【摘 要】水閘是水利工程中極為重要的一個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件，水閘混凝土裂縫對(duì)于水利工程的正常使用具有較大的影響。避免水閘混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫破壞現(xiàn)象是受到工程人員較多重視的問題。本文主要介紹了水閘混凝土裂縫的成因，總結(jié)了水閘混凝土構(gòu)件控制裂縫的相關(guān)施工管理措施。

　　【關(guān)鍵詞】水閘；裂縫；施工質(zhì)量

　　引言

　　水閘是水利工程中的重要組成部分，水閘的混凝土裂縫也是水閘工程主要的質(zhì)量問題之一。引起水閘混凝土裂縫的原因很多，包括干縮、混凝土內(nèi)部水化反應(yīng)、溫差、地基沉降變形、荷載超標(biāo)、凍脹力等因素。工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，混凝土構(gòu)件中的裂縫問題不可能消除，但將其控制在一定程度內(nèi)是可以保證工程正常使用的，也不會(huì)造成較大的安全問題。所以需要通過工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，在水閘的施工管理中嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，保障水利工程的質(zhì)量與安全。

　　1 水閘裂縫成因分析

　　水閘混凝土產(chǎn)生裂縫的因素較多，最先產(chǎn)生微裂縫，微裂縫通常是一種無(wú)害裂縫，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的承重、防滲及其他功能不產(chǎn)生危害。但是受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會(huì)不斷的擴(kuò)展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，輕者使混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、使用價(jià)值等。就混凝土裂縫原因分析如下：

　　干縮裂縫。水閘混凝土澆筑完成后，隨著其內(nèi)部水分的蒸發(fā)，混凝土內(nèi)部毛細(xì)管空隙產(chǎn)生較大的毛細(xì)管張力，使得混凝土體積收縮，當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土構(gòu)件的約束力時(shí)，產(chǎn)生了干縮裂縫。

　　溫度裂縫。水閘混凝土在澆筑完成后內(nèi)部由于水化反應(yīng)而產(chǎn)生大量的熱量，不能及時(shí)發(fā)散出去，導(dǎo)致水閘混凝土內(nèi)部與其表面形成較大的溫差，從而由于熱脹冷縮效應(yīng)容易形成溫度裂縫。當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，因?yàn)槭芗s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。尤其是冬季和夏季容易出現(xiàn)溫度裂縫。

　　荷載過大裂縫。水閘混凝土構(gòu)件如果收到超標(biāo)的荷載作用時(shí)，容易由于內(nèi)力彎矩加大而產(chǎn)生于構(gòu)件中軸垂直的裂縫，構(gòu)件受到超標(biāo)的剪力作用時(shí)易產(chǎn)生斜裂縫。

　　地基變形裂縫。地基出現(xiàn)不均勻沉降會(huì)導(dǎo)致水閘混凝土構(gòu)件出現(xiàn)列發(fā)那個(gè)，隨著沉降的發(fā)展，裂縫也會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。

　　當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護(hù)層厚度有限，特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對(duì)周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

　　2 水閘混凝土裂縫的防治措施

　　2.1 干縮裂縫的預(yù)防措施

　　降低混凝土單位用水量，用水量的增加勢(shì)必使剩余水增加，因此，從確�；炷�土耐久性出發(fā)，應(yīng)降低混凝土單位用水量；不同水泥，混凝土收縮也不同，按收縮值大小排序：礦渣水泥>普通水泥>粉煤灰水泥；降低混凝土周圍約束，若混凝土周圍約束過大，內(nèi)部拉應(yīng)力無(wú)法釋放，拉應(yīng)力增大而使混凝土干裂，因此，應(yīng)減少混凝土的分倉(cāng)長(zhǎng)度，以使混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力能夠充分釋放；適量添加膨脹劑后可以使混凝土體積膨脹，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，部分抵消了混凝土因毛細(xì)孔隙干燥而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而起到控制干縮裂縫的作用。

