溢流堰混凝土施工裂缝的预防措施

2016-02-15江西省水利水电建设有限公司

河南水利与南水北调 2016年12期

□刘进（江西省水利水电建设有限公司）

溢流堰混凝土施工裂缝的预防措施

□刘进（江西省水利水电建设有限公司）

随着社会经济的发展，对水利工程需要量不断增加，溢流堰混凝土施工是水利工程施工过程中经常使用到的施工技术，但是由于溢流堰混凝土施工的起步比较晚，和很多发达国家相比还存在不小的差距。在溢流堰混凝土施工过程中经常会出现裂缝，是困扰施工企业多年的问题之一。溢流堰混凝土施工的断面比较大，在混凝土浇筑过程中，需要通过采取优化配比、分层浇筑等方式控制混凝土浇筑过程中产生的水化热，从而防止混凝土产生裂缝。文章通过在江西省水利水电建设有限公司多年的工作经验和相关文献的参考，并结合某水利工程具体的实际案例对溢流堰混凝土施工裂缝的预防措施进行深入探究，希望对我国溢流堰混凝土施工有一定帮助。

溢流堰；混凝土施工；裂缝的防治

0 前言

随着社会经济的发展，中国水利工程得到快速的发展。混凝土具有较高的强度、取材比较方便，而且具有很强的流动性，可以根据工程的需要随意浇筑不同的形状。尤其在溢流堰施工过程中，经常会用到混凝土材料，但是混凝土施工技术起步比较晚，和很多发达国家相比还存在不小的差距，尤其是在混凝土裂缝控制上还存在很多问题，对溢流堰的质量造成很大影响。文章结合实际的工程案例分析了溢流堰混凝土施工裂缝的预防措施。希望对溢流堰混凝土施工技术有一定帮助。

1 工程概述

该水利工程在溢流堰设计过程中选择的是WES曲线堰，总高程是140 m，宽度是52 m，主要分为3个部分，中间部分宽度是10 m，左边的宽度是25 m，右边的宽度是17 m。溢流堰混凝土浇筑最大的厚度是 8.25 m。混凝土施工的单块面积是3 250 m2。在溢流堰施工过程中，为了保证溢流堰的整体质量和抗水压冲击能力，堰面以下的混凝土材料选择C25混凝土，其他部分选择的是C20混凝土。

2 溢流堰混凝土施工产生裂缝的原因

2.1 设计结构不合理

在溢流堰施工过程中，引起混凝土裂缝的原因有很多种，设计结构不合理是主要因素之一，在设计过程中没有对实际的施工现场进行仔细的勘探，而且设计的结构不科学，导致混凝土在施工过程中突然是断裂或者在留槽过程中应力过于集中而产生的裂缝。溢流堰的施工不同于其他建筑工程的施工，如果在混凝土施工过程中没有设置箍筋或者吊筋，或者是结构缝设计过程中不科学、不合理，都是造成混凝土裂缝的主要原因。

2.2 施工不合理

在溢流堰施工过程中，施工工艺和施工方案不合理也是造成溢流堰混凝土施工发生裂缝的主要原因。在施工过程中造成裂缝的原因有很多，主要体现在以下几个方面：混凝土的配置材料质量符合要求，混凝土是由水泥、砂石、水、掺和剂等材料组成，如果这些材料选购过程中存在质量问题，如果在溢流堰混凝土施工过程中，混凝土配制的材料出现质量问题，就会形成或大或小的裂缝，就会大大降低溢流堰的抗水压冲击能力。其次混凝土是一种混合材料，既会受到配制比例的影响，还会受到外界温度、温差、搅拌、运输等因素的影响，如果这些环节中，有一个环节没有控制好，都是有可能使得溢流堰混凝土施工产生裂缝。最后，模板结构不合理，混凝土在凝固过程中会排除很多气泡，如果模板设计不合理，就会导致气泡排不出去，从而在混凝土表面形成一定程度的裂缝。

2.3 承受的荷载过大

在溢流堰施工过程中，如果混凝土承受荷载过大，也会产生裂缝。比如受到振动的状况、施工过程中吊点位置不合理、张拉应力过大，都会产生很大的裂缝。通常情况下，混凝土承受的载荷大约是设计载荷的30%左右的情况下，就有可能产生一定程度的裂缝，但是这些裂缝通常情况下是肉眼不能看出来的。但是通常情况下，混凝土承受的极限载荷是设计载荷的1.50倍左右。而在混凝土施工过程中，裂缝是不可避免的，是允许带裂缝施工的，这样的裂缝在混凝土施工过程中被称为无害裂缝，对溢流堰的质量没有太大影响，在《混凝土设计规范》中有明确规定，无害裂缝的最大宽度要控制在0.20 mm以下。

