启东市沿江沿海穿堤涵洞的问题和措施
2012-08-15沈杰
沈 杰
(启东市水利规划设计室 江苏启东 226200)
启东市滨江临海,拥有一线挡潮堤165km,其上的大小穿堤建筑物不胜其数,它们在挡潮排涝、控制蓄泄、纳潮养殖、御卤蓄淡等方面发挥了巨大的作用。但是由于建筑物所处环境恶劣,加上设计、施工和管理上等存在的一些问题造成这些建筑物经常性破坏,特别是穿堤涵洞需反复修复或提前重建,耗费了不少的精力、物力和财力。笔者把工作中经历过的一些问题和采取的措施提出来供参考。
1 存在的问题
(1)涵洞内出现纵横裂缝
由于洞身不均匀沉降、倾斜、错位引起的分缝扩张、开裂和混凝土剥落损伤等。严重的有出现底板断裂等现象。
(2)混凝土碳化
洞身、洞首混凝土严重老化,汽蚀现象严重,洞壁表面凹凸不平,露石较多,并伴有混凝土损伤,洞壁裂缝,甚至洞壁塌落,严重影响涵洞的运行安全。
(3)钢构件、钢筋锈蚀
这些涵洞长年工作在高氯含量、大湿度的工况中,裸露的钢构件、混凝土碳化后暴露的钢筋极易受侵蚀。
(4)止水失效、缺损
有的涵洞无止水,涵管联接处砂浆剥落,里外互相渗透。有的涵洞止水老化,止水破裂或脱落,漏水不止。
(5)出口消力池、海漫冲毁
出口消力池、海漫冲刷严重,甚至已延伸至底板,严重威胁洞身安全。
(6)水上部分建筑物普遍存在上下游翼墙开裂倾斜、启闭机螺杆弯曲等问题。
2 原因分析
(1)由于经费原因,工程往往因陋就简,不经勘探。设计人员对第一手资料的收集和掌握都有一定的局限性。启东本系长江三角洲冲积平原,成陆历史短,沿江沿海穿堤涵洞更是在涨接陆地的前沿,地质情况多变、复杂。设计上考虑不周的,如没有经过必要的地基处理,洞身出现不均匀沉降;消能设施过短,出口消力池、海漫等易被冲毁。
(2)施工过程中,受到各种条件影响和制约,使工程只讲进度放松质量控制,未能按施工规范和设计要求施工。尤其在细节方面,如混凝土保护层、伸缩缝、止水安装、上下游翼墙后填土,往往由于这些细节未处理好给建筑物留下了隐患,在沿江沿海穿堤涵洞上如不注意混凝土保护层厚度而引起钢筋暴露、锈蚀严重,可直接危及建筑物本身安全;涵洞基础伸缩缝未处理好引起漏水,时间一长漏水时带走洞底的土壤颗粒,引起洞身的不均匀沉降等。
(3)在管理上,投入少,又由于这些涵闸地处偏远,管理不到位,管理技术人员匮乏,管理人员缺少管理知识,或者在具体管理工作中往往从局部的利益需要出发,不恰当地使用涵洞,如在上下游水位相差很大的情况下开启闸门,造成启闭机螺杆弯曲,消力池等冲刷严重等现象非常普遍。
(4)沿江沿海工业园区的蓬勃发展带来的空气和水中酸性物质增多加速了这些涵的混凝土碳化,因此也加速了这些涵的风化和侵蚀,严重影响了建筑物的安全使用龄期。
3 措施
(1)思想上重视。百里江堤,险在涵洞,也可能毁在涵洞,首先必须加强思想上重视。针对启东市这么多沿江沿海穿堤涵和它们所起的作用,必须从穿堤涵的整个建设期和运行期都得加以重视。
(2)设计必须依据工程所在地的地形资料、工程地质和水文地质及水文资料进行。在设计涵洞所需基本资料已具备的前提下,再进行一系列合理的型式的选择和满足实际水文地质的设计。
(3)针对工程所处的沿江沿海环境的特点,设计上要充分考虑建筑物的耐久性。比如:
①优化构件选型和细部设计。如慎重选择薄壁结构;考虑混凝土表面、接缝和密封处积水的及时排出,尽量减少受潮湿时间和溅湿的表面积等。
②提高混凝土构件保护层厚度,但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加。当保护层厚度过厚时,由于混凝土材料本身的脆性和收缩会导致混凝土保护层出现裂缝反而削弱其对钢筋的保护作用。
(4)施工要保证质量。
① 严格选用材料用量和材料品种:
根据有关试验研究,水泥用量越大、混凝土强度越高,其抗碳化性能也越高。水泥品种对混凝土抗碳化性能也有明显影响,水泥选用抗碳化能力强的硅酸盐水泥;控制粉煤灰取代量,粉煤灰具有一定的活性,它会与水泥水化后的氢氧化钙相结合,使混凝土的碱度降低,减弱混凝土的抗碳化性能。还有要严格控制施工用水、砂、石的含氯量,尤其禁止使用海砂等。
② 严格控制混凝土的水灰比:
水灰比对混凝土的孔隙结构影响极大。在水泥用量不变的条件下,水灰比越大,混凝土内部的孔隙率越大,渗透性越大,其碳化速度也越快。要求是小水灰比,低坍落度,还要把水的用量控制在满足配料和施工需要的最低范围内,尽量减少混凝土的自由水。
③ 重视混凝土的搅拌、振捣和养护:
显然这些因素对混凝土的密实性的影响是很大的,在施工中获得质量良好的混凝土对提高其抗碳性能是十分重要的。
(5)增加管理经费的投入,完善管理工作。
增加管理人员,管理人员进行岗位培训,进行科学管理。定期检查、加强维护。发现问题及时处理,防微杜渐,避免损失的扩大。
(6)加强科研工作,寻找经济、实用、新颖的办法,有效地处理污染对涵洞的影响,最大限度地延长工程的使用寿命。