路基混凝土挡土墙裂缝处理施工工法

第１３卷　第１０期　２０１３生　中　国水运　Ｖｏ１．１３　０ｃｔｏｂｅｒ　Ｎｏ．１Ｏ　２０１３　１０月　Ｏｈ　ｉ　ｎａ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　路基混凝土挡土墙裂缝处理施工工法　赵立财　（中铁十九局集团第三工程有限公司，北京１００１７６）　摘要：为保证列车运营安全，路基混凝土挡土墙必须达到不渗不漏、整体稳定的目的，需对路基混凝土挡土墙出　现的裂缝与施工缝问题进行加固与修补处理，该工法对出现的混凝土裂缝进行了探讨分析，并提出了处理方案，以　便施工实践中得以应用。　关键词：混凝土挡土墙；裂缝分析；处理　中图分类号：ＴＵ５２８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—７９７３（２０１３）１０－０３０６—０３　一、前言　（１）地形地质方面　新建高速铁路路基通过挖方路段均设置混凝土挡墙，且　设计使用年限为１００年，对混凝土挡土墙强度、稳定性、耐　久性提出了新的更高的要求。在路基挡土墙施工过后，由于　混凝土挡墙长度和高度一般均比较大，属于大体积混凝土施　挡土墙地段主要为全～弱风化粉细砂岩，没有断层、破　碎带等地质较差地段，地下水不发育，地层自稳能力较强，　由此分析可知，因山体土压力造成挡土墙开裂的可能性不大。　（２）工程施工方面　工，施工技术选取不恰当常常会出现纵向和横向裂缝，影响　挡墙受力性状与使用寿命，给铁路运营带来安全隐患。因此，　我们对混凝土挡土墙出现的裂纹进行了系统的研究和探讨以　及有益的尝试，最终对挡土墙混凝土施工缝及表面出现裂纹　提出了可行的修补方案，取得了良好的效果。　二、工法特点　１）混凝土材料方面：一般情况下，粗细集料含泥量过大，　集料级配不当，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产　生。　２）混凝土养护措施不到位，模板在混凝土完成后３ｄ即　拆除，使混凝土早期脱水，产生表面收缩裂缝。　３）水泥水化热和混凝土干缩。混凝土灌注后，由于水泥　水化热使混凝土温度升高，一般３ｄ一５ｄ达到峰值，此后温度　下降，混凝土体积收缩，使砼受拉应力，拉应力超过混凝土　采用本工法进行施工的特点为：通过锚杆加固、封缝压　注化学浆液、ＺＶ型修补胶界面处理浆抹面、裂缝监控一些有　效的工艺措施有效控制了挡墙混凝土裂纹，提高了混凝土挡　墙的耐久性，满足客专铁路安全稳定耐久的要求。　三、适用范围　极限时，发生开裂，加之沉降缝设置距离较长，所以现场因　混凝土和外界存在热交换情况，表面出现竖向或其他方向裂　纹。　本工法适用客运专线路基混凝土挡墙表面裂纹控制及裂　纹修补。　四、原因分析及工艺原理　４）施工缝处理存在工艺上的缺陷。由于在混凝土浇筑过　程中不连续，在间断时间内没有在施工缝处铺一层水泥浆或　与混凝土成分相同的水泥砂浆导致施工缝处新旧混凝土结合　不紧密，混凝土凝固后在施工缝处便产生裂纹。　５）综上所述，本处挡土墙产生裂纹的主要原因是：　①拆模时间较早，导致混凝土因水化热及局部干缩而拉　裂；　１．产生裂纹原因　本文以厦深铁路ＤＫ１２６＋１２５￣＋３４５段挡墙裂纹为例。　