關(guān)鍵詞：閘墩裂縫；裂縫原因；水閘；水利工程建設(shè)；防治 

abstract: locks is common in water conservancy construction hydraulic structures, the pier is part of the problem there is crack, for a long time with water conservancy engineering, have been unable to get very good solution. the pier is related to the occurrence of crack brought various different degree of harm, also more and more get the attention of the engineering. this article in view of the locks of concrete crack appeared in the project are analyzed, and the corresponding treatment measures. 

key words: the pier crack; crack causes; locks; water conservancy project; prevention and control 

中圖分類號：tv文獻標識碼：a 文章編號： 

水閘擋墻及邊墩均為典型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有較好的耐久性，但由于混凝土是一個復(fù)雜的非均質(zhì)材料，抗拉強度較低，且又有自身體積變形、徐變等特性，在實際施工中常會出現(xiàn)不同程度的裂縫。由于水利工程結(jié)構(gòu)大多處在水下，裂縫的存在很容易導(dǎo)致鋼筋銹蝕膨脹，進一步加劇混凝土的破壞。因此，在水閘擋墻及邊墩結(jié)構(gòu)的施工過程中，必須嚴格進行質(zhì)量監(jiān)控，提高混凝土澆注質(zhì)量，盡量避免工程裂縫的產(chǎn)生。而一旦出現(xiàn)了混凝土裂縫，則應(yīng)采取有效的技術(shù)措施進行補救，以保證水利工程的安全和工程結(jié)構(gòu)的耐久性。 

1 工程概況 

某水閘閘孔總凈寬132.96m，為6孔下臥式自動浮體鋼筋砼扇形閘門，每孔凈寬22.14m，在最右一孔浮體門前部，有4孔平板閘門，每孔凈寬5.54m。由進口段、溢流段、浮體閘室段、陡坡段、消力池、海漫及尾水渠組成。進口段屬漸縮型，底高程為12.0m，兩側(cè)翼墻為漿砌石圓弧擋土墻；溢流段為ⅲ型折線型實用堰，堰頂高程13.6m，長1.8m；浮體閘室段為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，底高程9.4m，長12.0m；陡坡段為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，陡坡首部高程12.85m，尾部高程9.2m，長16.5m，其中首部5.0m長為平臺；消力池為底流式，護坦為漿砌石鋼筋砼框格結(jié)構(gòu)(面層為200厚鋼筋砼)，高程9.2m，池深0.3m，長10.0m，消力池邊墻頂高程15.0m；海漫為漿砌石結(jié)構(gòu)，底高程9.5m，長15.0m。節(jié)制閘兩端設(shè)有控制室，閘室頂部設(shè)有農(nóng)用交通橋，平板閘門設(shè)有啟閉臺及螺桿式啟閉機，啟閉臺上未建啟閉房。 

項目工程混凝土拆模后，在水閘右岸擋墻及右岸邊墩發(fā)現(xiàn)了裂縫，其中水平方向的裂縫主要發(fā)生在擋墻分倉的中部，豎向裂縫大部分產(chǎn)生在擋墻的3／4高度以下，擋墻頂部沒有裂縫。裂縫呈中間寬，兩頭縮小的現(xiàn)象，縫寬在0.3 mm左右，并未完全貫通。有一部分裂縫在擋墻兩側(cè)的同處產(chǎn)生，也有一部分從基礎(chǔ)開始就產(chǎn)生開裂。裂縫出現(xiàn)的時間基本都在模板拆除后的1～2 d，也有的在拆模的當天就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。 

2 裂縫產(chǎn)生的原因分析 

在發(fā)現(xiàn)水閘擋墻及邊墩工程裂縫后，我們進行了現(xiàn)場實地調(diào)查，并查閱了相關(guān)施工資料，包括混凝土配合比單、混凝土澆注記錄、混凝土測溫記錄、施工日志、混凝土拆模時間及混凝土抗壓強度報告、商品混凝土生產(chǎn)廠家的有關(guān)資料等，并對裂縫產(chǎn)生的原因進行了技術(shù)分析。 

2.1 混凝土配合比 

該工程擋墻和邊墩均使用p•o 42.5水泥，由于廠家的水泥產(chǎn)品質(zhì)量較好，強度富余系數(shù)較高，因此造成混凝土實際強度值高出設(shè)計強度值較多，混凝土實測強度值大部分超過設(shè)計值200％ 以上，混凝土強度值的增加，加大了混凝土的水化熱，提高了混凝土的內(nèi)部溫度，從而相應(yīng)增加了混凝土硬化初期的溫度應(yīng)力，通過查閱相關(guān)的混凝土強度試驗報告也證實了這一點。另一方面，冬季施工混凝土的高水化熱，一方面有利于混凝土溫度的保持，避免混凝土受凍，保證混凝土強度，另一方面也帶來了不利因素，因此合理選擇水泥用量及水泥標號，也成為預(yù)防混凝土裂縫的一個不可忽視的因素。除此之外，對于尺寸較大的混凝土結(jié)構(gòu)，控制膠骨比在1：3以上，可減少水泥用量，減少水化熱，在一定程度上有利于防止裂縫的產(chǎn)生。 

