船閘工程大體積混凝土裂縫成因及控制

袁春 湖南省三湘交通建設監理有限公司

1.船閘施工混凝土裂縫的原因

在船閘工程施工中，造成大體積混凝土產生裂縫（圖1）的主要因素有：設計缺少合理性，施工工藝不合理，溫度和約束力、養護方面等。

1.1 工程設計不合理

船閘工程在開始施工階段，需要做好地質勘察工作，但是一些工程沒有對地質做好勘察工作就開始施工，這在后期就會導致工程閘室墻體會產生裂縫。同時，一些設計單位在設計中，將船閘整體安全性沒有加強重視，在對于船閘結構工程設計中對于相關影響因素也缺少思考，這樣就會造成墻體設計強度不充分。

1.2 施工工藝缺陷

混凝土在實際的澆筑以及振搗過程中，若是缺少一定的均勻性，這對于混凝土自身的緊密性會產生很大的影響，從而使得混凝土出現相應的裂縫。混凝土當中存在氣泡，或者過震，對混凝土自身的粘結力也會產生很大的影響。過震通常很容易使得干塑裂縫出現，若是分層澆筑當中澆筑速度比較快，這樣就會出現沉降裂縫。

1.3 溫度及約束應力影響

混凝土在施工中，水化熱對于混凝土拉應力會產生很大的影響，并且對混凝土表面拉應力也會增大，使得其會產生相應的裂縫。溫度通常對于混凝土施工也會產生影響，內外溫差較大，就會造成混凝土表層產生裂縫。

圖1 貼坡澆筑混凝后的裂縫

表1 某在建二線船閘工程大體積混凝土溫度測量記錄

混凝土在澆筑完成之后，通常因為船閘底板位置的厚度很大，采用分層以及分段澆筑過程中，因為混凝土澆筑具有相應的時間差，所以，在其大于抗拉強度時就會導致墻體產生裂縫，并且在針對混凝土結構的養護中，其表層水分蒸發的比較快，從而產生干縮性，同時受到內部約束而產生裂縫。

船閘工程在運行中，因為船閘閘室水位處于不斷變化的狀態，船閘岸墻受到水頭壓力的影響，通過長期的運行很難對其穩定性維持，造成墻體的受力不是很穩定。

1.4 混凝土配合比及養護

在大體積混凝土施工中，材料和配合比設計也對其施工質量會產生一定的影響。通過對湘江河近幾年船閘建設情況對比分析發現，材料的收縮量和水泥以及水的使用量成正比。

2.船閘混凝土裂縫控制技術

整合分析船閘工程和對船閘大體積混凝土施工有關資料所存在的裂縫以及原因進行分析，以下主要就是針對混凝土原材料以及配比、溫度控制與施工工藝等方面進行入手，以此來講裂縫病害問題很好的消除或者減輕。在大體積混凝土施工中，對混凝土配合比參數合理控制，從而可以對水化熱問題進行減輕，并且所收縮性也能夠消除，這樣對混凝土抗拉強度的提升也是非常有利；加強對混凝土入模溫度的控制，通常主要采用的是冷卻水的方式對其溫度降低，確保內外結構溫差合理，以此對裂縫問題消除。

2.1 混凝土材料組成控制

在進行大體積混凝土施工過程中，對于溫度合理控制，在保證混凝土穩定的基礎上，盡可能的使用一些地熱水泥，并且在混合料當中可以進行粉煤灰和添加劑的加入，以此來對水化熱降低；相對于混凝土收縮性控制當中，盡可能的采用大粒徑骨料，并且確保骨料級配符合要求，確保骨料能夠實現緊密布置，以此來對砂率降低，確保塌落度能夠符合要求。

圖2 貼巖面澆筑混凝土

圖3 巖面貼坡鋪緩沖高密度泡沫板

2.2 混凝土溫度控制

對于船閘閘首中底板結構施工來講，大體積混凝土溫度需要滿足以下相關要求，混凝土在澆筑過程中，對其溫度盡可能的控制在5～30℃內；溫差不要大于25℃，其內部溫度不能大于70℃。通常大部分都是在低溫天氣施工，或者和冰水進行拌和。一般在針對混凝土溫度的控制中，主要采用的方法有以下幾種：一是加冰；二是對水泥存儲時間增加；三是進行混凝土堆積高度進行增加，在對材料使用前需要將混凝土邊淼的砂剝離1m；四是對粗骨料實施降溫處理；五是盡可能在中午或者天氣炎熱的情況下施工。內外溫差控制對策主要有：一是采用冷卻水進行混合料的制作，可以將溫度降低2～4℃；二是在完成混凝土的澆筑三到四天進行拆模，并且及時做好保溫工作。

2.3 施工工藝與構造措施

通常，溫度應力主要有兩方面的因素導致出現，分別是內部約束力和外部約束力。針對內部約束力，其因為混凝土結構中會存在溫度梯度，并且在持續性的作用當中其表層會產生很多不規則的裂縫。相對于外部約束力，主要就是大體積混凝土體積而造成的。外部約束應力所導致產生的裂縫，通常都是以和約束面進行垂直的方式存在，同時在整體結構中會直接顯示。相對于外部約束力裂縫問題，在對其控制中，主要就是針對約束力進行合理的合理或者有效降低，以此確保結構整體能夠穩定。混凝土在穩定前，加強科學合理的對策應用，對溫度實現有效控制，采用相應的施工工藝，對混凝土結構的內外溫差進行降低，從而將混凝土所產生的外部約束力進行合理降低，以此對裂縫問題消除。只有采用科學合理的對策來對約束力降低，才可以很好的對混凝土裂縫通病進行緩解，從而對結構整體質量提升。

3.結語

綜上所述，在船閘工程當中比較常見的結構形式就是大體積混凝土，因此在實際的船閘工程施工當中，為了能夠將大體積混凝土整體施工質量提升，就需要做好裂縫問題的重視程度。相對于施工企業來講，在實際的施工過程中，將裂縫出現的原因加強重視，在此基礎上制定相應的控制對策，從而可以確保船閘工程順利運行。