
Abstract:
Concreteiswaterprojectconstruction,themainmaterialsinconstructionprocessinsomequalityproblems,oftenappearsonconcretestrengthenqualitycontroltoensuretheengineeringquality,avoidunnecessarywasteoftimeandmoneyandhasimportantsignificance.
Port&
waterwayengineeringduetoitsspecialuseenvironment,someconcretelong-termbeindampenvironment,especiallyseawaterenvironment,thistothedurabilityofconcreteputforwardhigherrequest,thelatestrevisionofthe(JTS257-2008)"
port&
waterwayengineeringqualityinspectionstandards"
inconcretecoverandanti-chlorideionpenetrationetcputforwardhigherexplicitlyrequested.
Keywords:
port&
waterwayengineering;
Constructionprocess;
Qualityproblem;
Engineeringquality;
Inspectionstandards
正文
1前言
除了保护层厚度等,混凝土表观质量问题也是影响其耐久性的一个重要因素,如:
气泡、麻面、空洞的存在导致混凝土保护层厚度的减小,裂缝尤其贯穿裂缝及露筋则将钢筋直接暴露在海水中,加速钢筋腐蚀,影响钢筋混凝土使用寿命。
此外,上述问题同其他土木工程一样,也影响着混凝土表面质量。
最近,我公司在岚山港承建了“日照港岚山港区8#、12#泊位改建工程”,主要包括沉箱预制、码头主体工程、码头后方堆场面层施工等。
下面,我就参与水运工程施工过程中,对混凝土常见质量问题产生原因及处理方法谈谈自己的体会。
2混凝土施工气泡原因及处理
码头沉箱斜趾处、扭王字块边角等不易振捣的部位拆模后,常在混凝土表面会看到一些小凹坑,是由于混凝土施工中的一些气泡未被排出而破裂后形成的,称之为气泡。
2.1原因分析
气泡的形成主要是由于砂子偏细、引气剂掺量不当、铺料厚度过大、振捣不到位或振捣时间不够等原因,使混凝土中的气泡未被完全排出而造成,在一些混凝土斜面或曲面部位,由于上部支有模板,使混凝土振捣和气泡排出困难,出现的气泡较多。
2.2预防措施
采用细度模数2.0~3.0范围的天然砂或人工砂,保证其各项指标符合规范要求严格进行混凝土配合比试验并按确定的混凝土配合比施工,控制外加剂掺量;
认真进行混凝土摊铺、振捣作业,每层混凝土摊铺厚度控制在30cm~50cm间,振捣时振捣棒应缓慢拔出,不欠振或漏振。
2.3处理措施
气泡影响混凝土外观,个别气泡一般不必处理,局部较多或大面积出现气泡应处理,且拆模后要尽早处理,将产生气泡部位刷毛或凿毛,用水清洗湿润,用相同或高于结构物混凝土强度等级的水泥砂浆填补并压光,采取覆盖养护措施,防止水流冲刷。
对斜面和曲面部位可在混凝土浇筑完6h后拆模处理气泡,其处理效果较好,但拆模时要避免扰动已浇混凝土。
3混凝土麻面原因及防治措施
混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点,形成粗糙面,但无钢筋外露现象,称之为麻面。
3.1原因分析
(1)模板表面粗糙或黏附水泥浆渣等杂物未清理干净,拆模时混凝土表面被粘坏。
(2)模板未浇水湿润或湿润不够,构件表面混凝土的水分被吸去,使混凝土失水过多出现麻面。
(3)模板拼缝不严,局部漏浆。
(4)模板隔离剂涂刷不匀,或局部漏刷或失效,混凝土表面与模板粘结造成麻面。
(5)混凝土振捣不实,气泡未排出,停在模板表面形成麻点。
3.2防治措施
实心方块、胸墙、轨道梁、桩帽等构件模板采用胶合板木模版,模板绑扎时混凝土模板表面清理干净,不得粘有水泥砂浆等杂物,浇灌混凝土前,模板浇水充分湿润,模板缝隙,用油毡纸、腻子等堵严;
模板隔离剂应选用长效的,涂刷均匀,不得漏刷;
混凝土分层均匀振捣密实,至排除气泡为止。
対出现麻面的部位,在麻面部位浇水充分湿润后,用原混凝土配合比去石子砂浆,将麻面抹平压光。
4混凝土孔洞处理
孔洞是指结构内部有空腔,局部没有混凝土或蜂窝缺陷过多,大部分孔洞是指超过钢筋保护层厚度,但不超过物件截面尺寸1/3的缺陷。
孔洞使结构物断面减少,降低结构物承载能力,水工结构物还可能形成渗漏通道。
4.1形成原因
在沉箱等薄壁结构分层施工中,拆模后有时发现底部局部产生空洞。
主要由于混凝土拌和物严重离析,混凝土料干硬,入仓混凝土料架空或骨料集中,混凝土摊铺料太厚,漏振,模板严重漏浆等。
4.2预防措施
混凝土拌和物应均匀,混凝土和易性好,分层摊铺、振捣、平仓及时,振捣均匀,不漏振,模板缝隙密合,模板支撑牢固。
4.3处理方法
对面积较小、深度较浅的孔洞采用蜂窝、麻面的处理方式,将孔洞部位的松散物凿除干净,用干硬性预缩砂浆或聚合物砂浆、细石混凝土填塞处理。
对面积较大、深度较深的孔洞,将孔洞凿除彻底,打锚筋和架设钢筋网。
5混凝土结构露筋
露筋是指混凝土结构内部的主筋、架立筋、箍筋等没有混凝土包裹而外露的缺陷。
码头工程中的露筋一般是由于混凝土表面腐蚀、浸蚀、冻融破坏,使混凝土保护层脱落、保护层厚度不够或受到各种意外撞击所致。
露筋不处理,可使钢筋产生锈蚀破坏,腐蚀后,钢筋不仅达不到设计强度,还会使混凝土内部形成孔隙,影响混凝土抗压及耐久性。
5.1形成原因
