預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法
【專利摘要】本發明公開了一種預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法，適用于船閘工程或一般水工構筑物。本發明在船閘閘室墻下部倒角部位及其鄰近墻身處設置預應力束，待混凝土澆筑養護≥7天后，采用后張預應力方式對閘墻進行加固，預應力張拉采用二次張拉方式和先靠臨土面側、后臨閘室側的張拉順序，在保證施工和易性的前提下，以提高了閘室墻身結構的整體性。本發明在閘墻倒角和墻身處后張預應力法的應用，解決了船閘工程中閘墻裂縫這一常見病害，避免了倒角裂縫對墻身耐久性的影響，是一種技術科學、經濟節約、環境友好的閘墻加固方法。
【專利說明】 預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法

【技術領域】
[0001]本發明屬于水工建筑物領域，涉及了一種船閘閘室墻混凝土預應力加固的構筑方法。

【背景技術】
[0002]閘室墻混凝土裂縫是船閘工程常見的質量通病，影響混凝土結構的性能和觀感，造成混凝土強度和耐久性下降。
[0003]船閘工程一般有2?3年工期，且多采用敞開式施工，即閘墻混凝土澆筑完成后，要經過閘首、閘室地板封膠，墻后逐層回填土，閘門、啟閉機、電氣安裝，無水聯調，才能放水進行有水聯調，一般要經歷3?4個季度。閘墻墻身高，面積大，放水前長時間暴露在外，墻身常規養護結束后，日曬、風吹、表面蒸發損失大，冬季寒流來時，氣溫驟降，混凝土表面溫度梯度急速增大，故閘墻干燥收縮、溫降收縮要比處于回填土之中的底板大得多。同時，考慮普通混凝土早期自生收縮、水化熱溫差收縮較大，由于閘墻底板、倒角、墻身分階段(間隔幾個月)現澆，故收縮不同步，先澆完的底板混凝土收縮已基本完成，限制了后澆墻身收縮變形；加之其它混凝土燒筑工藝的影響，如泵送混凝土自身限制、燒筑分層較大、振搗工藝不當等。從而，在水工構筑物中，尤其船閘工程中閘室墻混凝土裂縫問題顯著。根據相關資料調研，發現裂縫多呈豎向裂縫，且多位于閘室墻倒角處，大致每隔2?5m即有I道裂縫，伴隨墻后填土施工，有時亦會開展到上部墻身，嚴重時閘墻出現貫穿裂縫，直接影響閘室墻穩定性和耐久性；且部分貫穿嚴重者，只得開挖墻后回填土對墻身裂縫進行處理，影響整個施工工期，并埋下安全隱患，故防治閘墻裂縫尤其倒角處相對密集裂縫既有必要又非常迫切。


【發明內容】

[0004]技術問題:本發明提供一種解決船閘工程中閘室墻倒角處以及鄰近墻身多出現裂縫的問題，可在不增加施工難度、相對節約工程成本的前提下，有益于提高閘墻結構整體性，避免閘墻倒角及墻身裂縫開展的預防閘墻裂縫的后張預應力加固方法。
技術方案:本發明的預防閘墻裂縫的后張預應力加固方法，包括以下步驟:在船閘閘室墻下部倒角部位及墻身臨近倒角處設置水平向的波紋管，然后澆筑混凝土，待養護> 7天后，在所述波紋管中放置預應力束，對所述預應力束采取單端或雙端后張方式進行預應力施工。
[0005]本發明的優選方案中，預應力束采用高強鋼絞線，倒角處布設4層波紋管，墻身鄰近倒角處布設I層波紋管，每層2個波紋管，每個波紋管中設置的預應力束由3根鋼絞線組成。
[0006]本發明的優選方案中，所述預應力施工中，預應力張拉控制應力為0.65倍鋼絞線標準強度，張拉順序為:先張拉靠近臨土面側的預應力束，再向臨閘室側依次張拉預應力束。
[0007]本發明的優選方案中，所述預應力施工中，后張預應力張拉分兩次完成，待混凝土澆筑養護> 7天后進行第一次張拉，預應力張拉控制應力不低于預應力張拉設計值的50%，第一次張拉完成后對已張拉的波紋管壓漿，間隔7天后對其他預應力束進行張拉，預應力張拉控制應力為預應力張拉設計值。
[0008]本發明的優選方案中，所述預應力施工中，預應力張拉完成后，從下向上逐層對波紋管進行壓漿，水泥漿標號同閘室混凝土標號，壓漿時控制壓力為0.4^0.6MPa，為保證管道充滿灰漿，關閉出漿口后，應保持不小于0.5MPa的穩定壓力，穩壓時間不少于2分鐘。
[0009]本發明的優選方案中，所述預應力施工中，在完成壓漿后，還要進行封錨，封錨前應將多余的預應力鋼絞線用砂輪機切割，切割時嚴禁采用電弧焊和氧氣切割，鋼束外露長度不小于30mm。
[0010]有益效果:與現有技術相比，本發明具有如下優點:
現有處理閘墻裂縫的方法主要有兩個方面:一是優化混凝土配合比設計、控制澆筑和養護的溫度和條件、增加截面配筋；二是對裂縫進行灌漿封堵甚至挖開墻后填土來處理裂縫。這些方法增加了施工難度和建設費用。本方法采用在閘墻倒角與鄰近墻身處進行后張預應力加固，解決了船閘工程中閘墻裂縫這一常見病害，避免了倒角裂縫對墻身耐久性的影響，在保證施工和易性的前提下，高了閘墻結構的整體性，是一種技術科學、經濟節約、環境友好的閘墻加固方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發明預防閘室墻身的預應力束設置示意圖；
圖中有:1閘室墻；2倒角；3閘室底板；4預應力束；5管道支撐鋼筋。

