溢洪道堰面混凝土施工裂缝分析及控制措施

王梓泽

（辽宁省东水西调建设局，辽宁沈阳 110000）

溢洪道堰面混凝土施工裂缝分析及控制措施

王梓泽

（辽宁省东水西调建设局，辽宁沈阳 110000）

文章针对溢洪道闸室底板混凝土浇筑施工后堰面产生的裂缝情况，结合现场施工过程和施工工艺，对裂缝产生的原因进行分析，并就下一段混凝土的施工提出了预防和控制裂缝的措施及方法，对同类工程的混凝土裂缝防控具有借鉴作用。

混凝土；裂缝；分析；控制

1 概况

辽宁省阜新市阜新蒙古族自治县佛寺水库除险加固工程于2015年10月批复开工建设，工程内容包括溢洪道控制段拆除与重建。溢洪道闸室底板上部为驼峰堰，总宽度为45.30 m，顺水流向长16.0 m。共4孔，单孔宽9.0 m，中墩厚1.5 m，边墩底厚2.40 m。混凝土分左、右两区浇筑，左区混凝土宽21.9 m，上游侧浇筑后高程为135 m，堰顶高程为136 m，下游侧浇筑后高程134 m，最大浇筑厚2.5 m，最小浇筑厚0.5 m。混凝土标号为C30W6F250。

2 施工过程及工艺

溢洪道底板混凝土左区（边墩至中墩）于2017年4月10日9：40开始浇筑，至11日2：30浇筑完成，历时17 h，混凝土浇筑量约500 m3。浇筑过程连续作业，采用商品混凝土泵送方式。施工工艺采用分层浇筑，每层厚度为40～50 cm。至17：00， 134 m以下部分浇筑完成，22：00上游平面段浇筑完成，高程至135 m，11日2：30浇筑全部完成，高程至136 m。浇筑结束后对仓号采用土工布覆盖洒水养护。于13日10时开始拆除堰面模板骨架，至14日10模板拆除完毕，采用土工布进行覆盖并浇水养护。

3 裂缝发现及裂缝情况

4月14日拆模后未发现裂缝，4月17日现场检查时发现了堰体混凝土表面存在裂缝，裂缝具体描述为：

边墩至2号墩之间混凝土表面沿堰体纵向裂缝1条，位置在堰体弧面底部与平面交接处，长度为17.5 m；堰面横向裂缝4条，其中两条长度为4.2 m，已达堰顶；另2条长度分别为2.86，1.66 m。横向裂缝分布较均匀，裂缝共计5条。裂缝走向比较顺直，裂缝宽度为0.2～0.5 mm。其中位于3号墩端部外露的纵向裂缝立面厚度16 cm呈贯穿裂缝。至4月19日位于边墩和1号墩两侧又增加2条斜向裂缝，并存在渗水现象。目前,堰体上部还存在一些长度不等的微小裂缝。

4 裂缝原因分析

1）温度裂缝。大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度较高，当混凝土内部温度与混凝土表面温度相差过大时，在内部、外部约束作用下，混凝土表面产生较大的温度应力。混凝土浇筑施工未采取有效的降温措施，由于封闭仓内混凝土散热条件不好，浇筑成型及表面化浆凝固后，外部未及时进行有效的覆盖及养护，且拆模过早（不满3 d，大体积混凝土为防止温度应力产生裂缝最好为7 d后拆模），在此期间外界气温最低在5℃以下，未采取有效的保温措施，造成混凝土内外温差过大（一般控制在25℃之内），形成很陡的温度梯度，从而产生较大的温度应力，是产生裂缝的主要原因。

2）自身收缩裂缝。混凝土自身收缩裂缝是混凝土在硬化过程中，水泥和水发生硬化反应。产生裂缝主要是水泥水化反应后，反应产物的体积与剩余自有水体积之和小于反应前水泥矿物体积与水体积之和形成自身收缩。采用商品混凝土和泵送工艺浇筑，水灰比、塌落度（190 mm）过大，极易产生自身收缩。自身收缩裂缝一般为规则的条状，很少交叉。沿堰体纵向的裂缝处于变截面处，特征较明显；竖向裂缝为规则的条状，与受力钢筋平行，且呈较均匀分布。

