摘要：隨著國內(nèi)大型水電站的興建，水電站大壩的體積、尺寸規(guī)模也越來越大，大體積混凝土的運用也越來越多。但是，由于截面大、水泥用量大、內(nèi)外溫差大、溫度收縮應(yīng)力大等特點，很容易產(chǎn)生裂縫，由于水運工程的特殊環(huán)境，為保證工程質(zhì)量，對大體積混凝土裂縫的控制顯得非常重要�；�于此，文章對水電站大壩砼澆筑裂縫控制進行研究，以期能夠提供一個借鑒。 

　　關(guān)鍵詞：水電站大壩；砼澆筑；裂縫控制 

　　中圖分類號：TV74 文獻標識碼： A 

　　1.水電站大壩砼裂縫成因分析 

　　大體積砼在澆筑時常見的質(zhì)量問題是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。造成結(jié)構(gòu)裂縫的原因是復(fù)雜的，綜合性的。但是，大體積砼從澆筑時起，到達到設(shè)計強度止，即施工期間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫主要是由水泥水化熱引起的溫度變化造成的。大體積混凝土砼工程，水泥用量多，結(jié)構(gòu)截面大，因此，混凝土澆筑以后，水泥放出大量水化熱，混凝土溫度升高。由于混凝土導(dǎo)熱不良，體積過大，相對散熱較小，混凝土內(nèi)部水化熱積聚不易散發(fā)，外部則散熱較快。升溫階段，混凝土表面溫度總是低于內(nèi)部溫度，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。從形成大體積砼溫度裂縫的原因來分析，主要包含以下幾個方面的成因： 

　　1.1溫度對裂縫產(chǎn)生分析 

　　在混凝土施工過程中，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱，每立方米混凝土?xí)�產(chǎn)生17500-27500kj的熱量，從而使混凝土內(nèi)外溫差加大，加之水化熱集聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不宜散失，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不一樣，混凝土在到達溫峰后降溫時產(chǎn)生收縮變形，升溫期因混凝土模量還很低，只產(chǎn)生較小的壓應(yīng)力，降溫期收縮變形因彈模增長，受約束時形成大得多的拉應(yīng)力，當超過抗拉強度時出現(xiàn)開裂，而對于大體積混凝土而言，裂縫經(jīng)常發(fā)生，其最大原因是混凝土內(nèi)部水化熱溫度過高且不宜散失造成。 

　　1.2收縮對裂縫產(chǎn)生分析 

　　在混凝土施工過程中，混凝土澆筑后4-5小時左右，水泥的水化反應(yīng)激烈，出現(xiàn)泌水和水分的急劇蒸發(fā)，使混凝土失水收縮，稱之為塑性收縮，而塑性收縮的產(chǎn)生量級很大，可達1%左右，在骨料因自重下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。混凝土凝結(jié)以后隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產(chǎn)生收縮裂縫。 

　　1.3化學(xué)反應(yīng)對裂縫產(chǎn)生分析 

　　混凝土內(nèi)摻有氯化物外加劑，使鋼筋產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，鐵銹膨脹而把混凝土脹裂，有的部位鋼筋保護層過薄，碳化深度超過保護層，在水作用下，使鋼筋銹蝕膨脹造成裂縫；在混凝土中的鋁酸三鈣受硫酸鹽或鎂鹽的侵蝕，產(chǎn)生難溶而又體積增大的反應(yīng)物，使混凝土體積膨脹而出現(xiàn)裂縫；混凝土骨料中含有蛋白石、硅質(zhì)巖或鎂質(zhì)巖等活性氧化硅與高堿水泥中的堿反應(yīng)生成堿硅酸凝膠，吸水后體積膨脹使混凝土產(chǎn)生裂縫，即通常所謂堿骨料反應(yīng)；水泥中含游離氧化鈣過多，在混凝土硬化后，繼續(xù)水化，發(fā)生固相體積增大，體積膨脹，使混凝土出現(xiàn)豆子似的崩裂。 

　　1.4自然環(huán)境因素對混凝土產(chǎn)生裂縫分析 

　　自然環(huán)境的多樣性、不確定性及特殊性對混凝土的影響多種多樣，如在我國西部地區(qū)，氣候條件比較特殊，冷熱比較懸殊，干旱少雨，相對濕度較低加之風(fēng)蝕嚴重，混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑成型過程中，水分從混凝土表面加速蒸發(fā)，表面宜產(chǎn)生龜裂與麻面；反反復(fù)復(fù)的凍融氣候，凍傷混凝土使其易發(fā)生剝蝕開裂；一些特殊地區(qū)如：鹽堿地域、酸雨氣候、海水侵蝕等特殊自然環(huán)境都會與混凝土發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生開裂。建筑工程基礎(chǔ)不均勻沉降易造成鋼筋混凝土開裂，裂縫的大小、形狀、方向與地基變形的情況有關(guān)，由于地基變形的應(yīng)力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的，危害較大。 

　　2.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制 

　　混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的，但其危害程度卻是可以控制的，而裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展往往是由多種因素共同影響，所以裂縫控制需要多方面綜合考慮。 