【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例和說明書附圖對本發明做進一步說明。
[0013]實施例:如圖1所示，本發明的預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法，是一種船閘工程中混凝土預應力的構筑方法。在船閘閘室墻下部倒角部位及其鄰近墻身處設置波紋管，倒角處布設2?4層波紋管，墻身鄰近倒角處布設Γ2層波紋管，每層2?3個波紋管，每個波紋管中設置的預應力束由3?4根鋼絞線組成。在所述波紋管中放置預應力束，對所述預應力束采取單端或雙端后張方式進行預應力施工，實現閘室墻抗裂縫加固。
[0014]南京秦淮河船閘擴容工程，閘室墻采用懸臂墻結構，6#閘室墻長20m,中間浮式系船柱長3m，閘室墻下底寬2.3m，頂寬0.8m，高12.9m。由于閘室墻單體尺寸大，上下層混凝土澆筑相隔時間長，相互約束，在墻身、倒角處容易出現裂縫，為防治閘室墻混凝土由于溫度及自身體積變形造成的裂縫，保證閘室混凝土的結構性能和耐久性，采用本發明預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法進行處治。具體步驟如下:
I)預應力束采用ΦΜ5.2預應力高強鋼絞線，公稱面積139.4mm2，其標準強度為/pk=1860MPa。如圖所示，在閘墻倒角處布設4層波紋管，每個波紋管中設置的預應力束采用4根鋼絞線；閘室墻倒角以上I層波紋管，每個波紋管中設置的預應力束采用3根鋼絞線。
[0015]2)閘室倒角鋼筋綁扎，立模結束后，澆筑前進行預應力管道安裝。預應力管道采用波紋管，將上述鋼絞線穿入波紋管，在布置預應力束的位置處每隔1.0m用支撐鋼筋將波紋管固定于墻身內，以避免混凝土澆筑時，管道移位，波紋管在接口連接處套上套管后用膠帶扎緊包裹嚴密，以保證波紋管在混凝土澆筑時不讓漿體漏進，阻塞管道。
[0016]3)澆筑混凝土，待養護7天后進行預應力張拉。張拉前應對鋼絞線和錨具進行檢驗，合格后方可使用。張拉控制應力取σ_=0.65/ρ1?，張拉順序為先張拉靠臨土面側的上下2束，再張拉臨閘室側的上下2束，張拉采用單端張拉。倒角處混凝土澆筑7天后進行第一次張拉，預應力張拉控制張拉力不低于預應力張拉設計值的50%，第一次張拉完成間隔7天后進行第二次張拉至設計值；閘墻倒角上側的預應力束亦采用兩次張拉，方法同倒角處預應力束張拉。
[0017]4)張拉完成后進行管道壓漿。壓漿前應對預應力管道泵入清水進行清洗，并應空壓機將管道內積水全部吹出；然后進行壓漿，壓漿順序先壓注下側管道，水泥漿標號同閘室墻混凝土標號C30，壓漿應達到管道另一端飽和出漿并達到排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿為止，壓漿控制應力0.4^0.6MPa，穩壓期壓力0.5MPa，穩壓時間2分鐘。
[0018]5)壓漿后將預留張拉槽的混凝土鑿毛，然后進行封錨。封錨前將多余的預應力鋼絞線用砂輪機切割，切割時嚴禁電弧焊和氧氣切割，鋼束外露長度小于30mm。
[0019]以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干可以預期的改進和等同替換，這些對本發明權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:在船閘閘室墻下部倒角部位及墻身臨近倒角處設置水平向的波紋管，然后澆筑混凝土，待養護>7天后，在所述波紋管中放置預應力束，對所述預應力束采取單端或雙端后張方式進行預應力施工。
2.根據權利要求1所述的預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法，其特征在于，所述預應力束采用高強鋼絞線，倒角處布設4層波紋管，墻身鄰近倒角處布設1層波紋管，每層2個波紋管，每個波紋管中設置的預應力束由3根鋼絞線組成。
3.根據權利要求1所述的預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法，其特征在于，所述預應力施工中，預應力張拉控制應力為0.65倍鋼絞線標準強度，張拉順序為:先張拉靠近臨土面側的預應力束，再向臨閘室側依次張拉預應力束。
4.根據權利要求1、2或3所述的預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法，其特征在于，所述預應力施工中，后張預應力張拉分兩次完成，待混凝土澆筑養護> 7天后進行第一次張拉，預應力張拉控制應力不低于預應力張拉設計值的50%，第一次張拉完成后對已張拉的波紋管壓漿，間隔7天后對其他預應力束進行張拉，預應力張拉控制應力為預應力張拉設計值。
5.根據權利要求1、2或3所述的預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法，其特征在于，所述預應力施工中，預應力張拉完成后，從下向上逐層對波紋管進行壓漿，水泥漿標號同閘室混凝土標號，壓漿時控制壓力為0.4^0.6MPa，為保證管道充滿灰漿，關閉出漿口后，應保持不小于0.5MPa的穩定壓力，穩壓時間不少于2分鐘。
6.根據權利要求5所述的預防閘室墻身裂縫的后張預應力加固方法，其特征在于，所述預應力施工中，在完成壓漿后，還要進行封錨，封錨前應將多余的預應力鋼絞線用砂輪機切割，切割時嚴禁采用電弧焊和氧氣切割，鋼束外露長度不小于30mm。
【文檔編號】E02D37/00GK104264725SQ201410442011
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】杭永山, 王軒, 王仙美, 蘇超, 趙世航, 沈旭鴻 申請人:杭永山