王梓澤

（遼寧省東水西調(diào)建設(shè)局，遼寧沈陽 110000）

溢洪道堰面混凝土施工裂縫分析及控制措施

王梓澤

（遼寧省東水西調(diào)建設(shè)局，遼寧沈陽 110000）

文章針對溢洪道閘室底板混凝土澆筑施工后堰面產(chǎn)生的裂縫情況，結(jié)合現(xiàn)場施工過程和施工工藝，對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并就下一段混凝土的施工提出了預(yù)防和控制裂縫的措施及方法，對同類工程的混凝土裂縫防控具有借鑒作用。

混凝土；裂縫；分析；控制

1 概況

遼寧省阜新市阜新蒙古族自治縣佛寺水庫除險加固工程于2015年10月批復(fù)開工建設(shè)，工程內(nèi)容包括溢洪道控制段拆除與重建。溢洪道閘室底板上部為駝峰堰，總寬度為45.30 m，順?biāo)飨蜷L16.0 m。共4孔，單孔寬9.0 m，中墩厚1.5 m，邊墩底厚2.40 m?；炷练肿?、右兩區(qū)澆筑，左區(qū)混凝土寬21.9 m，上游側(cè)澆筑后高程為135 m，堰頂高程為136 m，下游側(cè)澆筑后高程134 m，最大澆筑厚2.5 m，最小澆筑厚0.5 m?；炷翗?biāo)號為C30W6F250。

2 施工過程及工藝

溢洪道底板混凝土左區(qū)（邊墩至中墩）于2017年4月10日9：40開始澆筑，至11日2：30澆筑完成，歷時17 h，混凝土澆筑量約500 m3。澆筑過程連續(xù)作業(yè)，采用商品混凝土泵送方式。施工工藝采用分層澆筑，每層厚度為40～50 cm。至17：00， 134 m以下部分澆筑完成，22：00上游平面段澆筑完成，高程至135 m，11日2：30澆筑全部完成，高程至136 m。澆筑結(jié)束后對倉號采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。于13日10時開始拆除堰面模板骨架，至14日10模板拆除完畢，采用土工布進(jìn)行覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)。

3 裂縫發(fā)現(xiàn)及裂縫情況

4月14日拆模后未發(fā)現(xiàn)裂縫，4月17日現(xiàn)場檢查時發(fā)現(xiàn)了堰體混凝土表面存在裂縫，裂縫具體描述為：

邊墩至2號墩之間混凝土表面沿堰體縱向裂縫1條，位置在堰體弧面底部與平面交接處，長度為17.5 m；堰面橫向裂縫4條，其中兩條長度為4.2 m，已達(dá)堰頂；另2條長度分別為2.86，1.66 m。橫向裂縫分布較均勻，裂縫共計(jì)5條。裂縫走向比較順直，裂縫寬度為0.2～0.5 mm。其中位于3號墩端部外露的縱向裂縫立面厚度16 cm呈貫穿裂縫。至4月19日位于邊墩和1號墩兩側(cè)又增加2條斜向裂縫，并存在滲水現(xiàn)象。目前,堰體上部還存在一些長度不等的微小裂縫。

4 裂縫原因分析

1）溫度裂縫。大體積混凝土由于水泥水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度較高，當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度與混凝土表面溫度相差過大時，在內(nèi)部、外部約束作用下，混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力?；炷翝仓┕の床扇∮行У慕禍卮胧捎诜忾]倉內(nèi)混凝土散熱條件不好，澆筑成型及表面化漿凝固后，外部未及時進(jìn)行有效的覆蓋及養(yǎng)護(hù)，且拆模過早（不滿3 d，大體積混凝土為防止溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫最好為7 d后拆模），在此期間外界氣溫最低在5℃以下，未采取有效的保溫措施，造成混凝土內(nèi)外溫差過大（一般控制在25℃之內(nèi)），形成很陡的溫度梯度，從而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，是產(chǎn)生裂縫的主要原因。

2）自身收縮裂縫。混凝土自身收縮裂縫是混凝土在硬化過程中，水泥和水發(fā)生硬化反應(yīng)。產(chǎn)生裂縫主要是水泥水化反應(yīng)后，反應(yīng)產(chǎn)物的體積與剩余自有水體積之和小于反應(yīng)前水泥礦物體積與水體積之和形成自身收縮。采用商品混凝土和泵送工藝澆筑，水灰比、塌落度（190 mm）過大，極易產(chǎn)生自身收縮。自身收縮裂縫一般為規(guī)則的條狀，很少交叉。沿堰體縱向的裂縫處于變截面處，特征較明顯；豎向裂縫為規(guī)則的條狀，與受力鋼筋平行，且呈較均勻分布。

3）表面龜裂塑性收縮產(chǎn)生裂縫。遼西地區(qū)氣候干熱，大風(fēng)天氣較多，春季施工容易形成塑性收縮條件。在澆筑后如果不及時覆蓋，在很大程度上不可避免混凝土表面產(chǎn)生干縮收縮。從堰體上部微小裂縫可認(rèn)定為龜裂塑性收縮裂縫，其原因主要為施工完畢后，混凝土表面覆蓋及灑水養(yǎng)護(hù)不及時不到位而產(chǎn)生龜裂縫。

