中国长江三峡工程开发总公司标准(混凝土裂缝评判和处理规定)
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中国长江三峡工程开发总公司标准

三峡工程混凝土裂缝评判和处理规定

TGPS011-1998

1 总则

1.1三峡工程混凝土工程最大,结构复杂,质量要求高,施工时间长。本地区虽属气候温和地区,但根据本地区统计资料分析,夏季5月~9月最高气温高于35OC ,平均每年45d ;极端最高42OC 。春秋冬季节温度变化大,一年内2d ~3d 日平均气温降低6OC ~8OC 及以上次数共11次,一次降温最大值达16.5OC ,因此温控防裂任务十分艰巨。

1.2本工程既有大体积混凝土,也有板、梁、墩墙等薄壁结构,受气温等各种因素影响存在发生混凝土裂缝的可能性,视处处部位及对结构运行安全影响程度应进行必要的处理。

1.3为对裂缝进行危害性评估和选择正确的处理方案,拟对裂缝所处部位、裂缝产状、形状、原因进行分析、分类。

1.4裂缝统计:对运行和结构应力及稳定无影响的表面I 类裂缝可不作统计,对运行和结构应力及稳定安全系数有影响或影响较大的危害性和重要裂缝必须统计,且应进行认真处理,并将处理情况记录统计,以资备查。

1.5凡产生III ~IV 类缝的混凝土单元不能评为合格,经处理后满足运行要求,可评为合格。

1.6裂缝评判和处理一般按照以下程序进行:裂缝调查----裂缝原因分析和分类评判----裂缝危害性评定----裂缝处理补强----裂缝处理检查。

2 裂缝分类评判标准

2.1按大体积混凝土和钢筋混凝土所产生的裂缝性质及对结构应力和安全影响程序进行分类评判。

2.2大体积混凝土裂缝分类及评判标准:

Ⅰ类:一般缝宽δ<0.2mm,缝深h ≤30cm, 性状表现为龟裂或呈细微规则性. 多由于干缩、沉缩所产生,对结构应力、耐久性和安全基本无影响;

Ⅱ类:表面(浅层)裂缝,一般缝宽0.2mm ≤δ<0.3mm,缝深30cm>h≤100cm ,平面缝长3m<L<5m,呈规则状。多由于气温骤降期温度冲击且保温不善等形成。视裂缝所在部位对结构应力、耐久性和安全运行有一定程序影响;

Ⅲ类:表面深层裂缝,缝宽100cm<h≤500cm ,缝长大于500cm ,或平面大于、等于三分之一坝块宽度,侧面大于1~2个浇筑层厚,呈规则状。多由于内外温差过大或较大的气温骤降冲击且保温不善等形成。对结构应力、稳定、耐久性和安全有较大影响;

Ⅳ类:缝宽δ>0.5mm,缝深大于500cm ,侧(立)面长度h>500cm,若从基础向开裂,且平面上贯穿全仓,则称为基础贯穿裂缝,否则称为贯穿裂缝。这种裂缝主要由于基础温差超过设计标准,或在基础约束区受较大气温骤降冲击产生的裂缝在后期降温中继续发展等原因而形成。它使结构受力、耐久性和稳定安全系数降到临界值或其下。

2.3钢筋混凝土裂缝分类评判标准:

Ⅰ类:表面缝宽δ<0.20mm,缝长50cm ≤L<100cm,缝深h ≤30cm ;

Ⅱ类:表面裂缝宽0.2mm ≤δ<0.3mm,缝长100cm ≤L<200cm,缝深30cm<h≤100cm ,且不超过结构厚度1/4;

Ⅲ类:表面缝宽0.2mm ≤δ<0.3mm,缝长200cm ≤L<400cm,缝深100cm<h≤200cm ,或大于结构厚度1/2;