3）表面龟裂塑性收缩产生裂缝。辽西地区气候干热，大风天气较多，春季施工容易形成塑性收缩条件。在浇筑后如果不及时覆盖，在很大程度上不可避免混凝土表面产生干缩收缩。从堰体上部微小裂缝可认定为龟裂塑性收缩裂缝，其原因主要为施工完毕后，混凝土表面覆盖及洒水养护不及时不到位而产生龟裂缝。

4）施工工艺和方法不当造成裂缝。浇筑施工顺序上游处浇筑较厚，下游处浇筑较薄，浇筑时从上游向下游浇筑过程中，混凝土向下游流淌，产生离析现象，加之振捣密实度不够，对纵向裂缝产生有一定影响。由于堰体为封闭钢筋模板，上部设置进料及振捣孔，施工人员在模板上面作业，振捣过程有可能碰触钢筋或对钢筋振捣情况，钢筋模板受外力产生震动；分层浇筑施工不利于掌握；在施工过程中与桥承台及桥板（预制）穿插浇筑施工，混凝土初凝时间间隔是否符合要求等。以上因素造成混凝土早期强度较低时钢筋周围混凝土结合不好，在一定的温度应力条件下产生裂缝。

5 控制裂缝措施

1）温度控制。施工要严格控制混凝土入仓温度，避免高温入仓。在浇筑混凝土内部预埋金属测温管，对混凝土内外部温度进行监测，并采取措施加速混凝土散热，减少混凝土硬化中的水化热，降低内外温差，避免温差应力引起的裂缝。浇筑完毕后及时覆盖棉被或土工布加塑料薄膜等保温材料，减少内表温度差，并蓄水养护，以起到既保水又保温的效果。将温差控制在25℃以内，尽量晚拆模,拆模后要立即覆盖保温，避开外界气温的影响。

2）施工过程和施工工艺控制。浇筑应从下游向上游平行浇筑，混凝土采用低流态混凝土，加强混凝土振捣。把平仓浇筑改变为分层分块浇筑，每层浇筑厚度为40～50 cm，每块浇筑长度为5～6 m，混凝土浇筑应连续施工，间歇时间不能过长，在前层混凝土初凝前必须把后层混凝土浇上，不能产生人为施工缝。堰体驼峰部位的混凝土浇筑必须连续施工。所有混凝土浇筑完毕后，应及时覆盖，采用加厚性棉被为最佳，同时及时洒水养生。在仓面上部浇筑施工，特别堰体顶部浇筑，容易对上部钢筋产生振捣，应搭设脚手板作业，以减少对钢筋网的踩踏震动。

3）材料控制。配制大体积水工混凝土，应选用细度模数在2.7～3.1之间的含泥量较低的中粗砂，砂率最佳值为0.33，以合理粗细骨料比例，砂率过高增加收缩，对抗裂不利。其次是砂石吸水率及含泥量应尽可能小一些，以利于降低收缩。

适当减少混凝土塌落度，调整混凝土配合比。为减小混凝土塌落度，混凝土入仓由泵送改为吊罐输送方式。加强对商品混凝土的监控，严格控制进仓混凝土的塌落度和水灰比。派专业人员在堆料场和拌合站监控原材料的使用，保证各种原材料计量准确。在堆料场每班检查一次，内容包括各种骨料的超逊径、含泥量、砂率和砂的细度模数等；在拌合场每班至少检查两次砂和小石的含水率，其含水率的变化分别控制为±0.5%（砂）和±0.2%（小石）范围内，以利于降低收缩。

6 结论

裂缝为大体积混凝土中容易发生的一种现象，对于大体积水工混凝土，不建议采用商品混凝土和泵送工艺，商品混凝土多为二级骨料配制，且采用泵送工艺需要混凝的土水灰比和塌落度较大，对抗裂不利。目前水工混凝土一般设计标号较高，为C25～C30，混凝土标号的提高尚未有控制水泥水化热的相应配套措施来控制裂缝的产生。裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的整体性，而且裂缝贯穿后会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，降低混凝土的抗冻融及抗疲劳等。因此,要对大体积混凝土裂缝进行认真研究，在施工中采取有效措施与办法来预防裂缝的产生和发展，并采用合理的方法对裂缝进行处理，保证建筑物安全、稳定地工作。

TU528.1 < class="emphasis_bold"> ［文献标识码］B

B

1002—0624（2017）09—0015—02

2017-05-12