水閘混凝土施工裂縫成因和防裂措施

黃金海 張永 孫建明

【摘要】水閘混凝土的施工裂縫問(wèn)題可能對(duì)工程整體質(zhì)量、安全性等產(chǎn)生影響，為了對(duì)施工裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效預(yù)防，需要加強(qiáng)對(duì)施工裂縫成因的分析，進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)姆懒汛胧┻M(jìn)行處理，為水閘部分及工程整體施工質(zhì)量的提升提供更多保障。

【關(guān)鍵詞】水閘混凝土；施工裂縫；成因；防裂措施

前言

為了減少水閘混凝土施工裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，需要結(jié)合施工工作實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)姆懒汛胧┻M(jìn)行處理。通常情況下約束及溫差方面的因素均可能導(dǎo)致施工裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，若想減少施工裂縫問(wèn)題，需要從設(shè)計(jì)、施工材料以及施工和養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)方面尋找原因，通過(guò)適宜的防裂措施對(duì)施工裂縫問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，最終為施工質(zhì)量及安全性的提升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、水閘混凝土施工裂縫成因分析

（一）設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致后期施工裂縫出現(xiàn)

設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中，若設(shè)計(jì)人員未能對(duì)構(gòu)件斷面突變過(guò)多、應(yīng)力集中的問(wèn)題進(jìn)行有效處理，施工裂縫問(wèn)題便容易在陰角位置和斷面縮小位置出現(xiàn)。此外若未能對(duì)水閘底板、閘墩長(zhǎng)短等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，便會(huì)增加伸縮變形的可能性，進(jìn)而導(dǎo)致水閘混凝土施工裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。最后，若未能對(duì)承重梁板大小進(jìn)行合理設(shè)置，或是剛度未能達(dá)到規(guī)定要求，受拉位置出現(xiàn)裂縫的幾率便會(huì)有所增加。

（二）砼材料因素導(dǎo)致施工裂縫出現(xiàn)

若將砼收縮性過(guò)高的快硬水泥、低熱水泥、礦渣水泥或水灰比過(guò)大、水泥標(biāo)號(hào)較低的材料應(yīng)用至實(shí)際施工工作中，便可能導(dǎo)致施工裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。另外，某些情況下施工單位混合使用不同廠(chǎng)家的水泥，同樣可能導(dǎo)致浪費(fèi)問(wèn)題的出現(xiàn)。砼的粗骨料使用過(guò)多時(shí)，針片狀石子的含量也比較多，砼內(nèi)部的間隙增加，含泥量和細(xì)骨料大小未能符合規(guī)定要求時(shí)對(duì)砼的強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響，進(jìn)而出現(xiàn)施工裂縫。部分水泥拌制的砼發(fā)生離析、泌水一類(lèi)的情況，導(dǎo)致砼組成成分存在分布不均的情況，水化反應(yīng)存在較多不同，進(jìn)而引發(fā)裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。最后，為了控制水泥的使用，在砼內(nèi)添加較多的粉煤灰摻合料，導(dǎo)致砼早期強(qiáng)度受到影響，無(wú)法對(duì)內(nèi)部拉應(yīng)力進(jìn)行有效抵御，導(dǎo)致施工裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。

（三）施工因素導(dǎo)致施工裂縫出現(xiàn)

在水閘混凝土施工工作開(kāi)展過(guò)程中，若未能對(duì)砼坍落度、砼鋼筋保護(hù)層等方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，未能做好砼表面收漿方面的工作，便可能因沉淀因素導(dǎo)致施工裂縫的出現(xiàn)；此外，在砼澆筑作業(yè)結(jié)束后未能第一時(shí)間做好抹面和養(yǎng)護(hù)方面的工作也會(huì)使塑性裂縫出現(xiàn)的可能性增加。砼水化反應(yīng)開(kāi)始階段，若失水過(guò)多可能引發(fā)干縮裂縫，期間砼在其他預(yù)埋件和鋼筋的束縛下，內(nèi)部拉應(yīng)力大于砼抗拉強(qiáng)度時(shí)便會(huì)導(dǎo)致施工裂縫的出現(xiàn)。在新舊砼澆筑時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)的情況下（下部砼齡期大于30d，進(jìn)行上層砼的澆筑），二者彈性模量差異便會(huì)十分明顯，舊砼對(duì)新澆砼產(chǎn)生較大約束，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。最后，若砼的澆筑季節(jié)為炎熱的夏季時(shí)，入倉(cāng)溫度超過(guò)規(guī)定范圍，水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱，導(dǎo)致砼內(nèi)部溫度不斷增加，對(duì)砼體積產(chǎn)生一定影響，在體積改變?cè)斐傻睦鞈?yīng)變大于砼承受極限時(shí)，出現(xiàn)裂縫；而冬季進(jìn)行澆筑時(shí)，保溫措施落實(shí)不到位，砼內(nèi)外溫度差異過(guò)高同樣可能產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。