Ⅳ类:表面缝宽δ>0.4mm,缝长L ≥400cm ,缝深h ≥200cm 或基本将结构裂穿(大于2/3结构厚度)。

2.4钢筋混凝土板梁构件,施工期不允许出现裂缝。

3 混凝土裂缝产状检查方法

3.1裂缝检查目的,是为裂缝分类、补强处理提供基本资料。裂缝检查项目包括缝宽(表面缝宽)缝深、缝长、裂缝方向、所在部位、高程、数量、缝面是否渗水、溶出物等。

3.2检查

3.2.1对表面裂缝缝宽、条数以人工目测现场普查为主,所用工具有米尺、读数放大镜、塞尺等。对细裂缝可用先洒水,再用风吹干或晒干再检查。对高部位的裂缝可用高倍望远镜普查,必要时再搭架人工靠近检查。

3.2.2缝深检查

①沿缝凿槽,适合于表面浅层裂缝,凿至目测不到缝为止。凿槽深度视为裂缝深度;

②钻孔压水法;沿裂缝一侧或两侧打斜孔穿过缝面(过缝≥0.5m ),然后在孔口安装压水设备(压水管、手摇泵)和阻塞器,进行压水。若压水缝表面出水,说明钻孔过缝且缝深大于钻孔穿过缝的垂直深度,这样再打少量斜孔检查,直至表面无水冒出。此时斜孔与缝的交点至混凝土表面的垂直距离即为裂缝深度;

③超声波法:此法是比较先进的,是在混凝土裂缝的两侧(距1m 左右)打垂直孔,孔径≥60mm ,但应在缝的一侧打一个对比也,先进行无缝的声波测试,然后再进行跨缝测试,测前孔应冲洗干净,并灌满清水。测试时探头在孔内自上而下每20cm ~30cm 移动一次。经过波幅的对比变化,判定其缝深。若缝在侧面,其钻孔应向下倾斜3~5;

④对重要或危害性大的缝,必要时可沿缝钻Φ91~150mm 孔,用孔内电视和录像方法探测缝深。

4 关于裂缝条数统计

上述评判评定标准的大体积混凝土和钢筋混凝土除I 类裂缝外,均应对裂缝的缝宽、缝长、缝深所在部位、高程作详细记录和分类统计。

5 三峡工程混凝土裂缝条数总体控制标准

按招标文件三峡二期工程应达一流标准,除混凝土的配合比、混凝土强度(压、拉)、均匀性指标(Cv 值)应达国内领先水平外, 其裂缝条数也应比国内已建工程裂缝条数少。根据了解,国内已建大中型混凝土坝,每立方米混凝土危害性裂缝条数约1~6条。三峡二期大坝危害性裂缝(Ⅲ、Ⅳ)宜控制在每万立方米0.5条以内。

6 混凝土裂缝处理

6.1混凝土裂缝处理原则

6.1.1水工混凝土危害性较大的裂缝破坏了建筑物的整体性,改变了建筑物受力状态,造成渗水、漏水、钢筋锈蚀等,降低了建筑物的耐久性,危害建筑物安全运行,虽然多数裂缝为危害性较小的表面裂缝,但也存在着危害性很大的深层裂缝和贯穿性裂缝,而且因裂缝所在的部位和外界的环境等不同,有一部分原为危害较小的裂缝,亦会延伸发展为严重的深层或贯穿性裂缝。因此,必须认真对待每一条已被发现的裂缝,分析产生裂缝的原因,严格按有关要求进行补强处理。

6.1.2混凝土裂缝补强处理主要应达到恢复结构的整体性,限制裂缝的扩展,满足结构的强度、防渗、耐久性和建筑物的安全运行要求。

6.1.3混凝土裂缝处理方案的选择,要通过裂缝调查获得必要的数据资料,再根据裂缝所在的部位、发生的原因、裂缝规模大小的危害性评定等,进行精确地计算和分析研究,综合确定合理处理措施。

