摘 要：在混凝土面板堆石壩工程中，常見的問題主要集中在混凝土面板裂縫上，裂縫是影響混凝土面板堆石壩運營穩(wěn)定性的關(guān)鍵，分析混凝土面板裂縫的成因以及解決措施對普及混凝土面板堆石壩工程有著重要意義。本文就從混凝土面板堆石壩中裂縫的成因切入，探討相應(yīng)的解決對策。
關(guān)鍵詞：混凝土；面板；堆石壩；難點；對策
混凝土面板堆石壩工程中，仍存在一些不可忽視的問題，例如最常見也是最重要的問題就是面板裂縫的處理。本文主要分析了混凝土面板結(jié)構(gòu)性裂縫與非結(jié)構(gòu)性裂縫的成因，從材料與施工工藝的角度切入，試探性的提出了相應(yīng)的防治對策，以供廣大同行參考與借鑒，共同促進(jìn)我國混凝土面板堆石壩工程高質(zhì)、高效的開展，保證壩體日常運行的可靠性。
一、混凝土面板堆石壩工程中面板裂縫的成因
混凝土面板裂縫的種類主要有兩種，第一種是由于壩體出現(xiàn)不均勻變形導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，第二種是由于混凝土面板自身性能問題產(chǎn)生的收縮性裂縫。不論混凝土面板中出現(xiàn)哪種裂縫，都會極大地影響石壩運行的安全性，下文將對這兩種裂縫的成因展開分析。
（一）結(jié)構(gòu)性裂縫的成因
混凝土面板支撐體不僅需要承受自身重量，還需要承受施工過程中反向水壓的作用力，容易產(chǎn)生不均勻沉降或產(chǎn)生水平位移，使墊層與面板之間脫空，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土面板受到過大外力的作用出現(xiàn)裂縫。這種由于外力作用出現(xiàn)的裂縫是造成混凝土面板堆石壩工程后期，面板出現(xiàn)規(guī)律性開裂的主要因素。壩體變形的主要成因分為加載變形、濕化變形、流變變形與震動變形四種。
�。ǘ┓墙Y(jié)構(gòu)性裂縫的成因
混凝土面板整體較薄，暴露的面積較大，受到環(huán)境溫度的影響較大，施工完成后，混凝土面板需要硬化，此時會釋放出大量的水與熱，導(dǎo)致混凝土面板溫度梯度明顯過大，表層濕度上升，新澆筑的混凝土表面就會喪失水分，導(dǎo)致干燥過快，在內(nèi)外應(yīng)力的作用下，致使混凝土面板開裂。
1 塑性收縮裂縫
如果混凝土面板表面水分蒸發(fā)速度過快，超過了沁水上升至混凝土面板表面的速度，就會出現(xiàn)塑性收縮裂縫。引發(fā)塑性收縮裂縫的原因非常多，包括環(huán)境溫度過高、混凝土自身溫度過高、空氣濕度相對較小、風(fēng)速過大等，塑性收縮裂縫常見于新拌混凝土初凝之前，如果塑性收縮程度較大，就會出現(xiàn)龜裂，龜裂一般呈水紋狀，裂縫較淺。
2 溫度收縮裂縫
水泥水化熱時，會產(chǎn)生較多的熱量，如果外界環(huán)境溫度驟降，混凝土面板內(nèi)外就會形成較大的溫差，受到熱應(yīng)力的作用，就會使混凝土面板內(nèi)外結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土面板的抗拉強(qiáng)度的時候，就出產(chǎn)生裂縫，這種裂縫即為溫度收縮裂縫。
3 干燥收縮裂縫
混凝土面板在硬化時，表面的水分蒸發(fā)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過內(nèi)部水分蒸發(fā)速率，就會使混凝土面板表層發(fā)生干縮變形，出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土面板表層拉應(yīng)力超出面板最大承受強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生裂縫。
二、混凝土面板堆石壩裂縫的處理方法
�。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)性裂縫的防治