2.4 温度的变化产生裂缝

在溢流堰混凝土施工过程中，一定要控制好温度的变化，施工材料都具有热胀冷缩的特性，在溢流堰混凝土施工过程中，是需要在露天的环境下进行施工的，受到温度的影响比较大，普通混凝土在凝固过程中，湿度和温度的变化比较大，混凝土的体积收缩比较明显。混凝土早期凝固过程中，混凝土的性能比较差，产生的收缩值比较大，如果没有科学合理的养护，就会产生很大的裂缝。

3 溢流堰混凝土施工裂缝的预防措施

3.1 合理设计混凝土的配合比

在该水利工程施工过程中，选择的是32级的硅酸盐水泥，为了提高溢流堰混凝土施工的质量，一定要高度重视混凝土的配合比，并且在选择材料过程中，一定要控制好材料的质量，并且加入适量的粉煤灰，尽最大努力降低混凝土的水化热，同时要加入一定的外加剂，提高混凝土的流动性和保水性，更好的提高混凝土施工的质量。混凝土的配合比如表1所示：

表1 C20、C25混凝土配比表（单位：kg/m3）

混凝土的配合比是保证溢流堰工程质量的主要保证，随着科学技术的发展，把很多新型复合材料加入混凝土配合比中，极大的提高了溢流堰的性能。

3.2 混凝土温度控制措施

温度对溢流堰混凝土施工裂缝的控制有很大影响，在该水利工程中为了有效的控制温度对混凝土的影响，减少施工中裂缝的出现，把混凝土内部和外界温度的差异控制在一定的范围之内。同时该水利工程还借鉴了先进的混凝土浇筑技术，选择温差最小的时间进行浇筑，同时选择分层浇筑的方式增加混凝土表面的散热面积，在控制裂缝过程中取得了良好的效果。

3.2.1 选择合理的浇筑时间

该工程当地属于热带季风气候，所以溢流堰浇筑过程中，选择在10—12月份温度较低的季节进行浇筑，最大程度上控制了温度对混凝土裂缝的影响。在此阶段对溢流堰进行大面积的浇筑，从而最大程度上降低混凝土出机温度和浇筑温度之间的差异。在实际施工过程中，该工程选择在2014年11月进行浇筑，这时外界的温度大约在7～10℃之间，最后一次浇筑选择的时间是2015年3月，外界的温度为9～12℃之间。通过实际的温差比较，发现在这一段时间施工对混凝土的水化热扩散比较有利。该水利工程溢流堰混凝土浇筑温度控制记录如表2所示。

3.2.2 混凝土分层浇筑

在该水利工程实际浇筑过程中，为了减少浇筑的体积过大产生水化热对混凝土裂缝的影响，选择从上到下依次进行分层浇筑的方式，通过增加散热面积，从而达到控制裂缝的效果，在浇筑过程中，要把每次浇筑的厚度控制在3 m之内。为了达到更好控制混凝土裂缝的效果，在溢流堰混凝土浇筑过程中，把堰头分为4层进行浇筑，把堰尾分为3层进行浇筑，该水利工程混凝土浇筑分区图如图1所示：

表2 溢流堰混凝土浇筑温度控制记录表

图1 工程混凝土浇策分区图

3.3 做好现场施工管理

现场施工管理对溢流堰混凝土裂缝的控制有很大影响，要想控制溢流堰混凝土施工裂缝，可以从以下几个方面进行：首先，浇捣过程中，要保证振捣棒快速进入，缓慢拔出。根据混凝土现场的坍落度合理调整振捣的时间。要保证振捣的均匀性，防止出现过振或者漏振的现象，从而把混凝土内部的气泡全部排除出去；其次，要注重对混凝土的养护，尤其要注重混凝土早期养护工作，做好湿润保养工作，防止混凝土在凝固过程中，产生裂缝，从而对溢流堰的整体质量造成影响；最后，要尽量避免在大风、大雨中施工，把外界因素对溢流堰混凝土裂缝的影响控制在最低。