二、防裂措施

（一）加強(qiáng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員對(duì)構(gòu)件尺寸進(jìn)行設(shè)置時(shí)，需要事先做好計(jì)算方面的工作，對(duì)于斷面突變位置而言可通過(guò)增設(shè)配筋的方式進(jìn)行處理，而超長(zhǎng)構(gòu)件方面可通過(guò)后澆帶技術(shù)進(jìn)行施工，對(duì)于閘墩部分需要確保其構(gòu)造鋼筋數(shù)量充足，符合配筋量方面的要求，進(jìn)而對(duì)水閘混凝土施工裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效預(yù)防。此外，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)水泥收縮性方面的問(wèn)題進(jìn)行考慮，對(duì)砼強(qiáng)度等級(jí)和水泥關(guān)系進(jìn)行正確處理，通常后者強(qiáng)度需要比前者高一個(gè)等級(jí)，例如對(duì)C30的砼進(jìn)行配置時(shí)，需要對(duì)42.5等級(jí)的水泥進(jìn)行配合使用，為水灰比的控制及水閘混凝土施工質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)。最后，需要對(duì)質(zhì)量問(wèn)題提高重視，避免為了控制成本混用不同廠(chǎng)家水泥，減少大水灰比、高標(biāo)號(hào)水泥等材料的應(yīng)用。

（二）對(duì)施工材料選取方面的問(wèn)題提高重視

為了對(duì)水閘混凝土施工裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效預(yù)防，需要對(duì)級(jí)配良好的粗細(xì)骨料進(jìn)行使用，避免將含有過(guò)多針片狀石子的粗骨料應(yīng)用至施工工作中；此外需要對(duì)細(xì)砂、含泥量等方面進(jìn)行合理控制，確保其中的氯離子含量符合要求；避免堿活性骨料的應(yīng)用，對(duì)收縮率不高的骨料進(jìn)行更多使用。在大體積砼方面，需要對(duì)水化熱較低的水泥材料進(jìn)行更多應(yīng)用，在配合比試驗(yàn)結(jié)束后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)粉煤灰一類(lèi)的材料進(jìn)行添加。此外，對(duì)膨脹劑一類(lèi)的外加劑進(jìn)行選擇時(shí)需要慎重，避免應(yīng)用質(zhì)量不合格的產(chǎn)品對(duì)砼質(zhì)量產(chǎn)生影響，并且確保在試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)束后使用；聚丙烯纖維的應(yīng)用同樣可以減少水閘混凝土表面施工裂縫的出現(xiàn)幾率。

（三）對(duì)施工方面的工作加強(qiáng)重視

水閘混凝土施工階段能否進(jìn)行正確的施工操作對(duì)施工裂縫的預(yù)防具有重要影響：對(duì)模板尺寸、鋼筋間距進(jìn)行設(shè)置時(shí)，需要對(duì)水灰比較小、坍落度較低的砼進(jìn)行使用，確保保護(hù)層的施工厚度符合設(shè)計(jì)；新澆砼的抹面施工階段，需要對(duì)抹面時(shí)間、次數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，并且減少在氣溫過(guò)高天氣下的澆筑砼作業(yè)，做好溫度的控制工作，若不得不在高溫天氣下完成砼的澆筑，需要通過(guò)骨料降溫、拌合水溫度控制、增加冰屑、通水冷卻一類(lèi)的措施進(jìn)行處理；在砼澆筑作業(yè)結(jié)束時(shí)，應(yīng)在第一時(shí)間做好灑水養(yǎng)護(hù)方面的工作，通過(guò)塑料薄膜覆蓋砼。若砼的澆筑季節(jié)為寒冬，需要對(duì)新澆砼保溫方面的工作提高重視，對(duì)拆模時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)捻樠樱绕涫呛眮?lái)襲時(shí)，通過(guò)覆蓋、搭棚等方式進(jìn)行保溫，或是通過(guò)蓄水養(yǎng)護(hù)一類(lèi)的方式對(duì)水閘底板進(jìn)行處理，防止后期水閘混凝土施工裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。最后，若想在砼配合比、施工方法及進(jìn)度不變的條件下對(duì)閘墩施工裂縫問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，需要對(duì)工況仿真計(jì)算方面的工作進(jìn)行落實(shí)，在溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的支持下選擇適宜的防裂措施進(jìn)行處理。

結(jié)束語(yǔ)：

總結(jié)全文，水閘混凝土施工裂縫成因的研究及防裂措施的應(yīng)用極為重要，為了避免施工裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，為水閘安全、穩(wěn)定的運(yùn)行提供更多保障，減少工程中的安全隱患，需要采取防裂措施對(duì)水閘混凝土施工裂縫問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防，為混凝土施工質(zhì)量和水閘結(jié)構(gòu)安全性方面提供更多保障。

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