□譚金峰 □王 飛 □劉新生

（河南水利建筑工程有限公司）

一、工程概況

南水北調(diào)中線一期工程輝縣段三里莊排水渡槽位于輝縣市境內(nèi)。渡槽全長174m，其結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，槽身高4.16m（典型斷面），寬6m，最大跨度為25m，主梁斷面尺寸1.3m×1.6m，槽身側(cè)墻壁厚0.5m，槽身混凝土設(shè)計指標(biāo)為C50W6F200。

渡槽槽身計劃于2010年8月份開始施工，由于整個施工期跨越汛期及高溫天氣，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，高溫天氣施工，混凝土很容易產(chǎn)生裂縫，并且槽身混凝土的混凝土內(nèi)外溫差大、自身結(jié)構(gòu)約束及自重應(yīng)力大等特點，槽身裂縫的預(yù)防是本工程施工的重點和難點。

二、裂縫的成因分析

（一）混凝土自身結(jié)構(gòu)約束及自重應(yīng)力大

混凝土自身結(jié)構(gòu)約束及自重應(yīng)力大也是混凝土產(chǎn)生裂縫的原因。高標(biāo)號混凝土配合比水泥用量大（432kg/m3），骨料粒徑?。?～20），泵送混凝土坍落度大（22）是引起自收縮的主要因素。環(huán)境溫度、濕度達不到要求是造成混凝土水分蒸發(fā)引起干縮的主要因素；上下層混凝土施工時間間隔過長是產(chǎn)生自身的約束力的主要因素。

（二）混凝土內(nèi)外溫差大

混凝土內(nèi)部溫度高、內(nèi)外溫差大是裂縫產(chǎn)生的主要原因，導(dǎo)致的因素為：原材料溫度高，拌合系統(tǒng)無制冷設(shè)備。資料顯示，本地夏季平均溫度在30℃以上，且早晚溫差大，經(jīng)5次現(xiàn)場實際測量為（7月份上午10點）：水泥溫度50℃，砂子溫度27℃，中石溫度30℃，小石溫度28℃，水溫度22℃，導(dǎo)致拌制的混凝土出機口溫度高達28℃，澆筑倉面溫度達32℃，水泥用量大，細度小，水泥水化導(dǎo)致內(nèi)部溫升快，峰值高。資料顯示C50混凝土配合比水泥用量為432kg/m3，水泥平均細度為0.9%，混凝土39h達到最高溫升，峰值達59℃；混凝土內(nèi)部溫度峰值與環(huán)境溫差值大，再加上本地早晚溫差大（夏季溫差達18℃），溫度驟降導(dǎo)致混凝土承受較大溫度梯度產(chǎn)生的應(yīng)力。

（三）施工過程中混凝土養(yǎng)護不到位

因結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，施工中養(yǎng)護難度大，導(dǎo)致新澆筑的混凝土養(yǎng)護不到位或養(yǎng)護不均勻；拆模后以涂刷養(yǎng)護劑形式養(yǎng)護，難以達到養(yǎng)護要求。

另外，對高標(biāo)號混凝土特性認識不足，預(yù)防措施制定、執(zhí)行不夠完善，也是發(fā)生裂縫的主要原因之一。

三、提高混凝土抗裂性的措施

針對三里莊渡槽的特殊結(jié)構(gòu)和槽身混凝土的各項設(shè)計指標(biāo)，提高混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性能所采取的措施包括以下幾個方面：一是優(yōu)選混凝土原材料和優(yōu)化配合比，提高混凝土材料自身抗裂能力；二是采取施工措施，創(chuàng)造混凝土適應(yīng)的人為外部環(huán)境（溫度、濕度約束條件等）。

（一）提高混凝土材料自身抗裂能力采取的措施

1.合理選用外加劑如聚羧酸系列，以降低混凝土用水量，減少水泥用量并可提高混凝土極限拉伸值。

2.選用發(fā)熱量低的低熱硅酸鹽水泥，降低水泥自身水化熱。

3.選擇線膨脹系數(shù)小的優(yōu)質(zhì)骨料，減小混凝土的線膨脹系數(shù)。

4.適當(dāng)摻用摻合料，如粉煤灰（摻量20%），降低水泥用量減少水化熱。

5.優(yōu)化混凝土配合比，適當(dāng)減小坍落度，盡量降低水膠比。

6.與水泥廠家（新鄉(xiāng)孟電水泥）商定適當(dāng)加粗水泥顆粒粒徑（2%～4%），延緩水泥水化熱發(fā)生時間。

（二）施工時采取的技術(shù)措施

1.降低混凝土出倉及澆筑溫度，采取以下措施降低混凝土澆筑溫度。

降低原材料溫度：骨料堆搭設(shè)遮陽棚，防陽光直射；砂堆堆高存放；增加水泥儲存量，適當(dāng)延長水泥儲存時間。降低水泥溫度：控制拌合用水溫度，采取加冰屑將拌合用水溫度降到低于4℃。

