大坝大体积混凝土不规则裂缝控制措施探析

摘要：大体积混凝土不规则裂缝是水利工程施工中经常出现且无法避免的主要问题，发生的因素很多，非常复杂。基于此，本篇文章以我国某水利水电工程混凝土重力坝施工实例为基础，结合大体积混凝土不规则裂缝产生的原因，探讨大体积混凝土不规则裂缝的控制措施。

关键词：大体积;不规则裂缝;控制方法

各种混凝土大坝和其他大型混凝土建筑物出现裂缝的原因很复杂。此类裂缝，尤其是其中的較深裂缝和周边裂缝，严重损害了混凝土坝结构的整体性、耐久性和工作能力。为了更好地保证混凝土坝能安全、可靠和长期正常运行，需要对混凝土坝产生裂缝的原因有一个正确的认识，并在施工期间加以控制，以减少裂缝的产生或减轻裂缝产生的影响。

1. 前言

水利水电工程是新建的具有农业灌溉、县区应急水源、城市配电、农村人畜饮水等综合经济效益的大、中、小型水利工程。某工程大坝为正态分布混凝土重力坝，属于大体积混凝土的范畴。大坝施工过程中浇筑了大量混凝土，大体积混凝土施工虽然经过严格地质量管控，仍存在不规则裂缝。不规则裂缝经过检测和适当处理后，对大坝的安全、可靠性及正常运行无害。但如果处理不当，在工程建设的中后期或大坝投产运行期间裂缝可能继续发展，甚至危及大坝结构的整体安全性。因此，有必要找出不规则裂缝产生的原因，制定技术措施，以减轻、消除工程质量和安全隐患，确保工程施工质量。

2. 大体积混凝土裂缝造成的状况调查

首先，大体积混凝土工程产生裂缝是无法避免的，只能采取相应的对策，在一定程度内消除裂缝对大坝结构产生的影响。在施工过程中，应尽可能采取相应措施，控制裂缝的形成，使结构尽可能少地产生裂缝，或尽量减少裂缝的整体宽度和长度。根据实地调研，该工程3#-5#坝段坝基有15处不规则裂缝，裂缝宽度最小约为0.1毫米，较大的裂缝宽度约为2.8毫米，最大裂缝长度约为4.7米。

3. 大体积混凝土裂缝的关键根源

首先，根据现场产生的不规则裂缝分析，不规则裂缝多为表面较浅的裂缝。为了更好地查明原因，分别对现浇混凝土材料及拌和质量、混凝土振捣和养护过程，设计方案、大坝结构等进行详细分析，找出原因，采取相应的质量管理方法，减少不规则裂缝的发生，进而合理保证工程施工质量[1]。

其次，在施工人员、材料、机械设备、方法、环境等方面进行了详细的分析和研究，并召开了多次根因会议，仔细分析了施工过程中可能出现的各种原因。对各种因素进行了不断的讨论，经过归纳和分类，做出了因果关系分析图，如下图1所示。

最后，根据因果关系分析图中的各种影响因素，查阅相关数据，通过研究分析，找出关键原因如下。

第一，是现浇混凝土层厚过大。坝基混凝土设计方案规定，大体积混凝土浇筑层厚度不得超过1.5m。由于设计图中没有设置冷却循环水管，所以在浇筑1.5m层厚的混凝土后，内部热量传播相对较慢，很容易造成混凝土温差。

第二，冷却循环水管未设置。坝基设计方案没有规定冷却循环水管的设置方式，实际施工过程中也未设置冷却循环水管降温，对混凝土内部降温造成一定影响。

三是砂石料级配不连续。根据原材料检测报告和现场检查，拌和场地粗骨料级配不连续，特别是20mm～40mm和40mm～80mm的砂石料粒径偏小。

四是煤灰质量差。根据原材料检测报告和现场检验，现场选用Ⅱ类粉煤灰，各项特性均符合要求，但在咨询设计单位和检测单位后，质量合格的粉煤灰仍存在可改善空间。

第五，其他原因。如气温影响、坝段分区和施工程序不科学、技术披露不完整和不及时、质量意识差、称量不准确、混凝土坍落度过大、石灰粉质量差等，通过对此类影响因素进行统计分析，并严格控制相关质量，发现对裂缝产生的影响不明显，不应作为关键要素进行分析。

4. 大体积混凝土不规则裂缝控制方法

针对上述确定的关键要素，精心制定大体积混凝土不规则裂缝处理技术措施，合理减少裂缝，保证工程实体质量。主要技术措施如下。

4.1加大混凝土降温的对策

与设计单位沟通，确定冷却循环水管布置方式。冷却循环水管采用直径20毫米的镀锌钢管，水平间距80厘米，每层垂直间距30厘米。冷却水管安装完成后，进行工作试压，防止漏水。各层制冷循环系统管道覆盖混凝土浇筑拌匀，循环的制冷系统管道利用沉淀处理后的河水。施工过程中，循环水管严格按照设计方式进行铺设，确保降温的实际效果。

4.2更换粗骨料，使砂浆配合比与砂石级配一致

严格控制砂石料质量，工地实验室重新设计混凝土配合比。同时，在浇筑混凝土前，要对现场用料情况进行检查，并根据现场砂石情况及时调整混凝土配合比，以保证浇筑混凝土的质量。

4.3更换粉煤灰种类，提高粉煤灰质量

将粉煤灰质量等级提高一级，使混凝土更容易在浇筑过程中成型，并减少坍落度过大所带来的影响。减少混凝土浇筑期间的放热量，可以显著减小温差，有效抵抗大体积混凝土中不规则裂缝的产生。

4.4大体积混凝土施工过程的注意事项

首先，在混凝土浇筑前和整个浇筑过程中，所用的砂、石、水泥和不同添加剂等必须要达到规范标准要求;在浇筑混凝土时，要控制浇筑速度，确保浇筑层平稳上升，同时完善约束条件，降低温度内应力;混凝土浇筑过程中，应及时采用吸湿、自动外流等方法解决仓面泌水情况。

其次，在混凝土浇筑过程中，加强混凝土水灰比和温升的精确测量。在施工现场建立专业测温队伍，在混凝土不同部位布置测温点，准确、及时测量混凝土浇筑过程中和混凝土浇筑成型后的温度和温差。采取适当的保温措施，对大体积混凝土结构表层采取保温、保湿等措施，是大体积混凝土温度控制的有效预防措施之一，防止混凝土表面出现收缩裂缝[2]。

最后，当混凝土养护过程中外界温度较低时，应尽量延迟拆模时间;为保证混凝土达到设计抗压强度，应做好混凝土浇筑工作，并适当增加养护时间。

5. 总结

采用上述技术措施，在该工程施工中后期，大坝现浇混凝土坝面未发现明显的不规则裂缝，使得本工程的大坝混凝土中的不规则裂缝控制在一定范围内，保障了本工程的施工质量。

参考文献：

[1] 李林， 魏文杰， 颜福开. 大坝大体积混凝土不规则裂缝控制措施探析[J]. 安徽建筑， 2020， 27（9）：2.

[2] 王勇. 水利工程大体积混凝土裂缝的控制措施分析探讨[J].  2020.

作者简介：张伟利 1984年4月出生  男  汉族  陕西铜川  中级职称  本科  中国水利水电建设工程咨询西北有限公司  单位所在地：陕西省西安市  邮编：710100