2.2 混凝土拆模時間 

該工程右岸邊墩及右岸擋墻在澆注混凝土?xí)r處于時段低溫，在這種氣溫下拆模，如果保溫措施不力，混凝土拆模后受到環(huán)境條件的“過冷刺激”，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度與混凝土表層溫度梯度增加，造成混凝土表層產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而此時混凝土的早期強度值較低，其抗拉強度更低，很容易引起混凝土開裂。在本例的混凝土施工過程中，施工單位在混凝土澆注后只進行了混凝土表層的溫度測定，而依據(jù)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中混凝土的熱學(xué)指標與應(yīng)力松弛系數(shù)中的公式對混凝土內(nèi)部溫度進行的估算，混凝土內(nèi)部溫度達到41.5～44.6℃。 

2.3 結(jié)構(gòu)尺寸 

該水閘工程中，擋墻的結(jié)構(gòu)尺寸較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。結(jié)構(gòu)尺寸偏大與水化熱增高兩種不利因素共同作用，極易產(chǎn)生混凝土裂縫。從裂縫的分布情況看，擋墻的裂縫從基礎(chǔ)開始往上發(fā)展，到距頂部1／4處裂縫終止。這是因為擋墻頂寬尺寸較小，散熱較怏，產(chǎn)生的溫度拉應(yīng)力較小，致使混凝土未在此部位發(fā)生裂縫。 

2.4 基礎(chǔ)約束 

擋墻基礎(chǔ)與擋墻的施工問隔為12—29 d，根據(jù)混凝土的強度試驗報告來分析，擋墻施工時，其基礎(chǔ)混凝土的強度已接近設(shè)計值，因而有可能在擋墻的基礎(chǔ)混凝土與擋墻混凝土之間產(chǎn)生類似新舊混凝土結(jié)合的約束作用，基礎(chǔ)混凝土約束墻身混凝土的收縮變形而使混凝土產(chǎn)生開裂。 

3 混凝土裂縫檢測與分析 

為了進一步掌握裂縫情況，為裂縫的處理提供可靠的依據(jù)，要求施工單位請了有關(guān)的質(zhì)量檢測機構(gòu)對混凝土裂縫進行了檢測。 

3.1 混凝土裂縫尺寸的檢測 

裂縫長度使用卷尺進行測量；寬度使用讀數(shù)顯微鏡進行測量，其測量精度可達到0.1 mm；而裂縫深度使用超聲波探測方法進行測量，利用超聲波繞過裂縫末端的傳播時間來計算裂縫的深度。測得的數(shù)值見表1。 

 

3．2 裂縫產(chǎn)生原因的最終結(jié)論 

通過質(zhì)量檢測機構(gòu)對裂縫的檢測，得出以下結(jié)論：該工程擋墻及邊墩產(chǎn)生的混凝土裂縫，是由混凝土配合比、混凝土拆模時間、外部環(huán)境條件以及結(jié)構(gòu)尺寸等因素共同作用造成的，但主要原因還是因為混凝土拆模過早，極容易造成混凝土層表面溫度驟降，引起混凝土內(nèi)部與表面溫度梯度增大，在混凝土表層產(chǎn)生較大的溫度拉應(yīng)力而產(chǎn)生了裂縫。從最終裂縫原因分析來看，擋墻基礎(chǔ)與擋墻澆注時間間隔過長的問題對裂縫沒有明顯的影響。 

4 混凝土裂縫的控制措施 

從調(diào)查結(jié)果來看，該水閘工程背水面的混凝土裂縫>0.2 mm，為防止裂縫加速混凝土內(nèi)部的鋼筋銹蝕，決定對背水面裂縫采用表面防滲處理，對裂縫進行防滲封縫。此種方法防滲效果不錯，且施工方法簡單。對迎水面的混凝土裂縫，由于裂縫破壞了建筑物表面的完整性，在水力和裹挾的泥沙不斷地沖擊磨損作用下，裂縫區(qū)會首先發(fā)生脫落和剝離現(xiàn)象，從而使空蝕程度逐漸加劇，最終危害建筑物的安全，因此最終對邊墩與擋墻迎水面的裂縫采用了以防滲為主的化學(xué)灌漿處理。 

結(jié)束語 

通過以上對山許閘工程裂縫問題的介紹可以看出，監(jiān)理單位在審核施工單位報送的混凝土配合比時，不應(yīng)只注重混凝土的設(shè)計強度等級和耐久性，還要結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土澆注及養(yǎng)護等情況對混凝土配合比進行全面審核，以使混凝土配合比與施工方案相協(xié)調(diào)；同時，要加強對混凝土施工過程的監(jiān)理，特別是要對大體積混凝土的養(yǎng)護問題引起重視，應(yīng)制定相應(yīng)的施工技術(shù)方案，嚴格按規(guī)定要求施工，嚴把質(zhì)量關(guān)，盡可能預(yù)防混凝土裂縫的出現(xiàn)。 

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以pdf形式查看。