钢筋安装偏移,混凝土保护层无垫块,混凝土浇筑过程中钢筋移位,模板拉筋同结构筋焊接在一起并外露,混凝土振捣漏振,模板严重漏浆等。
5.2预防措施
钢筋安装位置准确,钢筋绑扎、焊接牢固,混凝土保护层垫块均匀牢固,浇筑中禁止人员随意搬动、踩踏钢筋,防止机械碰撞,混凝土人仓防止一侧集中下料将钢筋挤偏,防止漏振和漏浆。
5.3处理方法
凿除漏筋处混凝土,将钢筋捣入混凝土内,留足混凝土保护层,清除干净外露钢筋上的锈斑,冲洗干净后填补砂浆,抹平压光,覆盖养护。
在不影响混凝土使用空间或外观的部位,可凿除露筋处混凝土后,支模浇筑混凝土加厚,将外露钢筋包裹起来。
6混凝土裂缝处理
裂缝是混凝土中最常见的缺陷之一,尤其是码头胸墙等大体积混凝土。
裂缝的形式多种多样,有表层的、深层的、贯穿的、纵向的、横向的、斜向的等,表面的微裂缝有的呈网状、有的呈放射状、有的呈平行状,深层或贯穿的裂缝有的外宽内窄、有的内宽外窄。
按照缝宽、缝深、缝长及裂缝成因,可将裂缝分为不同类型,对大体积混凝土,I类即龟裂或细微裂缝,一般缝宽a≤0.2mm,缝深h≤30cm;
II类系表面(浅层)裂缝,一般缝宽0.2mm≤a<
0.3mm,缝深30cm<
L0.5mm,缝深h>
500cm。
6.1形成原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。
后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。
气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。
当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。
许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。
如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。
混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×
104,
长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×
104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。
在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。
在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。
一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。
但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。
有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
6.2预防措施
为了防止裂缝,可以从控制温度方面着手,具体措施如下:
(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;
(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;
(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;
(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;
(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;
(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。
当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。
新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。
在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。
加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。
只是对一般钢筋混凝土有影响。
在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。
钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。
由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2。
因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。
但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。
而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。
混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。
虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
6.3处理方法
裂缝补强处理可分为三种,即表面修补、内部处理、锚固处理。
表面修补主要是进行缝口封闭,防止渗漏和钢筋锈蚀。
处理方法包括沿缝IZl凿缝嵌缝、缝IZl贴橡胶皮板和做防渗层、缝1∶1涂刷环氧玻璃丝布、高分子聚合物缝口浸渍等。
