大壩大體積混凝土不規則裂縫控制措施探析

摘要：大體積混凝土不規則裂縫是水利工程施工中經常出現且無法避免的主要問題，發生的因素很多，非常復雜。基于此，本篇文章以我國某水利水電工程混凝土重力壩施工實例為基礎，結合大體積混凝土不規則裂縫產生的原因，探討大體積混凝土不規則裂縫的控制措施。

關鍵詞：大體積;不規則裂縫;控制方法

各種混凝土大壩和其他大型混凝土建筑物出現裂縫的原因很復雜。此類裂縫，尤其是其中的較深裂縫和周邊裂縫，嚴重損害了混凝土壩結構的整體性、耐久性和工作能力。為了更好地保證混凝土壩能安全、可靠和長期正常運行，需要對混凝土壩產生裂縫的原因有一個正確的認識，并在施工期間加以控制，以減少裂縫的產生或減輕裂縫產生的影響。

1. 前言

水利水電工程是新建的具有農業灌溉、縣區應急水源、城市配電、農村人畜飲水等綜合經濟效益的大、中、小型水利工程。某工程大壩為正態分布混凝土重力壩，屬于大體積混凝土的范疇。大壩施工過程中澆筑了大量混凝土，大體積混凝土施工雖然經過嚴格地質量管控，仍存在不規則裂縫。不規則裂縫經過檢測和適當處理后，對大壩的安全、可靠性及正常運行無害。但如果處理不當，在工程建設的中后期或大壩投產運行期間裂縫可能繼續發展，甚至危及大壩結構的整體安全性。因此，有必要找出不規則裂縫產生的原因，制定技術措施，以減輕、消除工程質量和安全隱患，確保工程施工質量。

2. 大體積混凝土裂縫造成的狀況調查

首先，大體積混凝土工程產生裂縫是無法避免的，只能采取相應的對策，在一定程度內消除裂縫對大壩結構產生的影響。在施工過程中，應盡可能采取相應措施，控制裂縫的形成，使結構盡可能少地產生裂縫，或盡量減少裂縫的整體寬度和長度。根據實地調研，該工程3#-5#壩段壩基有15處不規則裂縫，裂縫寬度最小約為0.1毫米，較大的裂縫寬度約為2.8毫米，最大裂縫長度約為4.7米。

3. 大體積混凝土裂縫的關鍵根源

首先，根據現場產生的不規則裂縫分析，不規則裂縫多為表面較淺的裂縫。為了更好地查明原因，分別對現澆混凝土材料及拌和質量、混凝土振搗和養護過程，設計方案、大壩結構等進行詳細分析，找出原因，采取相應的質量管理方法，減少不規則裂縫的發生，進而合理保證工程施工質量[1]。

其次，在施工人員、材料、機械設備、方法、環境等方面進行了詳細的分析和研究，并召開了多次根因會議，仔細分析了施工過程中可能出現的各種原因。對各種因素進行了不斷的討論，經過歸納和分類，做出了因果關系分析圖，如下圖1所示。

最后，根據因果關系分析圖中的各種影響因素，查閱相關數據，通過研究分析，找出關鍵原因如下。

第一，是現澆混凝土層厚過大。壩基混凝土設計方案規定，大體積混凝土澆筑層厚度不得超過1.5m。由于設計圖中沒有設置冷卻循環水管，所以在澆筑1.5m層厚的混凝土后，內部熱量傳播相對較慢，很容易造成混凝土溫差。

第二，冷卻循環水管未設置。壩基設計方案沒有規定冷卻循環水管的設置方式，實際施工過程中也未設置冷卻循環水管降溫，對混凝土內部降溫造成一定影響。

三是砂石料級配不連續。根據原材料檢測報告和現場檢查，拌和場地粗骨料級配不連續，特別是20mm～40mm和40mm～80mm的砂石料粒徑偏小。

四是煤灰質量差。根據原材料檢測報告和現場檢驗，現場選用Ⅱ類粉煤灰，各項特性均符合要求，但在咨詢設計單位和檢測單位后，質量合格的粉煤灰仍存在可改善空間。

第五，其他原因。如氣溫影響、壩段分區和施工程序不科學、技術披露不完整和不及時、質量意識差、稱量不準確、混凝土坍落度過大、石灰粉質量差等，通過對此類影響因素進行統計分析，并嚴格控制相關質量，發現對裂縫產生的影響不明顯，不應作為關鍵要素進行分析。

4. 大體積混凝土不規則裂縫控制方法

針對上述確定的關鍵要素，精心制定大體積混凝土不規則裂縫處理技術措施，合理減少裂縫，保證工程實體質量。主要技術措施如下。

4.1加大混凝土降溫的對策

與設計單位溝通，確定冷卻循環水管布置方式。冷卻循環水管采用直徑20毫米的鍍鋅鋼管，水平間距80厘米，每層垂直間距30厘米。冷卻水管安裝完成后，進行工作試壓，防止漏水。各層制冷循環系統管道覆蓋混凝土澆筑拌勻，循環的制冷系統管道利用沉淀處理后的河水。施工過程中，循環水管嚴格按照設計方式進行鋪設，確保降溫的實際效果。

4.2更換粗骨料，使砂漿配合比與砂石級配一致

嚴格控制砂石料質量，工地實驗室重新設計混凝土配合比。同時，在澆筑混凝土前，要對現場用料情況進行檢查，并根據現場砂石情況及時調整混凝土配合比，以保證澆筑混凝土的質量。

4.3更換粉煤灰種類，提高粉煤灰質量

將粉煤灰質量等級提高一級，使混凝土更容易在澆筑過程中成型，并減少坍落度過大所帶來的影響。減少混凝土澆筑期間的放熱量，可以顯著減小溫差，有效抵抗大體積混凝土中不規則裂縫的產生。

4.4大體積混凝土施工過程的注意事項

首先，在混凝土澆筑前和整個澆筑過程中，所用的砂、石、水泥和不同添加劑等必須要達到規范標準要求;在澆筑混凝土時，要控制澆筑速度，確保澆筑層平穩上升，同時完善約束條件，降低溫度內應力;混凝土澆筑過程中，應及時采用吸濕、自動外流等方法解決倉面泌水情況。

其次，在混凝土澆筑過程中，加強混凝土水灰比和溫升的精確測量。在施工現場建立專業測溫隊伍，在混凝土不同部位布置測溫點，準確、及時測量混凝土澆筑過程中和混凝土澆筑成型后的溫度和溫差。采取適當的保溫措施，對大體積混凝土結構表層采取保溫、保濕等措施，是大體積混凝土溫度控制的有效預防措施之一，防止混凝土表面出現收縮裂縫[2]。

最后，當混凝土養護過程中外界溫度較低時，應盡量延遲拆模時間;為保證混凝土達到設計抗壓強度，應做好混凝土澆筑工作，并適當增加養護時間。

5. 總結

采用上述技術措施，在該工程施工中后期，大壩現澆混凝土壩面未發現明顯的不規則裂縫，使得本工程的大壩混凝土中的不規則裂縫控制在一定范圍內，保障了本工程的施工質量。

參考文獻：

[1] 李林， 魏文杰， 顏福開. 大壩大體積混凝土不規則裂縫控制措施探析[J]. 安徽建筑， 2020， 27（9）：2.

[2] 王勇. 水利工程大體積混凝土裂縫的控制措施分析探討[J].? 2020.

作者簡介：張偉利 1984年4月出生? 男? 漢族? 陜西銅川? 中級職稱? 本科? 中國水利水電建設工程咨詢西北有限公司? 單位所在地：陜西省西安市? 郵編：710100