混凝土面板結(jié)構(gòu)性裂縫多在澆筑初期由于壩體出現(xiàn)了不均勻沉降進(jìn)而導(dǎo)致混凝土面板與壩體脫空，當(dāng)混凝土面板與壩體脫空后，面板的剛度明顯無法承受壩體沉降變形產(chǎn)生外拉力增強(qiáng)，以致混凝土面板出現(xiàn)細(xì)小裂縫，隨著時間的推移，裂縫逐漸擴(kuò)大，最終形成貫穿性裂縫。對于結(jié)構(gòu)性裂縫的處理，應(yīng)該將工作重心轉(zhuǎn)移到預(yù)防方面，以預(yù)防為主，治理為輔。
1 混凝土面板合理分縫，科學(xué)配筋
在混凝土面板堆石壩設(shè)計過程中，確定主要的受拉區(qū)域，然后在此區(qū)域?qū)⒒炷撩姘宓哪Ｊ礁臑檎桶�，確定主要的受壓區(qū)域，在此區(qū)域?qū)⒒炷撩姘逶O(shè)計為寬型板，受拉區(qū)域設(shè)置張性縫，受壓區(qū)域設(shè)置壓性縫，每隔一段距離設(shè)置一道，接著向縫隙中填充變形程度較高的填料，避免混凝土面板由于受壓出現(xiàn)升翹現(xiàn)象。另外，針對兩區(qū)域受力較大的區(qū)域應(yīng)該科學(xué)合理的布設(shè)鋼筋，提升混凝土面板抗拉強(qiáng)度，加強(qiáng)面板整體剛度。
2 雙層面板施工技術(shù)
在混凝土面板堆石壩工程施工過程中，可以將混凝土面板設(shè)置為雙層面板，兩層面板中間設(shè)置中間層，降低兩層面板之間的約束力，實現(xiàn)混凝土面板功能分離，降低面板承受的拉應(yīng)力，施放層間變形，提升面板整體抗拉強(qiáng)度，避免出現(xiàn)裂縫。雙層面板內(nèi)層由混凝土面板構(gòu)成，外層由瀝青混凝土面板構(gòu)成。瀝青混凝土面板具有極強(qiáng)的抗拉應(yīng)力，變形性能極佳，滲漏系數(shù)非常小，使用壽命較長，維護(hù)與保養(yǎng)簡便，能夠滿足工程需要。中間層可以降低兩層面板之間摩擦阻力，減弱兩層面板之間的約束力，抵消變形。
3 壩體預(yù)留沉降期
為了避免壩體沉降導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)裂縫，可以在設(shè)計施工時，為壩體預(yù)留沉降期，即在面板施工之前，壩體可以發(fā)生一定的沉降，避免后期沉降嚴(yán)重使混凝土面板與壩體脫空，降低面板出現(xiàn)裂縫的概率。一般來說，壩體的預(yù)沉降期在3個月左右。
�。ǘ┓墙Y(jié)構(gòu)性裂縫的防治
1 提高混凝土面板原材料配比合理性
首先，可以優(yōu)化混凝土的級配，控制混凝土彈性模量，提高混凝土抵抗裂縫的韌性與極限抗拉強(qiáng)度，降低裂縫出現(xiàn)的概率，其次，由于混凝土面板的裂縫成因主要由于水泥水化熱產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致內(nèi)外應(yīng)力變化，我們可以采用水化熱低的水泥作為材料，避免出現(xiàn)溫度裂縫，接著我們可以采用減水劑控制混凝土面板攪拌用水量，降低混凝土的干燥收縮量，避免出現(xiàn)干縮裂縫，最后，可以在混凝土中參雜一些纖維混凝土，例如聚丙烯纖維或者鋼纖維，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度與韌性，抑制裂縫的產(chǎn)生。
2 降低墊層的約束力
在壩體施工完成后，混凝土面板澆筑之前，需要對墊層進(jìn)行脫空檢查，如果墊層出現(xiàn)了脫空，必須及時進(jìn)行處理，然后修整坡面，保證坡面的平整度滿足混凝土面板堆石壩工程的施工要求。施工過程中，盡可能地避免混凝土面板鋼筋插入墊層。墊層上一般可以涂抹一層乳化瀝青，然后再進(jìn)行混凝土面板澆筑作業(yè)，降低墊層料間的摩擦力，保證面板變形時不會因為約束力過大產(chǎn)生裂縫。
參考文獻(xiàn)
[1]陳婧，江秀蘭.混凝土面板堆石壩裂縫的成因及對策探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（01）.
