施海波

摘 要：船閘工程項目是水運工程建設中的重要內容之一，同時也是水運工程項目建設中的難點之一。在船閘工程項目的建設過程中大體積混凝土結構是船閘工程項目采用較多也是較為廣泛的一種結構形式。船閘工程項目所采用的大體積混凝土結構也為船閘工程項目的施工帶來了較大的難度?；炷亮芽p是在船閘工程項目中采用大體積混凝土結構是較為常見的一種缺陷，造成船閘工程項目大體積混凝土產生裂縫的原因眾多，總體來說其主要分為溫度、混凝土的收縮約束力以及混凝土的養(yǎng)護和混凝土配合比等因素的影響。為確保船閘工程項目的施工質量，在進行大體積混凝土施工時需要針對各項影響進入采取針對性的措施，做好對于裂縫等缺陷的控制。

關鍵詞：船閘工程項目；大體積混凝土；裂縫；控制

中圖分類號：U655 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0169-02

前言

某船閘工程項目是綜合性的跨流域調水工程項目的重要組成部分，通過建設船閘工程項目使得河流能夠發(fā)出重要的交通航運功能。工程包括閘首、閘室、引航道、導航及靠船建筑物、跨閘公路橋、閘閥門、啟閉機械、電氣控制設備和通訊、運行管理等生產、生活輔助建筑等建設。航道等級為Ⅳ級，船閘與航道等級一致，按Ⅳ級標準建設，設計最大船舶噸級為500噸級兼顧1000噸級，設計單向年過閘貨運量為1929萬噸。船閘上、下閘首底板尺寸均為：寬41.8m、長30m，上閘首底板厚3.5m，下閘首底板厚4.5m，；閘室底板尺寸分別為：2#～14#寬38.6m、長16m、厚3m，1#寬（38.6m至41.8m）、長16m、厚（3m至3.5m），15#寬（38.6m至41.8m）、長16m、厚（3m至4.5m）；故船閘閘首與閘室底板工程均為大體積混凝土結構。以施工寬縫為分界線各分三個區(qū)進行澆筑，大體積混凝土強度等級為C25。

1 造成船閘工程項目大體積水泥混凝土結構裂縫的成因分析

在船閘工程項目施工中大體積水泥混凝土結構是采用較多也是較為廣泛的一種結構工程。在船閘工程項目大體積水泥混凝土施工中表面裂縫是一種較為常見的施工缺陷，造成這一缺陷的因素主要有溫度應力、混凝土的收縮及約束力以及施工中所使用混凝土的配合比等幾大方面的因素：（1）混凝土的收縮及約束應力。在船閘工程項目大體積水泥混凝土成形期，混凝土會消耗掉大量的水分，隨著水泥混凝土中水分的不斷缺失將會導致船閘工程項目大體積水泥混凝土出現(xiàn)自收縮現(xiàn)象，從而導致船閘工程項目大體積水泥混凝土在收縮約束應力的作用下產生裂縫。在船閘工程項目閘室墻部分的施工時，需要對閘室的底板和倒角分為兩次來分別進行澆筑，在船閘閘室倒角澆筑后其所采用的水泥混凝土部分由于水分的不斷缺失而導致的自身的收縮將會受到船閘閘室底板部分混凝土收縮的約束，在這一約束應力的不斷作用下其應力一旦超過船閘工程項目大體積水泥混凝土所能承受的應力極限將會導致船閘工程項目大體積水泥混凝土裂縫的產生。（2）溫度應力。在船閘工程項目大體積水泥混凝土施工中由于溫度應力所導致的裂縫較為常見。比如說，在船閘工程項目大體積水泥混凝土的澆筑開始至水化熱結束這一階段將會持續(xù)約30d左右，水化熱及周邊溫度的變化將會導致船閘工程項目大體積水泥混凝土的彈性模量產生劇烈的變化，在溫度應力的作用下將會在船閘工程項目大體積水泥混凝土中產生較大的殘余應力。在溫度應力的持續(xù)作用下其溫度應力一旦超過船閘工程項目大體積水泥混凝土所能承受的抗拉極限將會導致船閘工程項目大體積水泥混凝土產生溫度裂縫。（3）船閘工程項目大體積水泥混凝土施工中所使用混凝土的配合比以及后期的養(yǎng)護也是導致船閘工程項目大體積水泥混凝土產生裂縫的主要因素之一。船閘工程項目大體積水泥混凝土施工中對于船閘工程項目大體積水泥混凝土的配合比有著極為嚴苛的要求，根據(jù)以往船閘工程項目大體積水泥混凝土施工的經驗來看，在船閘工程項目大體積水泥混凝土的配合比匯總，水和水泥的占比越高則其在凝固階段所產生的自縮應力也越大，此外，在船閘工程項目大體積水泥混凝土的配和比中所使用的材質也是重要的影響因素，砂子粒徑、含砂比率以及粗骨料的直徑等都會對船閘工程項目大體積水泥混凝土的收縮產生直接的影響。在船閘工程項目大體積水泥混凝土澆筑完成后的后期養(yǎng)護中需要采用科學的手段合理的控制水分、溫度等因素，避免因船閘工程項目大體積水泥混凝土養(yǎng)護不當而導致船閘工程項目大體積水泥混凝土裂縫的產生。

