后浇带在泵站出水流道混凝土防裂中的应用

陈言兵章 勇 姜 海 郭 军

（1.江苏淮源工程建设监理有限公司，江苏 淮安 223005；2.淮安市水利局，江苏 淮安 223005；3.江苏省洪泽湖水利工程管理处，江苏 淮安 223100）

0 引言

在水利工程钢筋混凝土结构中设置后浇带控制混凝土裂缝，主要应用在一些较长的墩墙或较大的底板中，而在大型泵站流道中设置并不常见。为此，在江苏省石港泵站工程施工中，成功将后浇带技术应用于出水流道顶板施工，取得了良好的抗裂效果。

江苏省石港泵站共有4 台套机组，设计流量为90 m3/s，单机设计流量22.5 m3/s，总装机容量7200 kW。泵站采用肘型流道进水，虹吸式流道出水，真空破坏阀断流方式。泵站虹吸式出水流道混凝土顶板在驼峰顶处较薄，在受力情况下容易产生垂直于流道长度方向的裂缝，因此，经研究决定采用在泵站驼峰处设置后浇带的方法控制该处混凝土结构裂缝。

1 后浇带设置机理

工程实践中，研究较多裂缝产生的过程与原因，通常将其分为三个阶段：第一阶段为早期裂缝阶段，一般发生在混凝土浇筑时间30 d 内，此阶段内水化热较大，导致混凝土产生收缩，收缩量约为总收缩量的15%～25%；第二阶段为中期裂缝阶段，一般发生在混凝土浇筑时间30～180 d内，混凝土收缩量约为总收缩量的60%～80%；第三阶段为后期裂缝阶段，一般在混凝土浇筑完成后一年内，收缩量一般可完成到95%左右。因此，混凝土结构出现裂缝与降温和收缩有直接关系。

泵站混凝土结构经常遭受的最大温差和收缩一般发生在施工期，后期的温差比较小，只剩余一小部分收缩。而结构长度是影响温度应力的主要因素之一，并且只在一定范围内（结构长度较小）对温度应力影响较为显著。为了削减温度应力，可把总温差分为两部分：在第一部分温差时间内，把结构分段，并与施工缝结合起来，可有效减小温度收缩应力；在施工后期时，把分段的结构浇筑成整体，再来承受第二部分温差时间内的收缩。这样一来，两部分的温差和收缩应力叠加就小于混凝土抗拉强度，从而可以有效避免混凝土表面裂缝的产生。

2 后浇带的设计方案

2.1 后浇带的宽度

经计算，后浇带的理论宽度为2 cm就足以保证承受混凝土收缩变形，但考虑到施工方便，且避免应力集中，使后浇带在填充后能承受第二部分温差和收缩作用下的内应力，结合本工程实际，确定设置宽度为1.2 m。这不仅对混凝土的凿毛、立摸、浇筑等施工工序有利，而且还能保证后浇带的施工质量。

2.2 后浇带的布置

在工程实践中，泵站虹吸式出水流道混凝土结构防裂较多的是采取原材料控制、施工质量、减小钢筋间距和布置冷却水管等措施，但浇筑结果往往还是出现垂直于长度方向的裂缝。究其原因，主要是由于这些措施只是部分解决了混凝土降温的影响，而因混凝土早期产生的收缩变形所形成的拉应力大于混凝土当时的抗拉强度，这才是导致混凝土出现结构裂缝的根本原因。因此，我们在垂直于流道顶板长度方向设置了后浇带，具体布置如图1 所示。

3 后浇带施工工艺

3.1 处理好施工缝

浇筑前需做好两方面的工作：①凿毛，必须将表层的乳皮和松弱层剔除干净并揭露出新鲜石子；②浇筑前要保湿24 h，然后涂刷1 层水泥净浆，其水灰比应较混凝土减少0.03～0.05。

3.2 后浇带混凝土的浇筑

浇筑前首先要做好混凝土配合比的设计，其次为获得较好的效果，还需适当添加微膨胀剂，其配合比须经专业试验室通过试配、试验确定参量。浇筑过程中，应注意保护好止水片。

3.3 后浇带混凝土的养护

后浇带混凝土浇筑完成后除常规养护外，还要特别注意对微膨胀混凝土蓄水养护3～7 d。

3.4 后浇带的实施时间

对后浇带的实施时间，各规范规定不尽相同，我们在确定过程中考虑了以下两方面的因素：一是结合工程实际，因该部位上方为副厂房，故需尽快实施；二是与规范适用条件的类似性。经综合，决定按照《地下工程防水技术规范》的要求，在其两侧混凝土浇筑完成42 d 后施工。

4 结语

图1 后浇带布置图

大型泵站异型部位较多、体积较大，控制结构裂缝一直以来是施工的重点和难点，一方面要从原材料、施工质量、冷却措施等方面研究如何避免裂缝；另一方面也要探索易产生裂缝部位的裂缝成因，从而采取科学的施工工艺，以减少裂缝产生的可能性。通过设置后浇带，石港泵站出水流道顶板未发现结构裂缝，避免了在很多类似工程出现的问题，这说明在泵站流道混凝土的浇筑中设置后浇带是行之有效的方法，值得在类似工程中推广与运用。