CN104264725A - 预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法，适用于船闸工程或一般水工构筑物。本发明在船闸闸室墙下部倒角部位及其邻近墙身处设置预应力束，待混凝土浇筑养护≥7天后，采用后张预应力方式对闸墙进行加固，预应力张拉采用二次张拉方式和先靠临土面侧、后临闸室侧的张拉顺序，在保证施工和易性的前提下，以提高了闸室墙身结构的整体性。本发明在闸墙倒角和墙身处后张预应力法的应用，解决了船闸工程中闸墙裂缝这一常见病害，避免了倒角裂缝对墙身耐久性的影响，是一种技术科学、经济节约、环境友好的闸墙加固方法。

Description

预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法

技术领域

本发明属于水工建筑物领域，涉及了一种船闸闸室墙混凝土预应力加固的构筑方法。  

背景技术

闸室墙混凝土裂缝是船闸工程常见的质量通病，影响混凝土结构的性能和观感，造成混凝土强度和耐久性下降。 

船闸工程一般有2~3年工期，且多采用敞开式施工，即闸墙混凝土浇筑完成后，要经过闸首、闸室地板封胶，墙后逐层回填土，闸门、启闭机、电气安装，无水联调，才能放水进行有水联调，一般要经历3~4个季度。闸墙墙身高，面积大，放水前长时间暴露在外，墙身常规养护结束后，日晒、风吹、表面蒸发损失大，冬季寒流来时，气温骤降，混凝土表面温度梯度急速增大，故闸墙干燥收缩、温降收缩要比处于回填土之中的底板大得多。同时，考虑普通混凝土早期自生收缩、水化热温差收缩较大，由于闸墙底板、倒角、墙身分阶段（间隔几个月）现浇，故收缩不同步，先浇完的底板混凝土收缩已基本完成，限制了后浇墙身收缩变形；加之其它混凝土浇筑工艺的影响，如泵送混凝土自身限制、浇筑分层较大、振捣工艺不当等。从而，在水工构筑物中，尤其船闸工程中闸室墙混凝土裂缝问题显著。根据相关资料调研，发现裂缝多呈竖向裂缝，且多位于闸室墙倒角处，大致每隔2~5m即有1道裂缝，伴随墙后填土施工，有时亦会开展到上部墙身，严重时闸墙出现贯穿裂缝，直接影响闸室墙稳定性和耐久性；且部分贯穿严重者，只得开挖墙后回填土对墙身裂缝进行处理，影响整个施工工期，并埋下安全隐患，故防治闸墙裂缝尤其倒角处相对密集裂缝既有必要又非常迫切。 

发明内容

技术问题：本发明提供一种解决船闸工程中闸室墙倒角处以及邻近墙身多出现裂缝的问题，可在不增加施工难度、相对节约工程成本的前提下，有益于提高闸墙结构整体性，避免闸墙倒角及墙身裂缝开展的预防闸墙裂缝的后张预应力加固方法。       

技术方案：本发明的预防闸墙裂缝的后张预应力加固方法，包括以下步骤：在船闸闸室墙下部倒角部位及墙身临近倒角处设置水平向的波纹管，然后浇筑混凝土，待养护≥7天后，在所述波纹管中放置预应力束，对所述预应力束采取单端或双端后张方式进行预应力施工。

本发明的优选方案中，预应力束采用高强钢绞线，倒角处布设4层波纹管，墙身邻近倒角处布设1层波纹管，每层2个波纹管，每个波纹管中设置的预应力束由3根钢绞线组成。 

本发明的优选方案中，所述预应力施工中，预应力张拉控制应力为0.65倍钢绞线标准强度，张拉顺序为：先张拉靠近临土面侧的预应力束，再向临闸室侧依次张拉预应力束。 

本发明的优选方案中，所述预应力施工中，后张预应力张拉分两次完成，待混凝土浇筑养护≥7天后进行第一次张拉，预应力张拉控制应力不低于预应力张拉设计值的50%，第一次张拉完成后对已张拉的波纹管压浆，间隔7天后对其他预应力束进行张拉，预应力张拉控制应力为预应力张拉设计值。 

本发明的优选方案中，所述预应力施工中，预应力张拉完成后，从下向上逐层对波纹管进行压浆，水泥浆标号同闸室混凝土标号，压浆时控制压力为0.4~0.6MPa，为保证管道充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5MPa的稳定压力，稳压时间不少于2分钟。 

本发明的优选方案中，所述预应力施工中，在完成压浆后，还要进行封锚，封锚前应将多余的预应力钢绞线用砂轮机切割，切割时严禁采用电弧焊和氧气切割，钢束外露长度不小于30mm。 

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：      

现有处理闸墙裂缝的方法主要有两个方面：一是优化混凝土配合比设计、控制浇筑和养护的温度和条件、增加截面配筋；二是对裂缝进行灌浆封堵甚至挖开墙后填土来处理裂缝。这些方法增加了施工难度和建设费用。本方法采用在闸墙倒角与邻近墙身处进行后张预应力加固，解决了船闸工程中闸墙裂缝这一常见病害，避免了倒角裂缝对墙身耐久性的影响，在保证施工和易性的前提下，高了闸墙结构的整体性，是一种技术科学、经济节约、环境友好的闸墙加固方法。 