该段挡墙经现场查看，裂缝呈水平状，按浇筑段落形成贯通　缝，水平缝宽最宽处约为ｌｍｍ，深度为５ｃｍ；其余段落水　平施工缝为０．２ｍｍ；个别段落出现竖向裂纹，裂纹长度　１￣３ｍ，深度２ｃｍ。从取芯情况看，裂纹在深度处没有明显　②混凝土在分层浇筑过程中施工缝处对前层混凝土没有　浇筑一层水泥砂浆，加之捣固不到位，混凝土凝固后在施工　缝处出现裂纹。　２．工艺原理　宽度，只存在有裂缝痕迹，水的侵入困难，没有剪切破坏情　况。具体如图１。　本工法采用挡墙进行锚杆加固处理，进行封缝压注化学　一一　求。　浆液，ＺＶ型修补胶缝面处理，最后进行裂缝监控，使路基混　凝土挡墙裂缝就可以控制，满足客专铁路安全稳定耐久的要　五、工艺流程及操作要点　１．裂缝处理工艺流程　图１裂缝开展位置及芯样裂缝形态　先钻孔安装锚杆加固，然后采用封缝和注浆相结合的治　收稿Ｅｔ期：２０１３—０６—２３　作者简介：赵立财（１９８５一），男，辽宁营口盖县人，中铁十九局集团第三工程有限公司工程师，毕业于石家庄铁道学院　道路与桥梁专业，从事高速铁路的施工技术管理工作。　第１０期　赵立财等：路基混凝土挡土墙裂缝处理施工工法　３０７　理路基混凝土裂缝的方法。详见图２。　图２挡墙裂缝处理工艺流程图　２．操作要点　（１）考虑裂纹出现在施工缝处，但内部没有发现有渗水　的现象，剪切破坏的可能较小，为防止裂纹进一步发展及水　的浸入而使混凝土发生腐蚀性破坏，对挡土墙体采用锚杆加　固处理，处理方案如图３、图４所示。初步考虑设置两层与　挡墙墙胸平面夹ｌ２０度角的端头型锚杆，上排锚杆长１．Ｏｍ，　下排长０．９ｍ，梅花型布置，钻孔孔径选择５￣８ｃｍ，锚杆用　３０螺纹钢，端头应封锚处理。另外，需要注意的是，锚杆　安装时确保锚杆的位置应位于孔中央，并压注水泥浆液，以　确保锚杆自身的防腐。　图３　ＤＫＩ　２６＋２９０．Ｏ０墙后岩层分布情况　二　＿　图４锚杆加固处理示意图　（２）关于表面裂纹，从墙体稳定的角度考虑可以不作处　理，但从美观的角度考虑，建议进行相关处理，处理的方法　可以采用封缝压注化学浆液的处理措施，在进行压注化学浆　液施工施工时，垂直缝，一般由下往上注浆，水平缝，从一　端向另一端逐个注浆；如果裂缝较细时，可以使闻补缝器　的弹力装置对注浆液自动加压；为了保证浆液充满，在注浆　后约半小时，可以对每个注浆咀再次补浆。注完浆液后清除　混凝土表面浮碴，浮浆，表面灰尘，油渍和其它杂质，然后　用水湿润混凝土表面，最后将拌制掺有ＺＶ型修补胶缝面处　理浆（重量比＝普通硅酸盐水泥：ＺＶ型修补胶＝１：０．８）涂　刷（薄薄一层即可）在混凝土表面裂缝压浆处。　（３）桩与桩间挡墙处竖向裂纹进行观测，制定专人进行　监测，观察裂纹发展程度情况，并进行现场记录。　３．裂纹监控　（１）裂纹观测标识　为了观测裂缝的发展情况，要在裂缝处设置观测标识。　对设置标识的基本要求是：裂缝观测标志，应具有可供量测　的明晰端面或中心，当裂缝开展时标识就能相应地开裂或变　化，然后可以方便的利用裂缝测量仪器（８０倍带光源显微镜）　进行数据的采集，以此来正确掌握缝宽的发展情况。观测采　用油漆平行线，并做垂直于水平线两箭头进行标识，需要测　出裂缝纵横向变化值时，可采用坐标方格网板标志。　