2.減少運輸過程中的熱交換?；炷涟韬?、運輸過程中加設(shè)保溫、遮陽裝置，對配料機、提升料斗、拌合機等采用隔熱板進行封閉隔熱，混凝土攪拌運輸車用保溫材料包裹，以減少熱交換，嚴(yán)格控制混凝土運輸時間。

3.澆筑倉面搭設(shè)遮陽棚并采取噴霧降溫，創(chuàng)造人為小環(huán)境，在渡槽底部采用彩布條等進行封堵，避免形成空氣對流，收倉后及時對施工倉面進行覆蓋。

4.在夏季選擇晚上開倉澆筑。采取以上措施后，保證混凝土入倉溫度≤22℃。

5.埋設(shè)冷卻水管，通水降低混凝土內(nèi)部水化熱溫度。根據(jù)實驗測得的混凝土溫升曲線，通過計算，在主次梁及槽身側(cè)墻中間每隔0.5m埋設(shè)一根鐵質(zhì)冷卻水管，嚴(yán)格控制冷卻用水的水溫和管內(nèi)水的流向、流速與流量和通水時間，防止由于水化熱引起的混凝土過快溫升和因冷卻水控制不當(dāng)而造成混凝土受激；并根據(jù)環(huán)境溫度變化和混凝土溫升曲線變化適當(dāng)調(diào)整冷卻水參數(shù)。如6月份主梁冷卻水的初始水溫控制在15℃左右，早起通水流速和流量分別為1.20和5.43；混凝土澆筑48h后，改變通水方向，適當(dāng)提高冷卻用水水溫；當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度達到最高時，再適當(dāng)降低冷卻水流量和流速；而后隨著混凝土內(nèi)部溫度降低，逐步減少冷卻水流量和流速，但要注意控制混凝土內(nèi)部溫度要逐步降低，不可降的太快，控制在3℃左右，當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度降到35℃時，可停止通水，該歷時一般為7d左右。

6.混凝土表面保溫。在混凝土模板外側(cè)粘貼1.0～2.0cm厚的保溫板，可減小混凝土的內(nèi)外溫差，防止早期裂縫出現(xiàn)，還可防因晝夜溫差變化和寒潮突襲引起的混凝土表面冷縮。

7.及早施加預(yù)應(yīng)力。高溫季節(jié)澆筑的混凝土溫度較高，外界溫度也較高，混凝土內(nèi)外溫差較小，所以混凝土的早期降溫收縮較均勻。高溫季節(jié)過后，外界溫度有所降低，混凝土內(nèi)外溫差較大，混凝土降溫收縮不均勻，容易導(dǎo)致開裂。因此，在高溫季節(jié)澆筑的槽身混凝土達到設(shè)計強度后，及早施加預(yù)應(yīng)力，可以緩解早期降溫引起混凝土應(yīng)力較大的狀況，避免后期出現(xiàn)裂縫。

8.在晝夜溫差大的季節(jié)，拆模時間可以延遲到7d以后，可降低由于拆模導(dǎo)致混凝土表面溫差大產(chǎn)生的裂縫。

9.加強混凝土養(yǎng)護工作。在高溫季節(jié)澆筑的混凝土及時采取保濕措施，減少由于水分蒸發(fā)過快而引起的混凝土龜裂。

四、結(jié)語

混凝土防裂是一項綜合技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)材料是基礎(chǔ)，采取施工措施是關(guān)鍵，后期養(yǎng)護是保證。只有做到施工前預(yù)防、施工中落實、施工后重視，就可以保證混凝土不發(fā)生裂縫。

根據(jù)三里莊溝渡槽的技術(shù)要求和其自身的特點，在槽身混凝土澆筑過程中只有采取了以上防裂措施，從全過程控制，才可以大大降低裂縫發(fā)生的概率，可以有效防止槽身在施工時發(fā)生裂縫，保證工程的施工質(zhì)量。