　　2.1設(shè)計方面 

　　選用適合的結(jié)構(gòu)體系，必要時應(yīng)采取加強措施，在設(shè)計中處理好構(gòu)件的“抗”與“放”的關(guān)系，相應(yīng)的構(gòu)造措施應(yīng)用得當，適當擴大鋼筋的配筋率，積極的采用各項補償措施，設(shè)計人員注重對結(jié)構(gòu)的認識。 

　　2.2施工過程中的控制 

　　在大體積混凝土施工的過程中采取一些預(yù)控的措施，對預(yù)防裂縫的產(chǎn)生是非常重要的，可從以下幾方面考慮： 

　�。�1）降低骨料溫度，控制混凝土人模溫度和澆筑溫度。在大體積混凝土夏季施工過程中，除降低水的溫度外，還應(yīng)降低砂石骨料的溫度，以降低混凝土的出機溫度、人模溫度及混凝土的最高溫峰。在混凝土人模時，加強人模的通風(fēng)，以加速模內(nèi)熱量散發(fā)，并做好表面隔熱保護防止表面降溫過大，以減小內(nèi)外溫差混凝土的澆筑溫度越低，對控制混凝土的內(nèi)外溫差及溫度應(yīng)力越有利。外界氣溫對混凝土的澆筑溫度影響較大，應(yīng)盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土，應(yīng)在較低的室 

　　外溫度下進行 

　　（2）改善邊界約束和構(gòu)造設(shè)計，消除或降低內(nèi)外約束應(yīng)力。大體積混凝土施工中，為改善基礎(chǔ)邊界條件，可采取分層或分塊澆筑，合理設(shè)置水平和垂直施工縫，或在適當?shù)奈恢迷O(shè)置施工后澆帶，這樣可以減輕外約束作用，縮小約束范圍，還可利用澆筑塊的面層進行散熱，確�；炷�土自由收縮以達到釋放溫度應(yīng)力的目的。另外，在適當部位局部加大膨脹劑摻量形成膨脹加強帶，可有效防止混凝土裂縫的產(chǎn)生 

　　（3）合理配筋，提高混凝土抗裂性及極限抗拉強度。配筋宜采用小直徑、小間距，按全截面對稱配制，以提高抵抗貫穿性開裂的能力 

　�。�4）加強測溫和溫度監(jiān)測工作，實行信息化管理與控制。施工時根據(jù)結(jié)構(gòu)物的具體情況確定溫度監(jiān)測點埋設(shè)的部位和深度。一般從平面位置考慮可分為邊緣和中間兩種情況，從澆筑高度的豎向考慮應(yīng)包括底板、中間和表面三個部位。以所選混凝土澆筑塊體平面圖對稱軸線的半條軸線為測溫區(qū)，在測溫區(qū)內(nèi)測溫點呈平面布置。對于大體積混凝土的測溫延續(xù)時間應(yīng)根據(jù)工程的重要程度確定，在厚度較大的工程上要大于2m，一般不少于15d。 

　　2.3 人員控制方面 

　　工程的質(zhì)量受制于施工材料和施工技術(shù)雙方面的影響，在施工技術(shù)方面只能通過施工人員的專業(yè)基礎(chǔ)知識和實際技術(shù)水平兩個方面反應(yīng)出來。對于水利工程施工隊伍中老中青年齡段跨度比較大的現(xiàn)狀來看，應(yīng)該采用以下措施。對于年齡長資歷深的施工人員，主要繼續(xù)加強其實際的操作能力，同時也要對其進行建筑常識和溝通能力的培訓(xùn)以便于根據(jù)指令準確施工；對于中青年施工人員要對其進行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)和理論知識培訓(xùn)，這些人員是建筑工程中的中堅力量，要著力對其進行全方位的培養(yǎng)；對于新聘的人員，要注意人才對現(xiàn)有施工隊伍的補充，要聘用專業(yè)基礎(chǔ)扎實的技術(shù)性研究設(shè)計人才，一方面能夠?qū)�工程設(shè)計和施工質(zhì)量進行科學(xué)的監(jiān)理，另一方面能夠組織內(nèi)部業(yè)務(wù)培訓(xùn)，有利于施工隊伍整體工作能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高。 

　　2.4施工及養(yǎng)護方面 

　　施工單位應(yīng)在混凝土澆注前作詳細的混凝土澆筑施工方案，對現(xiàn)場是否具備澆筑條件進行嚴格檢查，發(fā)現(xiàn)問題需整改后再進行澆筑施工，澆筑前注意氣象條件是否對澆筑有影響，包括氣溫、濕度、降雨、風(fēng)速等，是否需要做出相應(yīng)措施。各方管理部門組成混凝土澆筑領(lǐng)導(dǎo)小組，對混凝土的澆筑、振搗、養(yǎng)護進行全程監(jiān)控，嚴格執(zhí)行施工技術(shù)方案及相關(guān)規(guī)范要求。保溫保濕養(yǎng)護時間應(yīng)當不低于半個月，重大工程不低于一個月，混凝土澆筑過程宜有取信息化施工，利用必要的監(jiān)測手段跟蹤測試，控制養(yǎng)護條件。 

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