關(guān)鍵詞：混凝土；面板；堆石壩；難點；對策
混凝土面板堆石壩工程中，仍存在一些不可忽視的問題，例如最常見也是最重要的問題就是面板裂縫的處理。本文主要分析了混凝土面板結(jié)構(gòu)性裂縫與非結(jié)構(gòu)性裂縫的成因，從材料與施工工藝的角度切入，試探性的提出了相應(yīng)的防治對策，以供廣大同行參考與借鑒，共同促進(jìn)我國混凝土面板堆石壩工程高質(zhì)、高效的開展，保證壩體日常運行的可靠性。
一、混凝土面板堆石壩工程中面板裂縫的成因
混凝土面板裂縫的種類主要有兩種，第一種是由于壩體出現(xiàn)不均勻變形導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，第二種是由于混凝土面板自身性能問題產(chǎn)生的收縮性裂縫。不論混凝土面板中出現(xiàn)哪種裂縫，都會極大地影響石壩運行的安全性，下文將對這兩種裂縫的成因展開分析。
（一）結(jié)構(gòu)性裂縫的成因
混凝土面板支撐體不僅需要承受自身重量，還需要承受施工過程中反向水壓的作用力，容易產(chǎn)生不均勻沉降或產(chǎn)生水平位移，使墊層與面板之間脫空，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土面板受到過大外力的作用出現(xiàn)裂縫。這種由于外力作用出現(xiàn)的裂縫是造成混凝土面板堆石壩工程后期，面板出現(xiàn)規(guī)律性開裂的主要因素。壩體變形的主要成因分為加載變形、濕化變形、流變變形與震動變形四種。
�。ǘ┓墙Y(jié)構(gòu)性裂縫的成因
混凝土面板整體較薄，暴露的面積較大，受到環(huán)境溫度的影響較大，施工完成后，混凝土面板需要硬化，此時會釋放出大量的水與熱，導(dǎo)致混凝土面板溫度梯度明顯過大，表層濕度上升，新澆筑的混凝土表面就會喪失水分，導(dǎo)致干燥過快，在內(nèi)外應(yīng)力的作用下，致使混凝土面板開裂。
1 塑性收縮裂縫
如果混凝土面板表面水分蒸發(fā)速度過快，超過了沁水上升至混凝土面板表面的速度，就會出現(xiàn)塑性收縮裂縫。引發(fā)塑性收縮裂縫的原因非常多，包括環(huán)境溫度過高、混凝土自身溫度過高、空氣濕度相對較小、風(fēng)速過大等，塑性收縮裂縫常見于新拌混凝土初凝之前，如果塑性收縮程度較大，就會出現(xiàn)龜裂，龜裂一般呈水紋狀，裂縫較淺。
2 溫度收縮裂縫
水泥水化熱時，會產(chǎn)生較多的熱量，如果外界環(huán)境溫度驟降，混凝土面板內(nèi)外就會形成較大的溫差，受到熱應(yīng)力的作用，就會使混凝土面板內(nèi)外結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土面板的抗拉強(qiáng)度的時候，就出產(chǎn)生裂縫，這種裂縫即為溫度收縮裂縫。
3 干燥收縮裂縫
混凝土面板在硬化時，表面的水分蒸發(fā)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過內(nèi)部水分蒸發(fā)速率，就會使混凝土面板表層發(fā)生干縮變形，出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土面板表層拉應(yīng)力超出面板最大承受強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生裂縫。
二、混凝土面板堆石壩裂縫的處理方法
�。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)性裂縫的防治