内部处理主要是恢复结构的整体性,用于深层裂缝及贯穿裂缝。
常用方法为水泥灌浆和化学灌浆。
以堵漏为目的的,常选用丙凝、水玻璃、水溶性聚氨酯浆材;
以恢复结构整体性为目的的,常选用粘结强度高的环氧、甲凝类浆材。
锚固处理主要是恢复结构整体性和原受力状态,主要方法是采用预应力锚索加固措施。
7缺棱掉角
结构或构件边角处混凝土局部掉落,不规则,棱角有缺陷。
7.1原因分析
(1)木模板未充分浇水湿润或湿润不够;
混凝土浇筑后养护不好,造成脱水,强度低,或模板吸水膨胀将边角拉裂,拆模时,棱角被粘掉。
(2)低温施工过早拆除侧面非承重模板。
(3)拆模时,边角受外力或重物撞击,或保护不好,棱角被碰掉。
(4)模板未涂刷隔离剂,或涂刷不匀。
7.2防治措施
该工程混凝土构件模板全部采用胶合板等木模板,在浇筑混凝土前充分湿润,混凝土浇筑后应认真浇水养护;
拆除侧面非承重模板时,混凝土应具有1.2MPa以上强度,拆模时注意保护棱角,避免用力过猛过急;
吊运模板,防止撞击棱角,运输时,将成品阳角用草袋等保护好,以免碰损。
缺棱掉角,可将该处松散颗粒凿除,冲洗充分湿润后,视破损程度用1∶2或1∶2.5水泥砂浆抹补齐整,或支模用比原来高一级混凝土捣实补好,认真养护。
8.表面不平整
混凝土表面凹凸不平,或板厚薄不一,表面不平。
8.1原因分析
(1)混凝土浇筑后,表面仅用铁锹拍平,未用抹子找平压光,造成表面粗糙不平。
(2)模板未支承面不足,或支撑松动、泡水,致使新浇灌混凝土早期养护时发生不均匀下沉。
(3)混凝土未达到一定强度时,上人操作或运料,使表面出现凹陷不平或印痕。
8.2防治措施
严格按施工规范操作,浇筑混凝土后,根据水平控制标志或弹线用抹子找平、压光,终凝后浇水养护;
模板应有足够的强度、刚度和稳定性,支在坚实的基础上,有足够的支撑面积,并防止浸水,确保不发生下沉;
在浇灌混凝土时,加强检查;
混凝土强度达到1.2MPa以上,方可在已浇结构上走动。
9强度不够,均质性差
现象:
同批混凝土试块的抗压强度平均值低于设计要求强度等级。
9.1原因分析
(1)水泥过期或受潮,活性降低;
砂、石集料级配不好,空隙大,含泥量大,杂物多;
外加剂使用不当,掺量不准确。
(2)混凝土配合比不当,计量不准,施工中随意加水,使水灰比增大。
(3)混凝土加料顺序颠倒,搅拌时间不够,拌合不匀。
(4)混凝土试块制作未振捣密实,养护管理不善,或养护条件不符合要求,在同条件养护时,早期脱水或受外力砸坏。
9.2防治措施
该工程选用的水泥为指定品牌的华润水泥,水泥应有出厂合格证,混凝土下料砂、石子粒径、级配、含泥量等符合要求;
搅拌站在下料过程中严格控制混凝土配合比,保证计量准确,混凝土按顺序拌制,保证搅拌时间和拌匀;
每次浇筑过程中按施工规范要求认真制作混凝土试块,并加强对试块的管理和养护。
10温度裂缝
温度裂缝有表面的、深进的和贯穿的。
表面温度裂缝走向无一定规律性,长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边,大面积结构裂缝常纵横交错。
深进的和贯穿的温度裂缝,一般与短边方向平行或接近于平行,裂缝沿全长分段出现,中间较密。
裂缝宽度大小不一,一般在0.5mm以下,沿全长无大变化。
表面裂缝多发生地在施工期间,深进的或贯穿的裂缝多发生在浇灌完2~3个月或更长时间。
缝宽受温度变化影响较明显,冬季较宽,夏季较细。
10.1原因分析
(1)表面温度裂缝,多由于温差较大引起。
(2)深进和贯穿的温度裂缝,多由于结构温差较大,受到外界约束引起,如大体积混凝土浇筑在坚硬地基或厚大混凝土垫层上,如混凝土浇灌时温度较高,当混凝土冷却收缩,受到地基、混凝土垫层或其它外部结构的约束,将使混凝土内部出现很大拉应力,产生降温收缩裂缝。
裂缝为较深的,有时是贯穿性的,常破坏结构整体性。
10.2防治措施
预防表面温度裂缝,可控制构件内外不出现过大温差;
浇灌混凝土后,应及时用草帘或草袋覆盖,并洒水养护;
制作混凝土试块,并加强对试块的管理和养护。
11结束语
在参与水运工程混凝土质量问题分析及处理过程中,往往要涉及工程材料、结构力学、材料力学等多学科、多方面的知识,需要不断地学习和积累现场经验,向各方面人士学习经验。
在今后的学习工作中,我一定会积极继续完善理论知识,通过从课本、互联网、施工方案中深入学习,不断提高自身技术水平。
经过两个多月的努力,工作中面临的许多问题及策略论文终于完成在整个设计过程中,出现过很多的难题,但都在老师和同学的帮助下顺利解决了,在不断的学习过程中我体会到:
写论文是一个不断学习的过程,从最初刚写论文时对面临的问题的模糊认识到最后能够对该问题有深刻的认识,我体会到实践对于学习的重要性,以前只是明白理论,没有经过实践考察,对知识的理解不够明确,通过这次的做,真正做到理论实践相结合。
总之,通过毕业设计,我深刻体会到要做好一个完整的的理论功底、高深的学术造诣、严谨的治学态度和胸怀宽宏的高尚品质,让我受益匪浅,终身难忘。
参考文献
[1]水运工程质量检验标准JTS257-2008人民交通出版社,2009.1
[2]水运工程混凝土施工规范JTJ268-96人民交通出版社,1996.1
致谢
本课题在设计和论文的写作过程中,都得到了刘丽华老师的悉心指导。
刘老师严谨的治学态度,乐观随和的处事态度,不仅教育我如何设计和写作,更重要的是教我如何做人,虽历时仅数月,却让我终生受益。
再此向刘老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
不积硅步何以至千里,本设计能够顺利完成,也归功于班主任老师、各任课老师和实习指导教师的认真负责,再此向各老师表示由衷的谢意,感谢他们的辛勤栽培。
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