4）施工工藝和方法不當(dāng)造成裂縫。澆筑施工順序上游處澆筑較厚，下游處澆筑較薄，澆筑時從上游向下游澆筑過程中，混凝土向下游流淌，產(chǎn)生離析現(xiàn)象，加之振搗密實(shí)度不夠，對縱向裂縫產(chǎn)生有一定影響。由于堰體為封閉鋼筋模板，上部設(shè)置進(jìn)料及振搗孔，施工人員在模板上面作業(yè)，振搗過程有可能碰觸鋼筋或?qū)︿摻钫駬v情況，鋼筋模板受外力產(chǎn)生震動；分層澆筑施工不利于掌握；在施工過程中與橋承臺及橋板（預(yù)制）穿插澆筑施工，混凝土初凝時間間隔是否符合要求等。以上因素造成混凝土早期強(qiáng)度較低時鋼筋周圍混凝土結(jié)合不好，在一定的溫度應(yīng)力條件下產(chǎn)生裂縫。

5 控制裂縫措施

1）溫度控制。施工要嚴(yán)格控制混凝土入倉溫度，避免高溫入倉。在澆筑混凝土內(nèi)部預(yù)埋金屬測溫管，對混凝土內(nèi)外部溫度進(jìn)行監(jiān)測，并采取措施加速混凝土散熱，減少混凝土硬化中的水化熱，降低內(nèi)外溫差，避免溫差應(yīng)力引起的裂縫。澆筑完畢后及時覆蓋棉被或土工布加塑料薄膜等保溫材料，減少內(nèi)表溫度差，并蓄水養(yǎng)護(hù)，以起到既保水又保溫的效果。將溫差控制在25℃以內(nèi)，盡量晚拆模,拆模后要立即覆蓋保溫，避開外界氣溫的影響。

2）施工過程和施工工藝控制。澆筑應(yīng)從下游向上游平行澆筑，混凝土采用低流態(tài)混凝土，加強(qiáng)混凝土振搗。把平倉澆筑改變?yōu)榉謱臃謮K澆筑，每層澆筑厚度為40～50 cm，每塊澆筑長度為5～6 m，混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)施工，間歇時間不能過長，在前層混凝土初凝前必須把后層混凝土澆上，不能產(chǎn)生人為施工縫。堰體駝峰部位的混凝土澆筑必須連續(xù)施工。所有混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時覆蓋，采用加厚性棉被為最佳，同時及時灑水養(yǎng)生。在倉面上部澆筑施工，特別堰體頂部澆筑，容易對上部鋼筋產(chǎn)生振搗，應(yīng)搭設(shè)腳手板作業(yè)，以減少對鋼筋網(wǎng)的踩踏震動。

3）材料控制。配制大體積水工混凝土，應(yīng)選用細(xì)度模數(shù)在2.7～3.1之間的含泥量較低的中粗砂，砂率最佳值為0.33，以合理粗細(xì)骨料比例，砂率過高增加收縮，對抗裂不利。其次是砂石吸水率及含泥量應(yīng)盡可能小一些，以利于降低收縮。

適當(dāng)減少混凝土塌落度，調(diào)整混凝土配合比。為減小混凝土塌落度，混凝土入倉由泵送改為吊罐輸送方式。加強(qiáng)對商品混凝土的監(jiān)控，嚴(yán)格控制進(jìn)倉混凝土的塌落度和水灰比。派專業(yè)人員在堆料場和拌合站監(jiān)控原材料的使用，保證各種原材料計(jì)量準(zhǔn)確。在堆料場每班檢查一次，內(nèi)容包括各種骨料的超遜徑、含泥量、砂率和砂的細(xì)度模數(shù)等；在拌合場每班至少檢查兩次砂和小石的含水率，其含水率的變化分別控制為±0.5%（砂）和±0.2%（小石）范圍內(nèi)，以利于降低收縮。

6 結(jié)論

裂縫為大體積混凝土中容易發(fā)生的一種現(xiàn)象，對于大體積水工混凝土，不建議采用商品混凝土和泵送工藝，商品混凝土多為二級骨料配制，且采用泵送工藝需要混凝的土水灰比和塌落度較大，對抗裂不利。目前水工混凝土一般設(shè)計(jì)標(biāo)號較高，為C25～C30，混凝土標(biāo)號的提高尚未有控制水泥水化熱的相應(yīng)配套措施來控制裂縫的產(chǎn)生。裂縫的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的整體性，而且裂縫貫穿后會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，降低混凝土的抗凍融及抗疲勞等。因此,要對大體積混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究，在施工中采取有效措施與辦法來預(yù)防裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，并采用合理的方法對裂縫進(jìn)行處理，保證建筑物安全、穩(wěn)定地工作。

TU528.1 < class="emphasis_bold"> ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］B

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1002—0624（2017）09—0015—02

2017-05-12