1 干縮裂縫產生原因與預防
1.1 干縮裂縫產生原因混凝土在水化過程中,因急劇干燥產生的龜裂狀、網狀裂縫稱干縮裂縫。這種裂縫產生在施工和養護期內。如果混凝土鋪筑在干熱氣候施工,特別是受太陽曝曬,混凝土表面溫度較高,混凝土中的游離水急劇蒸發,如果養護水不及時補給,就影響到水泥膠凝體轉變為晶體吸水和失水的平衡,使膠凝體聚力均勻程度破壞。尤以水泥混凝土路面施工時往往因振搗過量,導致表面提漿過多使頂面形成一層1 ml~2 ml的砂漿層。在混凝土體積縮小時,該層極限收縮值遠大于混凝土極限收縮值(50~55)X 10_’lnlll,這樣就產生了干縮裂縫。如果混凝土的最大骨料粒徑偏小,細料過量,級配不良,使混凝土用水量偏大,混凝土干縮量也會增大。另外,由于水灰比偏大,水泥安定性不合格,水泥用量過大(火山灰質水更易產生干縮裂縫)也是促使收縮裂縫產生的原因。
1.2 干縮裂縫的預防措施
1)避免使用 S,R20含量高和比表面積大的水泥,應使用水化熱小的水泥(即非早強型水泥)以降低混凝土的早期自收縮和溫度收縮。
2)摻加減水劑可以降低水的表面張力和混凝土的水泥和水的用量,減少混凝土的塑性開裂。
3)盡量減少水泥用量和用水量,適當降低水灰比,增加砂石用量,以減少塑性收縮、自收縮和溫度收縮。
4)路面施工應避免在大風天和炎熱夏季的正午時分施工,防止路面發生塑性收縮開裂。
5)采用逆縱坡方向澆筑混凝土。
2 橫向裂縫(斷板)
2.1 橫向裂縫原因分析
1)當未完全硬化的混凝土收縮受約束所產生拉應力超過了隨混凝土硬化而增長的抗拉強度時,便會出現斷裂。
2)切縫深度不夠造成開裂。
3)基層不平整。
4)基礎的強弱,不僅影響著混凝土路面的質量,而且也影響著混凝土路面裂縫的產生數量和裂縫的寬度以及擴張速度。
5)混凝土路面在累計車輛荷載的作用下,使基礎發生塑性變形,也使混凝土板底出現脫空,局部的脫空在板內產生了附加應力,再加上種種因素的誘導,在荷載的沖擊下產生了裂縫,便會引起斷板。
2.2 橫向裂縫(斷板)的預防
1)應重視加強混凝土板的初期養護。通常需在混凝土表面拉毛后,手按無痕時應對混凝土及時進行覆蓋保濕和澆水養護或噴撒混凝土養護劑;當氣溫較高、風速較大、相對濕度較低時,在覆蓋前可在上風向用噴霧器噴灑水霧,以保持混凝土表面潮濕;做好保養期間的交通管制工作,禁止車輛通行;養護結束后禁止超重車輛通行。
2)把握好切縫時間。控制切縫的時間有以下幾種方法:強度法、度時法、溫度法。強度法和度時法都沒有觸及到開裂的機理,認為抗壓強度上去了,抗拉強度就必然上去。強度上去了,就可以抗裂。因此,都沒有提及切縫的極限時間限制,這是兩法的致命缺陷,是沒有堅實的理論基礎所致。溫度法的試驗并不麻煩,復演性好,并且與國際上應盡早切縫的做法一致,是可以考慮的。如果使用溫度法控制切縫,可以突破3o℃以上不攤鋪混凝土路面的禁條,可以使用任何早強水泥。這對于我國快速發展水泥混凝土路面,提高路面質量,頗有實際意義。
3)掌握切縫深度,使板塊在切縫處斷開。當板厚在22 cnl 時,其切深應為6 cnl。總之,使產生的裂縫在縮縫處形成。施工中,因故停工時,應按施工縫處理。
4)控制基層標高在允許誤差范圍內。
3 板角裂縫
3.1 板角斷裂原因分析角裂在混凝土路面中,也是常見的病害之一。產生角裂的原因,除了具有上述橫向裂縫的某些原因外,最主要的是由于在縮縫、脹縫、縱縫處有雨水滲入基層及土基,在車輛荷載的作用下產生動水沖刷基層或土基而出現唧泥和脫空,板角便形成懸臂狀,在長期移動荷載的作用下,板面產生拉應力大于混凝土板的極限拉應力時,即出現角裂。
3.2 板角斷裂的預防措施脹縫、縮縫的相接應力求采用“T”字布置。這樣能減少由一塊板角損壞而導致其他相鄰板角損壞的惡性循環。 4 混凝土板縱向裂縫