6.2混凝土裂缝处理补强标准

6.2.1大体积混凝土裂缝处理

大体积混凝土Ⅰ类裂缝一般不作处理,Ⅱ类裂缝视所在部位作浅层化灌处理和表面处理,Ⅲ、

Ⅳ类裂缝必须进行处理。

抗冲耐磨混凝土裂缝需进行表面处理,必要时进行浅层化灌。

6.2.2大坝迎水面裂缝处理

大坝迎水面裂缝包括水平裂缝和顺流向垂直裂缝,可能导致结构块体荷载的显著改变,在水压力作用下和结构受力后,裂缝会进一步恶化扩展。因此,需慎重对待,仔细检查,除应进行化灌外,表面需进行凿槽嵌缝并加防渗堵漏措施。必要时应采取缝面减压措施。

6.2.3钢筋混凝土裂缝处理

钢筋混凝土结构包括闸墩墙等,对Ⅰ类缝应的酌情考虑是否需要处理,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类缝均需进行处理,满足结构受力和耐久性要求。

6.2.4裂缝分布部位不同,其对建筑物安全影响程序不同,处理要求标准不尽相同。对重要部位出现的裂缝,需提请设计单位进行裂缝处理补强方案设计,以保障建筑物安全运行。

6.3混凝土裂缝处理补强措施

6.3.1表面处理

表面处理措施有沿裂缝铺设骑缝钢筋、缝口凿槽嵌缝、粘贴或涂刷防渗堵漏材料等。骑缝钢筋直径为Φ25~Φ36,凿槽封口材料一般为环氧砂浆或预缩水泥砂浆或微膨预缩水泥砂浆。

6.3.2裂缝灌浆处理

常用措施有水泥灌浆和化学灌浆(简称化灌),灌浆施工工艺流程是:钻孔----清缝----埋管----嵌缝----灌浆----封孔----检查。事前应进行必要的室内灌浆材料配比试验,拟寻求一种毒性低、对干湿缝灌浆效果均较理想,并适合各种不同缝宽缝深的材料配方,以便在施工中较好地应用于可能出现的各种产状的裂缝灌浆,做到有备无患。

6.3.3结构加固处理

结构加固补强处理主要采用预应力锚索加固措施。锚固力一般为3000KN 级或2000KN 级。

6.3.4爆破挖除处理

对危及建筑物运行安全的裂缝混凝土采取部分或全部爆破挖除处理,其爆破挖除方案、挖除范围、恢复浇筑混凝土的措施以及对周边的影响等要作全面地分析研究,报三峡总公司批准后实施。

6.3.5对规模小有危害性也小的裂缝可采用上述单一的措施进行处理,但一般情况下采取两种或多种措施综合补强处理。

6.3.6裂缝的存在,可能成为对建筑物安全起决定性作用的敏感因素,必要时应增加监测项目,针对混凝土裂缝处理设计计算中提出的有关问题,布置相应的监测仪器设施,主要以布设测缝计、钢筋计、应变计、测力器、渗压计和温度计等监测仪器来实现。

7 混凝土裂缝处理检查标准

7.1裂缝灌浆质量检查标准

7.1.1压水和声波检测

进行过水泥灌浆和化学灌浆的混凝土裂缝,灌浆后必须进行压水和场波检查,每条裂缝至少有两组检查孔,缝面漏水率不大于0.01Lu ,声波波速不小于4500m/s。

7.1.2钻孔取芯检查

对重要部位的Ⅱ、Ⅲ类缝和Ⅳ类缝处理后需进行钻孔取芯检查, 观察其缝面浆液结石和充填情况, 并测定其力学指标是否达到设计要求值。

7.2 结构加固处理质量检查标准

结构加固处理质量标准要在三个环节上严格控制:一是处理设计方案措施稳妥可靠;二是补强处理施工要严格按处理设计文件、技术要求和施工规程规范操作,达到设计要求;三是加强运行监测,观测资料与设计计算成果对比分析,判定安全度。