205 m 高煙囪滑模施工混凝土裂縫原因分析及處理

杜國恩

(山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西長治 046000)

1 工程及事故概況

華北地區某煤化工油化電熱一體化油品合成項目熱電裝置煙囪，煙囪外筒高為205 m，采用現澆鋼筋混凝土結構，滑模工藝施工。設計±0.00 m～80.00 m為變截面結構，筒壁外表面坡度5%，80.00 m～205.00 m為直筒結構。筒壁厚度是自下而上隨著高度的增加分段逐漸縮小，±0.00 m處外徑22 m，壁厚650 mm，80.00 m處外徑14 m，壁厚450 mm，頂部段壁厚300 mm。筒身內設有支撐平臺1道，止晃平臺3道，懸掛平臺1道，封頂平臺1道;在27.35 m高度處對稱設置尺寸為5 900 mm×6 800 mm的煙道口2個。

設計筒身混凝土60.00 m以下采用C35，60.00 m以上采用C30。施工采用滑模，商品混凝土，45 m以下混凝土采用泵送，每次模板提升高度300 mm，工期120 d，平均每天施工進度2 m。

煙囪筒壁滑模施工至標高19 m處時，檢查發現筒壁出現下列現象:

1)剛澆完的混凝土出現拉裂，裂縫為水平通縫，寬度為10 mm～30 mm，深度為70 mm～120 mm;2)現場澆筑時發現，振搗后，300 mm厚的澆筑層出現離析，下部200 mm左右多為粗骨料(石子)，上部100 mm左右為浮漿層，出現明顯分層。

2 裂縫原因及危害分析

通過查看現場，查閱施工記錄及混凝土配合比等文字資料，詢問現場施工人員，對造成混凝土裂縫的原因及可能造成的危害形成意見如下:

1)混凝土攪拌站用于拌制混凝土的原材料把關不嚴。采用石粉(機制砂)作為細骨料，且石粉中粉末含量極大，造成混凝土和易性差，骨料和砂漿分離，砂漿難以包裹粗骨料，粗骨料沉底，造成混凝土離析，而規范要求細骨料要有合適的粗細程度和顆粒級配，才能達到混凝土設計強度和施工要求。2)現場檢測混凝土入模前的坍落度離散性大。施工方案中要求混凝土的坍落度為160 mm±20 mm，現場實測混凝土坍落度相差較大，在100 mm～210 mm之間，而坍落度過大，也是造成混凝土離析的原因。3)混凝土攪拌站距離工地25 km，路況較差，混凝土運送時間難以控制，過長的運輸時間會對混凝土的坍落度有影響，容易形成離析現象，運輸時間的增加，即使現場建筑嚴格按照施工方案進行，提模時也可能超過混凝土的初凝時間。4)混凝土入模前沒有進行二次攪拌，使得在運輸過程中已出現離析的混凝土進入模板澆筑，導致滑模高度300 mm范圍內，中下部分石子居多，有蜂窩麻面;上部為浮漿層，屬于離析現象，混凝土強度達不到設計要求，提模中容易出現拉裂現象。5)施工方面，模板清理不凈，混凝土澆筑層每層厚度過大，模板一次滑升過高，模板提升時，混凝土尚未達到出模強度或滑升速度過快，與混凝土強度增長速度不相稱等原因引起。

經過設計復核，煙囪出現的混凝土裂縫，不會影響筒壁近期的滑模施工，但降低了煙囪的承載力，如果不采取措施，必然影響到煙囪的安全使用，因此，必須對出現的裂縫采取措施，進行處理。

3 處理措施

針對本次施工質量事故，曾經提出了拆除問題混凝土進行重新澆筑的建議，經全盤考慮后否決，業主要求在保證使用和施工安全的前提下采取措施，盡快恢復施工，按時完工。經多方案比較，確定采用局部修復方案，具體要求如下:

1)對出現質量問題的筒壁混凝土，在裂縫處應鑿除松動混凝土及凸出的石子，裂縫上部要鑿成斜形，以方便混凝土澆筑;2)用清水并配以鋼絲刷清洗剔鑿面，并充分濕潤，且不得殘留積水;3)支設模板，模板尺寸應大于混凝土缺陷范圍，以利混凝土澆灌，并保證其密實性;4)澆筑強度C40的細石混凝土，內摻適量的膨脹劑，水膠比不大于0.5，用鑿子仔細搗實，按規定進行養護;5)拆模后，仔細剔除凸出的混凝土;6)施工腳手架上方應搭設防護棚，以保證事故處理施工安全。

4 后續施工對混凝土澆筑質量控制措施

1)嚴格按配合比配制混凝土，嚴格控制混凝土坍落度，保證原材料性能，用河沙或黃沙替代石粉，以提高混凝土的和易性;2)嚴格控制混凝土到場時間，混凝土到場保證2 h內使用完畢，超過2 h嚴禁使用全部清場。筒壁高度45 m以上，采用現場攪拌站混凝土，料斗垂直運輸;3)混凝土應分層、分段、交圈均勻澆筑，每層澆筑面應控制在同一水平面上，每層澆筑厚度控制在300 mm以內，最上層混凝土應低于模板上口30 mm;上下層澆筑時間間隔不應大于1.5 h，以免間隔時間過長，混凝土表面初凝形成施工冷縫;4)混凝土振搗時不得振支承桿、鋼筋及模板，振搗棒嚴格控制插入深度，插入下層已澆筑完成的混凝土深度50 mm左右。振點應連續，每300 mm為一振點，振搗時間不應低于15 s，振至浮漿密實，不得漏振、欠振、過振;5)滑升脫模后的混凝土表面應有專人抹壓收光修補，修補用的砂漿標號應比原設計混凝土高一強度等級;抹壓收光修補后及時采用人工噴灑HS-4混凝土養護劑，為防止漏噴，橫豎各噴一遍。

5 結語

該工程施工中雖然出現了本次混凝土裂縫問題，但由于參建各方高度重視，處理及時得當、后繼質量控制措施到位，后續施工過程中再沒有類似情況出現。裂縫修復與滑模施工同步進行，修復工程用時22 d，煙囪工程也按時交工，順利通過驗收。

［1］GB 50078-2008，煙囪工程施工及驗收規范［S］.

［2］GB 50113-2005，滑動模板工程技術規范［S］.

［3］GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］.

［4］GB 50367-2006，混凝土結構加固設計規范［S］.

［5］王 赫.建筑工程事故處理手冊［M］.第2版.北京:中國建筑工業出版社，1998.