堆石壩混凝土面板防裂措施淺析

雷順榮

摘 要：堆石壩混凝土面板的質量直接影響到壩體工程的質量，在面板質量控制方面要重點控制面板裂縫的產生，尤其是較大規模裂縫的產生。本文對部分工程中應用的防裂措施進行分析總結，為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：混凝土面板 防裂技術 質量控制

堆石壩因其就地取材，填筑工藝相對簡單，質量容易控制等特點，經濟性較好，而在水利工程中大量推廣應用。堆石壩在我國發展相當迅速，目前向高壩的方向發展趨勢更加明顯，已建成了數座百米級以上高面板堆石壩。在面板堆石壩技術迅速發展的同時，多座已建工程面板均發現不同程度的裂縫，對工程質量和投資產生了一定的影響。因此面板的防裂控制也日益成為工程建設者關注的重點。

1.混凝土面板的基本情況

混凝土面板上堆石壩的主要防滲設施，與工程止水一道構成了工程地面以上防滲結構。主要布置在邊墻混凝土上層，多為豎條形布置，分塊寬度視工程具體情況而不同，最小寬度可為5m，最大寬度可達20m。寬度主要結合模板加工、混凝土澆筑強度、面板的整體結構要求等因素考慮。長度在中低壩中一般從壩頂直至趾板，高壩中一般結合面板施工分期情況確定。面板的厚度可以設計為等厚，但在中高壩中一般為變厚結構設計。一般設計有強度、抗滲、抗凍等指標要求，具體視工程情況確定。

2.混凝土面板出現的主要裂縫類型分析

通過對已建包括已投運的堆石壩混凝土面板裂縫進行總結，其裂縫主要有以下類型。

2.1結構裂縫

結構裂縫成因主要是由于堆石壩面板支撐體在外力作用下，產生沉降或水平位移，導致面板和墊層之間出現脫空，改變了面板的受荷情況而發生裂縫，屬面板在外力作用下產生的裂縫。這是面板本身的問題，因為面板混凝土比較薄，無法承載過重的載荷，所以當面板混凝土結構受到很大的壓力時，就會出現明顯的變形問題而導致出現裂縫。結構裂縫的控制主要從控制或消除外力影響或減小位移量的發生等方面進行，如控制堆石體的填筑碾壓質量，對混凝土面板的基礎進行脫空檢查并對脫空區進行處理等。

2.2干縮裂縫

混凝土面板干縮裂縫主要是由失水引起的，混凝土凝結過程中，多余的拌和用水量將逐漸脫離開，使混凝土發生失水干縮，引起體積變化，當干縮變形或體積變化受到約束時，導致出現的裂縫。干縮裂縫的控制主要從改善混凝土的配合比、加強保濕養護等方面進行，如優化混凝土配合比設計，使用高性能減水材料等，在養護方面加強履蓋，安排定期灑水等。

2.3溫度裂縫

面板混凝土在凝結過程中產生水化熱，導致面板表面和內部出現的溫度差，尤其是低溫環境中，內外溫差導致出現內部溫度應力，從而導致混凝土面板發生裂縫。溫度裂縫的控制難度比較大，需要在面板混凝土施工過程中，全面控制面板混凝土的溫度差。

除上述主要裂縫類型外，更多的裂縫屬于多種因素共同作用而產生的，因其產生的原因復雜，故需從設計、施工的各環節加強綜合控制。

3.混凝土面板的主要防裂措施

混凝土面板的防裂控制一直是工程建設者高度重視的問題，同時也是難題之一，不能僅單純從某一方面進行控制，單純采取某單一的措施進行面板防裂控制也不會取得好的效果。面板防裂控制需要從設計、施工等多方面綜合進行才能取得較好的效果，而不只是通過加強各環節的控制后少出現或出現小規模的裂縫。

3.1加強管理，綜合控制

面板混凝土施工前，精心組織，認真準備。首先分析論證面板混凝土施工的前置條件是否已具備，如堆石體填筑完成后各項檢測指標是否已達到相關要求，沉降時間及沉降觀測量是否達到規范要求。其次組織編制切實可行的面板混凝土施工計劃，在澆筑時間安排方面，盡可能在不在雨季、極低溫時段安排混凝土澆筑。然后根據施工計劃認真組織設備、材料及人員，對設備進行認真的校驗，進行材料檢測，對人員進行培訓等。

3.2強化混凝土施工質量控制

（1）加強原材料的質量控制。面板混凝土涉及的原材料較多，在嚴格原材料的質量控制，優化防裂技術的應用基礎的同時，還能積極掌控面板混凝土的質量性能，避免原材料對面板混凝土造成影響。面板混凝土原材料的質量控制，主要包括原材料的加工、運輸、儲存等環節的質量控制，對不合格的原材料必須按規定進行處理，不能用于混凝土施工。

（2）面板混凝土施工工藝的質量控制。面板混凝土施工工藝環節中的鋼筋質量、混凝土拌和、運輸、入倉、振搗、移滑模、抹面、養護等必須制定嚴格的控制措施，通過工藝中各環節的控制措施落實從而保證澆筑混凝土質量，避免裂縫的產生。

（3）面板混凝土施工環境的控制。面板混凝土澆筑時的施工環境條件，可能導致裂縫的發生。因此要控制面板混凝土施工時外部的施工環境，盡可能的排除環境對面板混凝土的干擾。要避免在規范允許外的條件下澆筑混凝土，如極低氣溫、一定強度的降雨條件、高溫等，必要時應采取措施改變澆筑混凝土的小環境，如保溫、遮蓋、噴霧降溫等。

3.3優化面板混凝土的配比設計

面板混凝土防裂措施技術與面板混凝土的本身存在密切的聯系，優化面板混凝土的配比設計，有利于控制裂縫的產生，提高防裂技術水平。

（1）外加劑的應用。在混凝土面板施工前，應首先結合設計面板混凝土對面板混凝土的要求和施工工藝要求，進行多品種外加劑應用試驗，選出在滿足相關要求時有利于面板防裂抗裂的混凝土用外加劑。

（2）水泥的選擇。面板混凝土應選用干縮小、水化熱低且不摻或少摻礦渣活性材料的的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。在配制相同強度等級的混凝土時，用高標號比用低標號要少用水泥，對混凝土減少干縮有利。故有條件的工程，特別是高壩應盡量選用P·042.5MPa的水泥或更高強度等級水泥。

（3）摻用粉煤灰。粉煤灰在混凝土工程中已大量應用，混凝土中摻入粉煤灰能減少水泥的用量，從而減少水化熱。同時粉煤灰的使用能使混凝土面板抗滲性能大幅度提高外，并減少干縮，從而提高抗裂性能。

4.結束語

防裂措施技術的應用能夠避免面板出現裂縫，提高面板混凝土的質量，從而保障堆石壩的整體質量，在工程建設中應進一步總結，防止裂縫的產生影響工程效益。通過上述防裂措施技術的應用，近幾年建設的堆石壩面板出現的裂縫不論在數量、規模上都比以前就較大好轉，甚至在影響程度上也沒有對整體工程安全產生嚴重影響。但裂縫的產生仍沒有完全避免，仍需進一步研究總結。

參考文獻：

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