混凝土面板結(jié)構(gòu)性裂縫多在澆筑初期由于壩體出現(xiàn)了不均勻沉降進(jìn)而導(dǎo)致混凝土面板與壩體脫空，當(dāng)混凝土面板與壩體脫空后，面板的剛度明顯無法承受壩體沉降變形產(chǎn)生外拉力增強(qiáng)，以致混凝土面板出現(xiàn)細(xì)小裂縫，隨著時間的推移，裂縫逐漸擴(kuò)大，最終形成貫穿性裂縫。對于結(jié)構(gòu)性裂縫的處理，應(yīng)該將工作重心轉(zhuǎn)移到預(yù)防方面，以預(yù)防為主，治理為輔。
1 混凝土面板合理分縫，科學(xué)配筋
在混凝土面板堆石壩設(shè)計過程中，確定主要的受拉區(qū)域，然后在此區(qū)域?qū)⒒炷撩姘宓哪Ｊ礁臑檎桶�，確定主要的受壓區(qū)域，在此區(qū)域?qū)⒒炷撩姘逶O(shè)計為寬型板，受拉區(qū)域設(shè)置張性縫，受壓區(qū)域設(shè)置壓性縫，每隔一段距離設(shè)置一道，接著向縫隙中填充變形程度較高的填料，避免混凝土面板由于受壓出現(xiàn)升翹現(xiàn)象。另外，針對兩區(qū)域受力較大的區(qū)域應(yīng)該科學(xué)合理的布設(shè)鋼筋，提升混凝土面板抗拉強(qiáng)度，加強(qiáng)面板整體剛度。
2 雙層面板施工技術(shù)
在混凝土面板堆石壩工程施工過程中，可以將混凝土面板設(shè)置為雙層面板，兩層面板中間設(shè)置中間層，降低兩層面板之間的約束力，實現(xiàn)混凝土面板功能分離，降低面板承受的拉應(yīng)力，施放層間變形，提升面板整體抗拉強(qiáng)度，避免出現(xiàn)裂縫。雙層面板內(nèi)層由混凝土面板構(gòu)成，外層由瀝青混凝土面板構(gòu)成。瀝青混凝土面板具有極強(qiáng)的抗拉應(yīng)力，變形性能極佳，滲漏系數(shù)非常小，使用壽命較長，維護(hù)與保養(yǎng)簡便，能夠滿足工程需要。中間層可以降低兩層面板之間摩擦阻力，減弱兩層面板之間的約束力，抵消變形。
3 壩體預(yù)留沉降期
為了避免壩體沉降導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)裂縫，可以在設(shè)計施工時，為壩體預(yù)留沉降期，即在面板施工之前，壩體可以發(fā)生一定的沉降，避免后期沉降嚴(yán)重使混凝土面板與壩體脫空，降低面板出現(xiàn)裂縫的概率。一般來說，壩體的預(yù)沉降期在3個月左右。
�。ǘ┓墙Y(jié)構(gòu)性裂縫的防治
1 提高混凝土面板原材料配比合理性
首先，可以優(yōu)化混凝土的級配，控制混凝土彈性模量，提高混凝土抵抗裂縫的韌性與極限抗拉強(qiáng)度，降低裂縫出現(xiàn)的概率，其次，由于混凝土面板的裂縫成因主要由于水泥水化熱產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致內(nèi)外應(yīng)力變化，我們可以采用水化熱低的水泥作為材料，避免出現(xiàn)溫度裂縫，接著我們可以采用減水劑控制混凝土面板攪拌用水量，降低混凝土的干燥收縮量，避免出現(xiàn)干縮裂縫，最后，可以在混凝土中參雜一些纖維混凝土，例如聚丙烯纖維或者鋼纖維，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度與韌性，抑制裂縫的產(chǎn)生。
2 降低墊層的約束力
在壩體施工完成后，混凝土面板澆筑之前，需要對墊層進(jìn)行脫空檢查，如果墊層出現(xiàn)了脫空，必須及時進(jìn)行處理，然后修整坡面，保證坡面的平整度滿足混凝土面板堆石壩工程的施工要求。施工過程中，盡可能地避免混凝土面板鋼筋插入墊層。墊層上一般可以涂抹一層乳化瀝青，然后再進(jìn)行混凝土面板澆筑作業(yè)，降低墊層料間的摩擦力，保證面板變形時不會因為約束力過大產(chǎn)生裂縫。
參考文獻(xiàn)
[1]陳婧，江秀蘭.混凝土面板堆石壩裂縫的成因及對策探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（01）.