2 如何做好船閘工程項目大體積水泥混凝土裂縫的控制

2.1 做好混凝土、骨料等的選取

水泥采用普通硅酸鹽水泥，其強度等級為42.5級，不得使用結塊的水泥或受潮水泥；碎石的粒徑為5～25mm連續(xù)級配碎石，含泥量不得大于1.0%的質量要求；拌制混凝土所用的水，應采用不含有害物質的潔凈水；外加劑的技術性能，應符合國家或行業(yè)標準一等品及以上質量要求；采用Ⅱ級粉煤灰，摻加量不大于20%；其他摻合料的摻量應通過試驗確定并滿足本工程設計及相關要求；拌和物所用的各種原材料必須有產品說明書、合格證、出廠檢驗報告并復試合格。

2.2 優(yōu)化船閘工程項目的結構

在船閘工程項目大體積水泥混凝土結構的施工中，應當注意合理進行分段澆筑，大體積的水泥混凝土在一次澆筑時容易產生較大的溫度應力從而導致溫度裂縫的產生。因此在船閘工程項目大體積水泥混凝土施工時應當注意采用上、下閘首均設置“后澆帶”的方式來降低溫度應力。對于一些受力較大結構部分應當注意做好鋼筋的合理配置，通過在鋼筋的數(shù)量、直徑以及位置方位等方面進行合理的規(guī)劃和布置提高船閘工程項目大體積水泥混凝土的抗貫穿性開裂的能力。此外在船閘工程項目的設計過程中應當注意做好船閘工程項目結構的優(yōu)化，避免應力集中，在一些應力集中的區(qū)域比如說孔洞的周邊應當在設計時增配斜向鋼筋等的方式來降低應力的影響。此外，對于船閘工程項目大體積水泥混凝土結構的表面可以通過采用設置應力緩和溝的方式來做好船閘工程項目大體積水泥混凝土裂縫的防控。endprint

2.3 做好船閘工程項目大體積水泥混凝土施工工藝的控制

在船閘工程項目大體積水泥混凝土施工中需要對所使用的原材料進行良好的防護與降溫控制。在混凝土攪拌時，需要對拌合材料進行降溫處理并做好原料用量和材質的控制。

砼澆筑采用自東向西、斜向分層、層層推進、齊頭并進的施工方法?？v橫方向分層澆筑的厚度均不超過300mm。坡度為預拌砼自然流淌的坡度約為1：6～1：7。砼自攪拌到澆筑完成的最大延續(xù)時間白天不得大于100min，夜間不得大于150min。澆筑時要在下一層砼初凝之前澆筑上一層砼，避免產生冷縫，并及時將表面的泌水排走。分層澆筑示意如圖1（圖中B為分層的寬度）。

在船閘工程項目大體積水泥混凝土的施工中應當注意做好對于溫度的控制，通過借助于結構物內部所安設的測溫設備來對船閘工程項目大體積水泥混凝土內部的溫度進行良好的監(jiān)控以便對入倉溫度進行良好的控制。在完成了對于船閘工程項目大體積水泥混凝土的拌合、運輸以及澆筑后，需要對船閘工程項目大體積水泥混凝土進行良好的后期養(yǎng)護，以避免裂縫等缺陷的產生。在養(yǎng)護過程中需要合理的控制澆水量并通過覆膜、冷卻等的措施控制船閘工程項目大體積水泥混凝土固化過程中的溫度，降低船閘工程項目大體積水泥混凝土固化過程中水化熱應力對船閘工程項目大體積水泥混凝土的影響，最大限度的確保船閘工程項目大體積水泥混凝土的施工質量。 經計算，本工程大體積混凝土施工時蓄水養(yǎng)護的深度為：蓄水養(yǎng)護的深度：閘室hw=0.027m=27mm、閘首hw=0.024m=24mm；實際施工時養(yǎng)護水深度采用50mm；蓄水養(yǎng)護時分二次進行，蓄水水源采用冷卻管出水口排出的水，第一次蓄水的深度為20mm左右，待混凝土的表面溫度升值20℃左右時且混凝土的表面溫度與中心溫度差值在15℃左右時，再進行二次蓄水，反之可不進行二次蓄水，以充分利用水吸熱大、放熱大的特點進行混凝土的降溫。

3 結束語

作為在船閘工程項目施工中采用較為普遍的結構形式，大體積水泥混凝土結構應當通過科學選材、合理化工藝以及良好的后期養(yǎng)護等的舉措來做好對于船閘工程項目大體積水泥混凝土施工質量的控制，避免裂縫等缺陷的產生。

參考文獻：

[1]涂偉成，劉松，張明雷.船閘大體積混凝土溫度及裂縫控制技術[J].水運工程，2015（6）：197-202.

[2]鄭延奎.內河船閘大體積混凝土裂縫成因及控制[J].山東交通科技，2006（3）：72-74.

[3]岳麗敏，白國艷.船閘大體積混凝土裂縫的控制與預防[J].國防交通工程與技術，2007，5（1）：77-79.endprint