　　2.2 水化熱產(chǎn)生的裂縫預(yù)防措施

　　通�？刂扑�閘混凝土澆筑后產(chǎn)生水化熱引起的溫度裂縫的首要措施就是降低骨料的溫度，一般采取將骨料堆積在涼棚下或?qū)ζ錇⑺�降溫的方法。涼棚可以避免骨料被太�?yáng)長(zhǎng)時(shí)間暴曬，尤其是夏季可以起到很好的效果，灑水降溫措施一般在混凝土拌制前2個(gè)小時(shí)作用進(jìn)行，且需采用深井水。其中骨料的溫度一般控制在24℃，細(xì)骨料內(nèi)部溫度約為26℃比較適宜。還可以在混凝土拌制過程中采取加冰降溫的措施，在混凝土澆筑前購(gòu)入冰塊，砸成粒徑約3cm的小塊加入砼生料中，充分拌合后量取出機(jī)口溫度，根據(jù)出機(jī)口溫度來確定加冰量。實(shí)際工作中，出機(jī)口的控制溫度為18℃，混凝土單方用冰量在60kg左右。因冰塊破碎工作量較大，粒徑也很難控制，加入冰塊后還需延長(zhǎng)拌和時(shí)間，降低了混凝土澆筑速度，為克服該問題，實(shí)際工作中多采用拌和水降溫的方法，即把冰塊稍加破碎后放入拌和水池中來降低水溫。用此方法，通常能夠把拌和用水的溫度降至攝氏3～7℃左右。 對(duì)于氣溫較高的夏天，白天氣溫較夜晚更高，更難控制混凝土的入模溫度，所以通常選擇夜間施工澆筑混凝土，這樣氣溫相對(duì)更低，采取溫度控制措施可以更好地控制混凝土入模溫度。

　　2.3 加強(qiáng)混凝土澆筑完成后構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)

　　混凝土澆筑后早期水化熱較大，尤其是澆筑后的一周天內(nèi)其內(nèi)部溫度達(dá)到其峰值。因此不能過早拆模，也不能在此時(shí)直接進(jìn)行表面灑水降溫養(yǎng)護(hù)方法。一般盡量在澆筑時(shí)盡量降低水灰比的配置，澆筑完成后18小時(shí)開始對(duì)模版表面進(jìn)行不間斷的灑水以對(duì)混凝土構(gòu)件降溫。拆模后需全天候進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至少兩周。經(jīng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，拆模前即對(duì)模板進(jìn)行灑水降溫的與拆模后方開始進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)的相比，混凝土構(gòu)件表面裂縫明顯更少。所以混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)從構(gòu)件澆筑后18小時(shí)即開始對(duì)模板表面進(jìn)行灑水降溫養(yǎng)護(hù)開始。

　　2.4 控制鋼筋銹蝕引起的裂縫

　　鋼筋銹蝕后體積膨脹2～4倍，對(duì)周邊混凝土產(chǎn)生壓力，可能產(chǎn)生順筋裂縫，甚至脫落，從而影響建筑物的使用。而鋼筋銹蝕多為氣蝕、電離引起。因此，本工程自一開始就注意了鋼筋的銹蝕問題，并從以下幾個(gè)方面對(duì)鋼筋銹蝕加以控制的。

　　1）鋼筋出廠時(shí)，其表面有一層致密的氧化薄膜，可以對(duì)鋼筋起到一定的保護(hù)作用，但該薄膜遇水或受潮后因水的微酸性而脫落，使鋼筋酸性氧化而銹蝕。因此，鋼筋原材料和加工后的半成品均應(yīng)作防潮處理。具體的做法是架空放置和上蓋防水雨布；

　　2）鋼筋安裝前，其表面必須潔凈、無(wú)污物，對(duì)已發(fā)生銹蝕的部位，必須用鋼絲刷和砂布打磨干凈，以保證鋼筋與混凝土的有效結(jié)合，同時(shí)也可防止因電離而發(fā)生銹蝕；

　　3）盡量減小混凝土的水灰比并提高混凝土的和易性；

　　4）加強(qiáng)振搗，提高混凝土致密性，減小混凝土炭化速度，使鋼筋有足夠長(zhǎng)的時(shí)間不接觸空氣。

　　2.5 水閘設(shè)計(jì)時(shí)控制裂縫的措施

　　混凝土構(gòu)件并非是設(shè)計(jì)強(qiáng)度越高越好，由于混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值較高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水灰比升高，從而混凝土澆筑后期水化熱產(chǎn)生量越高，使得混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度更高，與構(gòu)件表面溫差過大。從而溫差應(yīng)力容易超過混凝土構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生裂縫。豎向受力結(jié)構(gòu)可以用高強(qiáng)混凝土減小截面，而對(duì)于混凝土底板應(yīng)在滿足抗彎及抗沖切計(jì)算要求下，采用C20～C35的混凝土。

　　基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足承載力和構(gòu)造要求外，還應(yīng)增配承受水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力及控制裂縫開展的鋼筋，以構(gòu)造鋼筋來控制裂縫，配筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。采用直徑8～14mm的鋼筋和100～150mm間距是比較合理的。截面的配筋率應(yīng)在0.3%～0.5%之間。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　水利工程中大多數(shù)構(gòu)件都由混凝土構(gòu)件組成，混凝土構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生勢(shì)必會(huì)降低工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，影響工程的正常使用，降低工程的使用年限。對(duì)于水閘混凝土構(gòu)件而言，混凝土裂縫問題尤其顯得重要。需要人們通過不懈地努力追求，將混凝土裂縫通過設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)，施工技術(shù)的大力發(fā)展，嚴(yán)格有效地將水閘混凝土裂縫控制在容許寬度內(nèi)，保證水利工程的正常運(yùn)行。

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