4.1 縱向裂縫的原因分析縱向裂縫多出現在擴建公路、山坡半填半挖以及路面有管、溝、槽、渠等設施的路段。其特點是沿公路中線方向裂縫縱向展開,一條縫貫通若干塊板,裂縫隨時問推移逐漸變寬,以裂縫為折角凸起或下凹的錯臺現象,伴有側向滑移。其原因有以下幾點:
1)路基兩側沉降不均勻。舊路堤或山坡一側沉降少已趨穩定,而新填筑部分產生沉降,這樣造成板頂面產生裂縫。
2)一側為溝、渠的高填方路堤,由于溝、渠中的水對路堤浸蝕護腳造成邊坡下滑引起縱向裂縫。
3)新老路堤銜接處理不好,引起新填方部分滑移而造成縱向裂縫。 4.2 縱向裂縫的預防措施
1)控制好不均勻沉降,對于擴建、山坡路段或沿線有各種水利通訊設施(如管、溝、渠、電纜等)可能造成路基縱向不均勻沉降地段,要認真做好路基壓實工作。
2)對上述情況可能引起的滑移、下塌等現象都要在坡腳處設支擋結構。
3)原地面處理要徹底。新老路堤及山坡填土銜接處,一定要按要求做成階梯形,并保證壓實度。
5 裂縫的治理措施
5.1 表面裂縫處理方法當裂縫寬度在0.5 rn/n以下時,應及時將縫隙內的塵土清除干,再注入不含充填材料的環氧樹脂粘結劑或瀝青砂等。對寬度在0.5 n1nl~10 iTlrn以上的裂縫,可用混有充填材料舶高粘度環氧樹脂進行修補。超過10 iTlrn的裂縫,宜在裂縫兩邊各30鋤~ 40 cnl范圍內鑿一條深度為裂縫深度(如裂縫深度小于6鋤則取 6 cm)的槽,槽內保持粗糙并清理干凈,先涂一層水泥凈漿(起膨脹作用)。水泥凈漿的稠度以涂刷后,用手指刮有痕無槽為宜,約 15 min后,在槽內澆筑比原路面設計標號高一級的混凝土。
5.2 貫穿混凝土板以及基層已破壞的裂縫處理方法
1)裂縫雖已貫穿板厚,但基層尚未受到影響(裂縫處無翻漿)。其處理方法與表層裂縫的處理方法基本相同,只是槽的深度為混凝土的板厚。在槽內澆筑混凝土時加鋪 間距為20 o"rlx 25 crn的鋼筋網,并在兩邊設縮縫,縫內填充瀝青膠以防止雨水滲入浸蝕基層。
2)基層已被破壞的裂縫,棱角掉塊,雨天縫中翻漿,嚴重者可看到不規則的裂縫向板面擴展。對于這種裂縫應將混凝土板大范圍破除,對基層進行處理,然后按設計要求澆筑混凝土板。接縫處按脹縫處理。若路基或基層較差,可整塊板加鋪鋼筋網。
3)縱向裂縫的處理方法。一般在新填土或者有溝、渠一側加設支擋結構,如擋土墻、護坡道等。然后在裂縫中灌入瀝青膠來阻止雨水浸蝕基層。經觀察,確認沉降或滑移已終止,再按規范要求對面層進行加厚處理。
6 結語文獻標識碼:
A 要依據盾構機掘進狀態,如掘進速度很低、掘進參數異常時。
2.2 刀具更換的標準當刀具的磨損超過限度后,就必須進行更換。一般情況下,當正面滾刀的磨損達到25 mm-30 m ,邊緣滾刀磨損達15 nlYn 時就應該更換,否則刀盤的超挖量不足。刮刀和齒刀的合金堆焊層磨損嚴重或脫落崩解時,應該更換?1。
3 刀具更換作業中掌子面不穩定所采取的應對措施
3.1 從地面進行地層加固
3.1.1 適用條件在盾構隧道埋深較淺,隧道上方地面無建筑物和各種管線,具備從地面進行掌子面地層加固的條件,且地層能夠通過加固而穩定。
3.1.2 方法主要采用注漿、旋噴樁或者攪拌樁進行加固。主要加固盾構機刀盤前方、上方和附近周圍的土體。加固施工完成后在盾構機刀盤土倉的上方及前方形成一個包裹的加固體,起到止水和擋土的作用,從而達到穩固掌子面的作用。
3.1.3 優缺點優點是風險小,投入設備少,費用少。缺點是加固所需要的工期長,受隧道埋深和地面建構筑物、地表環境條件限制大,對外界影響大。
3.1.4 實例廣州市軌道交通三號線(市一番)盾構區間右線盾構機掘進通過上述分析可以看出,水泥混凝土路面裂縫的成因比較復雜,往往造成混凝土路面開裂的原因是多方面綜合影響而造成的。如何預防水泥混凝土板的損壞,目前仍是一個十分重要的工作。設計、施工及養護等單位應引起足夠的重視。工程人員必須認真查找造成裂縫的原因,采取切實有效的措施控制裂縫的產生和發展、確保路面質量,確保水泥混凝土路面的使用功能和投資效益的發揮。