（２）裂缝观测方法及技术要求　１）裂缝调查采用全数检查与典型调查相结合并采用专用　仪器设备（８０倍带光源显微镜）、照相机近景摄影观测裂纹　标识的方法，对现有裂纹宽度大于０．２ｒａｍ的宽度、长度、　以及发展趋势进行测量的方法。　２）裂缝观测应测定挡墙上的裂缝分布位置和裂缝的走　向、长度、宽度及其变化情况。要对观测的裂缝进行统一进　行编号。每条裂缝应至少布设两组观测标识，其中一组应在　裂缝的最宽处，另一组应在裂缝的末端，分另Ⅱ设在裂缝的两　侧。观测时采用裂缝宽度测试仪（８０倍带光源、度数显微镜）　量出油漆平行线处两箭头标识间距离，求得裂缝变位值，或　用方格网板定期读取“坐标差”计算裂缝变化值；并对应裂　缝进行近景摄影。　３）测位处混凝土表面应清洁、平整，裂缝内部不应有灰　尘或泥浆，宜选择裂缝张开状态下检测。一条连续裂缝上宜　布置２个以上裂缝宽度测位，在裂缝分布图中标注检测部　位和最大裂缝宽度部位。　（３）裂缝观测的周期　对于缝宽大于０．２ｍｍ明显的垂直错缝以及与混凝土施　工连接处的裂缝，必须进行观测。裂缝观测的周期、观测的　次数应视裂缝变化速度而定。一般在发生裂缝的初期（第一　周）应每天一次，第二周三天测一次，第二周以后开始可半　月测一次。当发现裂缝加大时，应及时增加观测次数，直至　几天或逐日一次的连续观测，暴雨过后必须加测一次，只有　当裂缝发展缓慢后，才适当减少观测次数。经过长期观测判　明裂缝已不再发展方可以停止观测。我部要求每处裂纹观测　跟踪时间为４个月。　六、机具、设备及材料　１．施工机具与设备要求（详见表１）　中国水运　第１３卷　表１　路基混凝土挡土墙裂缝处理合理配置建议要求　可用丙酮、甲苯、二甲苯等溶剂清洗。　十、效益分析　实践表明，采用此工法处理路基挡墙具有如下四个方面　的效益：　（１）社会效益：使用此工法加固路基挡墙使裂缝达到不　渗不漏且开裂部位的混凝士得到有效控制，加强了挡土墙的　整体稳定性，保证了列车运营安全。　２．化学灌浆材料要求　本工法封缝选用ＳＫ－Ｅ环氧树脂浆液作为化学浆液，该　材料能渗入裂隙周边的混凝土中，３￣４ｈ后开始固化，最终　将裂开的混凝土粘合在一起，从而达到补强和防渗的目的。　七、质量控制　１．质量要求　（２）速度效益：采用此工法对挡墙裂缝部位加固速度快，　效率高，稳定性好，大大提高了路基挡墙的使用性能；本工　法可在混凝土结构物出现裂缝情况下采用，可以大大增强混　凝土的整体性，避免混凝土由于通病影响造成结构物重新返　工现象发生。　（３）安全效益：有效地防止了路基挡墙倒塌等安全、质　量事故的发生。　（１）　ＳＫ—Ｅ环氧树脂浆液材料要求专人配制，按重量　比例及需求严格控制，并做好配合比记录，裂缝处理过程中　应备齐影像资料；　（２）钻孔孔位及角度偏差符合要求，浆液配比应符合要　（４）经济效益：只需采用打锚杆注浆结合修补胶缝面处　理裂缝，避免了路基挡墙重新施工，加固修补处理所产生的　效益足以补偿购置ＺＪＢ（ＢＰ）－３０型单液注浆泵和ＳＫ－Ｅ环氧　树脂浆液所产生的价差并大有盈余，极大降低施工成本。　十一、应用实例　求；严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆　作业，当未达到注浆结束标准时，应进行补孔注浆。　２．