簸箕李灌区刘庙渡槽侧板裂缝预防措施

2017-04-07王龙付铁军徐建辉

山东水利 2017年4期

关键词：簸箕侧板渡槽

王龙，付铁军，徐建辉

（1.滨州市水利局，山东滨州 256600；2.滨州市簸箕李银黄灌溉管理局，山东滨州 251700）

簸箕李灌区刘庙渡槽侧板裂缝预防措施

王龙1，付铁军2，徐建辉2

（1.滨州市水利局，山东滨州 256600；2.滨州市簸箕李银黄灌溉管理局，山东滨州 251700）

以簸箕李灌区刘庙渡槽改建工程为例，对渡槽侧板施工特点进行分析，采取相应的技术措施，预防渡槽侧板等薄壁混凝土结构裂缝的出现，取得了较好的效果。

刘庙渡槽；渡槽侧板；混凝土；裂缝预防

刘庙渡槽改建工程是簸箕李灌区续建配套与节水改造项目中规模较大的控制性工程也是灌区二干渠跨越勾盘河向灌区中下游供水的关键性工程。2013年，灌区管理局对原刘庙渡槽拆除后在其原址处进行了工程改建，改建后渡槽设计流量40.0 m3/s，加大流量45.0 m3/s，总长150.3 m。渡槽改建工程中水工薄壁混凝土结构较多，对裂缝的预防要求较高。本文以渡槽上（下）游连接段和槽身固定段的渡槽侧板为例对裂缝预防措施进行分析。

1 渡槽侧板施工特点分析

1.1 槽侧板自收缩应力

刘庙渡槽槽侧板浇筑后混凝土中水分减少将引起混凝土的体积收缩，包括干燥收缩和自生体积收缩。干燥收缩是混凝土中的水分散失到周围的环境中引起的混凝土体积收缩。自生体积收缩是混凝土内部胶凝材料的继续水化引起的自生体积变形。两种收缩都将产生自收缩应力，混凝土表面由于体积收缩呈现拉应力，而混凝土早期抗拉强度低，极易在渡槽侧板表面形成细微裂缝。

1.2 槽底板约束应力

为保证渡槽底板不被破坏，渡槽侧板混凝土浇筑时，槽底板混凝土强度已达到或超过设计强度，约为30 MPa，相当于刚体。根据以往施工经验，渡槽侧板混凝土养护过程中体积收缩时，槽底板作为一个刚体，要阻止其收缩，产生较大约束应力。渡槽侧板受来自底板的约束应力，侧板与底板连接处极易产生裂缝，甚至贯穿性裂缝。

1.3 温度应力的影响

混凝土的形成是内部骨料、水泥、水及掺料等进行化学反应放热、结构力学性能增长的过程。由于混凝土为热的不良导体，水化反应产生的热量不能及时扩散到周围环境中，早期阶段，混凝土内部温度高，混凝土膨胀导致内部受压，外层混凝土相对受拉。混凝土为脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的1/10左右，在内外温差及温度应力的影响下容易产生裂缝。

1.4 传统养护方法的影响

混凝土浇筑成型后必须及时进行浇水覆盖保湿养护，表面还应覆盖塑料薄膜、麻袋片或草苫等。传统的养护做法是浇筑完毕后12 h左右开始浇水养护，这对于水泥强度等级较低、水泥用量不大、早期水泥水化程度偏低、自收缩可忽略不计或是自收缩较小的混凝土是适宜的，但渡槽侧板作为水工薄壁混凝土结构防渗防裂要求很高，传统养护方法并不能满足其要求。

2 施工期预防裂缝措施

2.1 优化混凝土配合比

刘庙渡槽侧板混凝土浇筑时选用了含黄沙、不同粒径石子、水泥搅拌而成的C30混凝土，同时在混凝土中掺加防渗剂、抗裂纤维，并未采用普通C30碎石商品混凝土。混凝土搅拌站实验资料显示，在满足强度要求前提下，水泥用量减少15%，水泥水化反应明显降低。加之合理的养护条件，渡槽侧板混凝土自收缩应力得到抑制，很好地预防了表面裂缝的出现。

2.2 缩短混凝土浇筑间隔

为减小渡槽底板对侧板约束应力的影响，在渡槽外侧提前架设的脚手架上对渡槽底板和侧板连接处进行凿毛处理、清扫冲洗、绑扎钢筋和模板支设等工序，尽最大可能保护渡槽底板的同时，缩短渡槽底板和侧板浇筑时间间隔。在渡槽侧板混凝土浇筑前，预浇适量高强度微膨胀水泥砂浆，既保证了两期混凝土有较强的黏结效果，又能减小连接处混凝土收缩造成的不良影响。

2.3 调整混凝土浇筑时间

除优化混凝土配合比减小温度应力的影响外，施工单位积极调整渡槽侧板混凝土浇筑时间。刘庙渡槽改建工程6月开工建设，10月初开始渡槽侧板施工，期间正值北方昼夜温差变化较大时期。施工单位将渡槽侧板混凝土浇筑时间尽量安排在傍晚，另外渡槽侧板混凝土浇筑完成后在表面保温的同时，进行水管冷却减小混凝土内外温差，有效削减早期混凝土表面拉应力。

2.4 加强混凝土养护

刘庙渡槽侧板施工中，在混凝土初凝前后即对其表面进行湿润养护。模板拆除后，施工单位安排专人及时浇水养护并用浸水后的养生毡覆盖渡槽侧板，以保证混凝土有足够的浇水保湿时间，同时保持合适的混凝土表面与外界环境的温差，减少因养护不力造成渡槽侧板裂缝的出现。