附图说明

图1是本发明预防闸室墙身的预应力束设置示意图； 

图中有：1闸室墙；2倒角；3闸室底板；4预应力束；5管道支撑钢筋。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步说明。 

实施例：如图1所示，本发明的预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法，是一种船闸工程中混凝土预应力的构筑方法。在船闸闸室墙下部倒角部位及其邻近墙身处设置波纹管，倒角处布设2~4层波纹管，墙身邻近倒角处布设1~2层波纹管，每层2~3个波纹管，每个波纹管中设置的预应力束由3~4根钢绞线组成。在所述波纹管中放置预应力束，对所述预应力束采取单端或双端后张方式进行预应力施工，实现闸室墙抗裂缝加固。 

南京秦淮河船闸扩容工程，闸室墙采用悬臂墙结构，6#闸室墙长20m，中间浮式系船柱长3m，闸室墙下底宽2.3m，顶宽0.8m，高12.9m。由于闸室墙单体尺寸大，上下层混凝土浇筑相隔时间长，相互约束，在墙身、倒角处容易出现裂缝，为防治闸室墙混凝土由于温度及自身体积变形造成的裂缝，保证闸室混凝土的结构性能和耐久性，采用本发明预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法进行处治。具体步骤如下： 

1）预应力束采用Φs15.2预应力高强钢绞线，公称面积139.4mm²，其标准强度为f _pk=1860MPa。如图所示，在闸墙倒角处布设4层波纹管，每个波纹管中设置的预应力束采用4根钢绞线；闸室墙倒角以上1层波纹管，每个波纹管中设置的预应力束采用3根钢绞线。

2）闸室倒角钢筋绑扎，立模结束后，浇筑前进行预应力管道安装。预应力管道采用波纹管，将上述钢绞线穿入波纹管，在布置预应力束的位置处每隔1.0m用支撑钢筋将波纹管固定于墙身内，以避免混凝土浇筑时，管道移位，波纹管在接口连接处套上套管后用胶带扎紧包裹严密，以保证波纹管在混凝土浇筑时不让浆体漏进，阻塞管道。 

3）浇筑混凝土，待养护7天后进行预应力张拉。张拉前应对钢绞线和锚具进行检验，合格后方可使用。张拉控制应力取σ_con=0.65f _pk，张拉顺序为先张拉靠临土面侧的上下2束，再张拉临闸室侧的上下2束，张拉采用单端张拉。倒角处混凝土浇筑7天后进行第一次张拉，预应力张拉控制张拉力不低于预应力张拉设计值的50%，第一次张拉完成间隔7天后进行第二次张拉至设计值；闸墙倒角上侧的预应力束亦采用两次张拉，方法同倒角处预应力束张拉。 

4）张拉完成后进行管道压浆。压浆前应对预应力管道泵入清水进行清洗，并应空压机将管道内积水全部吹出；然后进行压浆，压浆顺序先压注下侧管道，水泥浆标号同闸室墙混凝土标号C30，压浆应达到管道另一端饱和出浆并达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止，压浆控制应力0.4~0.6MPa，稳压期压力0.5MPa，稳压时间2分钟。 

5）压浆后将预留张拉槽的混凝土凿毛，然后进行封锚。封锚前将多余的预应力钢绞线用砂轮机切割，切割时严禁电弧焊和氧气切割，钢束外露长度小于30mm。 

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干可以预期的改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：在船闸闸室墙下部倒角部位及墙身临近倒角处设置水平向的波纹管，然后浇筑混凝土，待养护≥7天后，在所述波纹管中放置预应力束，对所述预应力束采取单端或双端后张方式进行预应力施工。

2.根据权利要求1所述的预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法，其特征在于，所述预应力束采用高强钢绞线，倒角处布设4层波纹管，墙身邻近倒角处布设1层波纹管，每层2个波纹管，每个波纹管中设置的预应力束由3根钢绞线组成。

3.根据权利要求1所述的预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法，其特征在于，所述预应力施工中，预应力张拉控制应力为0.65倍钢绞线标准强度，张拉顺序为：先张拉靠近临土面侧的预应力束，再向临闸室侧依次张拉预应力束。

4.根据权利要求1、2或3所述的预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法，其特征在于，所述预应力施工中，后张预应力张拉分两次完成，待混凝土浇筑养护≥7天后进行第一次张拉，预应力张拉控制应力不低于预应力张拉设计值的50%，第一次张拉完成后对已张拉的波纹管压浆，间隔7天后对其他预应力束进行张拉，预应力张拉控制应力为预应力张拉设计值。

5.根据权利要求1、2或3所述的预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法，其特征在于，所述预应力施工中，预应力张拉完成后，从下向上逐层对波纹管进行压浆，水泥浆标号同闸室混凝土标号，压浆时控制压力为0.4~0.6MPa，为保证管道充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5MPa的稳定压力，稳压时间不少于2分钟。

6.根据权利要求5所述的预防闸室墙身裂缝的后张预应力加固方法，其特征在于，所述预应力施工中，在完成压浆后，还要进行封锚，封锚前应将多余的预应力钢绞线用砂轮机切割，切割时严禁采用电弧焊和氧气切割，钢束外露长度不小于30mm。