水閘閘墩裂縫成因及防治措施分析

張德強

徐州市水利工程建設有限公司

水閘閘墩裂縫成因及防治措施分析

張德強

徐州市水利工程建設有限公司

本文簡單介紹了水閘閘墩裂縫的內涵，并通過實際工程案例，對水閘閘墩裂縫形成因素進行詳細分析，同時提出相應的防治措施，以供參考。

水閘閘墩;裂縫;成因；防治

1 前言

在水利工程建設中,閘墩施工質量問題是人們關注的一個重點問題。影響水閘閘墩質量的因素有很多,其中裂縫是影響水閘閘墩的一個關鍵性因素。因此為了保護水閘閘墩的質量,必須進行水閘閘墩裂縫成因及防治措施的研究。

2 水閘閘墩裂縫簡介

水閘的構成主要包括了兩個部分，一個是底板，另一個就是閘墩，其屬于T字型的水工混凝土結構構造，而水閘的閘墩底部是由可自由伸縮的上部和固定狀態的下部組成。通過對相關施工資料和問題工程的現場調查發現，閘墩出現裂縫是有一定共性特征的，比如，閘墩大多數都是在其墩墻中部出現裂縫，并且裂縫出現的位置一般都高于墩高的一半，也就是上下都不著邊，通常情況下下部距離底板10-30cm，接近為豎直的方向，且呈現出中間大兩頭小的“核桃狀”貫穿型裂縫。

3 工程概況

某水閘工程中水閘閘底板厚度為1.13m，中墩厚度為1.24m，邊墩厚度為1.02m，閘墩高度為7.5m。閘墩結構為大體積混凝土結構，依據施工記錄可知，閘體混凝土澆筑施工階段，拆模后7d左右閘墩表面出現裂縫，部分裂縫深度較大，裂縫具體表現為兩端小、中間大，裂縫寬度在0.13-0.34mm之間，裂縫深度在0.41m左右。

4 水閘閘墩裂縫形成因素分析

4.1 混凝土配合比

工程實踐表明，大體積混凝土中的粉煤灰摻加量不超過30%時，隨著粉煤灰摻量的增加會減少混凝土的收縮量，這是因為加入粉煤灰后減少了水泥用量，粉煤灰早期較少參與水化反應，生成的水泥石硬化體結構相對疏松，小孔含量降低，早期自收縮明顯減少；同時粉煤灰混凝土早期強度較低，彈性模量較小，從而在混凝土收縮受約束時引發的彈性應力較低且發展較慢，使混凝土有足夠的時間發揮其徐變性能，松弛彈性應力。分析認為，先期閘墩混凝土澆筑粉煤灰的摻量選用15%，顯然是偏少的，應對粉煤灰的摻量進行適當的增加。

4.2 溫度收縮

混凝土澆筑結束后，其內部的水泥成分持續水化，釋放水化熱，使混凝土內部溫度上升，達到最高溫度值后，混凝土溫度持續降低，通過與外界的熱交換，其溫度逐漸回歸到環境溫度值。這時，熱量變化引起溫度變形，如結構拉應力超過此時的混凝土允許拉應力強度，結構構件就會出現溫度裂縫。類似工程實測資料表明，混凝土未開裂前，鋼筋應力很小，只有在開裂以后鋼筋應力才顯著增加，它只能發揮限制裂縫寬度的作用，溫度鋼筋在控制溫度裂縫的作用中，只能被動防御，因此只有考慮合適的結構體形，施工時采取措施低溫澆筑，降低混凝土的溫度應力，才能減少或避免裂縫現象的產生。

4.3 底板約束

混凝土產生溫度應力，在其約束的情況下，當其超過其拉伸強度時，會引起拉伸應力和裂紋。閘墩混凝土在溫度應力和收縮應力的作用下會容易發生混凝土的變形，由于閘底板的約束，不能自由變形，這就導致閘墩最薄弱處的混凝土產生有規則的裂縫。在本項目中，閘墩底板的約束作用是解除不了的，只能對其加強施工控制，盡量減少混凝土的溫度應力，控制混凝土產生的拉伸應力不超過抗拉強度而導致裂縫產生。

5 水閘閘墩裂縫的防治措施

5.1 明確混凝土原材料的配合比

只有根據混凝土拌合物的組料情況，確定好最優配合比，才能使水利工程基礎建設的質量控制得以加強，同時還要與施工實際需求相結合，把粉煤灰控制在20%的摻量，以0.50水膠比對混凝土進行配置，并掌握好配置中水泥用量以及用水量，從而確保混凝土配置處于最佳狀態。在此基礎上應當就混凝土拌和物強度以及和易性開展試驗研究，以確定最優配合比，為水閘閘墩裂縫防治提供有利條件。

5.2 施工過程控制

在原材料質量控制方面，施工人員應當對水閘閘墩施工中所需的原材料進行嚴格的質量把關，尤其是要加強水泥、粉煤灰、砂石骨料等材料的選取和控制，確保其具備質量檢驗合格證并且滿足施工的具體要求。在施工過程中應當嚴格依照水閘閘墩施工的相關制度對進入施工現場的原材料進行抽樣檢查，確保原材料的質量和性能滿足施工標準。在此基礎上，應當結合施工期間氣候條件和材料具體變化適當調整原詞啊聊配合比，堅持具體問題具體分析的原則，最大程度上降低水閘閘墩施工裂縫的形成。

在混凝土施工控制方面，要求施工人員從施工細節入手，加強混凝土澆筑施工的管理與控制，尤其是要做好原材料的溫度控制工作，基于混凝土拌和了的出機口溫度和入倉溫度入手，加強混凝土拌和料的性能與質量控制。在砂石料頂部設置遮陽篷和噴霧裝置，便于子啊外界氣溫過高條件下對混凝土材料進行妥善處理。施工人員應當注意的是，砂石料堆放過程中其高度應當在6m以上，施工操作時從料堆底部取料，以免影響砂石料的使用性能。在散裝水泥與粉煤灰進罐過程中，施工人員應當控制好具體溫度，必要條件下是哪莊水泥與粉煤灰溫度過高時，應當將其置于陰涼處靜置一段時間，確認降溫后方可進罐。尤其是夏季溫度較高的施工條件下，水箱降溫處理后方可對混凝土進行拌和操作，以免影響混凝土拌和質量。

5.3 混凝土的養護

為加強混凝土施工質量控制，降低水閘閘墩裂縫發生幾率，應當對及時對混凝土進行溫度觀測，并做好混凝土養護工作，確保混凝土施工質量滿足水閘閘墩施工的相關標準。因此施工人員應當在不同季節條件下將溫度觀測儀安置于閘墩結構相關位置，對澆筑后的混凝土進行溫度測量并加以準確記錄，以促進混凝土養護工作的順利開展。待混凝土澆筑完成并拆模后，為避免裂縫出現，應當在混凝土外部涂抹適量養護劑，將水閘閘墩墩面覆蓋，適量灑水以保持墩面處于濕潤狀態，依據觀測溫度調整混凝土養護時間，從而對閘墩裂縫進行科學化防治。

6 結束語

總而言之，在水利工程中水閘閘墩產生裂縫的原因較為復雜，牽涉的范圍也是比較廣泛的，所以在對水閘閘墩裂縫進行防治工作時，必須要認清裂縫的類型，從而采取相應的措施，使良好的防治效果得到保障。

[1] 胡永彬.論水閘閘墩裂縫成因及防治措施[J].湖南水利水電,2014(2):64～66.

[2] 趙宏偉.論述水閘閘墩裂縫成因及防治措施[J].黑龍江科技信息,2015(16):278.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.104