施工质量检查标准　该工法成功应用在厦深铁路客运专线ＤＫ１２６＋１２５～　（１）处理完后用超声波对路基混凝土挡墙裂缝加固部位　进行检查，检查补强效果和质量是否满足要求。　＋３４５段路堑重力式挡土挡土墙混凝土裂纹处理中，该段挡土　墙背后共有四个岩土层，从堑顶往下分另Ⅱ为粉质粘土、全风　化粉细砂岩、强风化粉细砂岩、弱风化粉细砂岩，挡土墙基　（２）用钻芯取样机在路基挡墙裂缝修补处钻取　ｉ００的　试件，检查是否还存有裂缝。　八、环保措施　础位于弱风化粉细砂岩，容许承载力为３５０ｋＰａ。事实证明　此工法效果是良好的，工艺措施是非常有效的，裂缝产生得　到了有效的控制。通过锚杆加固、封缝压注化学浆液、ＺＶ型　修补胶界面处理浆抹面、裂缝监控一些有效的工艺措施，路　基混凝土挡墙裂缝就可以控制，大大增强混凝土的整体性，　避免混凝土由于通病影响造成结构物重新返工现象发生，大　（１）施工中，不允许将用过的器具以及残浆液等随便抛　弃或投入河中，以防水质污染和发生中毒事故。　（２）钻孔作业会产生粉尘作业的工作人员应配备必要的　防尘劳保用品。　九、安全措施　大降低了工程成本，取得了良好的经济效益和社会效益，为　今后类似工程的施工积累了宝贵经验。　参考文献　『１１王铁梦．工程结构裂缝控制【Ｚ】．１９９７．　（１）建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。　（２）注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防　止密封胶冲式阀门破裂伤人。　（３）注浆现场操作人员必须佩戴劳保用品，方可进行注　浆施工。　『２１客运专线高性能混凝土暂行技术条件．２００５．　『３１曾飞．浅谈混凝土早期裂缝的成因与控制Ⅱ１＿广东科技，　２００６，（０３）．　（４）ＳＫ—Ｅ环氧树脂浆液材料的组合成分大都易挥发、　有毒，须避免对人体的不良影响；　戴烽滔．大体积混凝土结构裂缝的分析与对策卟四川建　（５）施工工具要清洗，未硬化的ＳＫ—Ｅ环氧树脂材料，　（上接第３０５页）　全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布　内有结晶水。ｅ、混凝土强度达到１．２ＭＰａ前，不得在其上踩　踏或安装模板及支架。　筑科学研究，２００７，（０１）．　免造成小型混凝土构件边角、棱角的破损。Ｃ、拆模后需人工　对模具进行清理，并涂刷脱模剂，利于循环使用。　关键技术：拆模剂　７．混凝土存放　关键技术：自然养护、保持湿润状态　６．混凝土拆模　表现特征：预制现场小型混凝土构件横七竖八杂乱堆放。　成因：混凝土构件堆放不规范　危害：易对小型混凝土构件造成人为损坏。　表现特征：拆模后混凝土发生变形、坍塌、断裂或缺角等现象　成因：拆模时间过早、混凝土强度不够未成型或拆模不　规范受力过大。　危害：混凝土不成型或几何尺寸达不到设计要求。　防治措施：ａ、根据气温要求，成型后ｉ￣３ｄ或混凝土强　防治措施：ａ、堆放场地应平整夯实，并设有排水措施。　ｂ、构件应进行相应的标识，堆放整齐，堆放高度应考虑地面　的承载能力。Ｃ、构件堆放位置还应与出运和吊装设备相适应。　关键技术：规范堆放构件　度达５ＭＰａ才能进行拆模。ｂ、拆模时应注意轻取轻放，避