水库大坝面板混凝土产生裂缝的原因及控制措施.doc

1、水库大坝面板混凝土产生裂缝的原因及控制措施摘 要裂缝在水工混凝土结构中是不可避免的，它的出现不但引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化，而且会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能。因此，对于形成裂缝的原因要认真分析，区别对待，采取合理、有效的措施预防和控制其发生，保证水工建筑的安全运行。 文章对水库大坝面板产生裂缝的原因及控制施工技术措施作了一些探讨。 关键词水库 面板混凝土裂缝 产生的原因 控制措施 中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0116-01 一、工程简介 水库大坝为砼面板堆石坝，最大坝高 61.5m，坝上游设计坡比1：1.5。该工程以灌

2、溉为主，兼有发电、防洪和养鱼。水库总库容 3808万 m3，其中有效库容 3500 万 m3，死库容为 50 万 m3。枢纽工程为 III 等工程，设计按 50 年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核。面板共 37 块，分块宽度 12m，等厚 30cm，最大斜坡长 101m，总方量 10200 m3，钢筋总量约 616 吨。 二、面板产生裂缝的原因分析 面板混凝土裂缝产生原因有结构因素、混凝土本身因素、施工环境因素三方面。例如，堆石体变形过大；靠两岸山体填筑料与山体之间密度不同形成应力差，造成坝体不均匀沉降；面板混凝土内、外温差形成的温度应力及干缩；施工期气温日变幅大、寒潮袭击、保温保湿养护不正常：

3、混凝土配合比及施工工艺的缺陷等均会造成混凝土裂缝的产生。另外，混凝土冷缩、干缩时受到基础约束而在混凝土内诱发拉应力也是面板产生裂缝的破坏力的外因；混凝土抗拉强度和极限拉值等自身抗裂能力均较低则是产生裂缝的内因，当破坏力大于抗裂能力时，混凝土就会产生裂缝；反之则可保持完整。 2.1 混凝土超载裂缝形成的原因 （1）在混凝土结构还没有达到设计要求强度时候，为了赶工期，大面积混凝土浇筑后未够 24 小时工人就上去进行下一部分的施工，并将大量的钢筋、模板堆放在混凝土面上。因此，施工中面板混凝土施工后，必须严格待混凝土强度达到 2.5MPa 后，才可进行后续施工。 （2）混凝土结构超载使用时，在构件受力

4、弯矩最大的部位造成变形、受力不均而引起的裂缝。这种裂缝一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展，成条状，但没有收缩裂缝那么均匀。并且，该原因形成的裂缝一般较为明显，多表现为贯穿裂缝。 2.2 混凝土温度应力裂缝 混凝土温度应力裂缝多发生在大体积混凝土表面或者温差变化较大地区的混凝土结构中。其原因主要是混凝土硬化初期水泥放出大量的水化热，致使混凝土内部温度不断升高，大量的热量聚集在混凝土 结构内部不易散失，而表面热量散发较快，这样就在混凝土内外形成了温差，从而使混凝土表面产生拉应力。在混凝土硬化后期，水化热逐渐减少，内部温度降低，但由于受到基础等约束，内部出现拉应力。当拉应力大于混凝土抗拉强度时，就可能

5、引起裂缝。特别是结构复杂，周围刚性连接的结构物体积、大小、方向各异，约束复杂，当混凝土收缩时，如不从多方面采取措施加以预防，混凝土将极易出现裂缝。 2.3 混凝土收缩与沉降裂缝 当混凝土水分散失时，会引起体积收缩，受潮后则体积会膨胀，但收缩值大于膨胀值（即收缩后的混凝土，吸潮不可能全部恢复的情况） ，特别是在干热、风大的季节，表面水分蒸发快，造成毛细管中产生负压致使混凝土体积急剧收缩引起裂缝。降裂缝的出现一般有两种情况。一是使用了坍落度较大的混凝土拌和物。坍落度较大的拌和物在初凝时，虽然经过振动密实，但由于粗骨料在自身重力的作用下还会下沉，致使混凝土内部不均匀。二是因地基不均匀沉降或者混凝土构

6、件结合不良导致剪应力超过设计强度而产生。这种裂缝危害很大，一般与地面成3040或垂直的方向发展，宽度与荷载、沉降比例有关。 三、控制面板裂缝产生的施工措施 工程的面板使用多采用分块跳槽施工。浇筑二序块时，一序块已接近稳定温度，由于一序块面板无侧向约束，其温度应力已随面板内部温度趋于平衡而消失。二序面板浇筑后，板块内温度徐变产生温度应力，由于一序面板与二序面板间隔有一层柔性止水材料一沥青，且一序面板侧面经处理较平整，一序面板对二序面板侧向不产生约束或约束很小，不致产生过大的拉应力，则混凝土不会产生拉裂破坏。另外，水库面板施工时还采取了一些专门的设计和施工技术，也有效地避免了裂缝的产生。矿渣微粉用

7、量占水泥和矿粉总量的 40%，在施工过程中，发现坍落度损失快且难控制，浇筑后砼表面于缩裂缝较多。最后对原配合比进行了调整，具体调整为保持其他掺量不变，保持水灰比不变，将原配合比的矿粉掺量由 40%降为 30%，将水泥用量增加了 10%的掺量。调整后的砼和易性好，粘聚性好，无泌水现象，坍落度损失的速度明显降低。 3.1 施工控制措施 （1）进行喷雾降温保湿 在高温季节，坝址区最高温度可达 40，加之该地区干燥多风蒸发量大，对面板混凝土的施工很不利，为了解决这一施工难题，采用了喷雾方法。喷雾法能有效地降低混凝土仓面的空气温度和提高仓面空气湿度，并对混凝土表面失水及时进行补偿，有效保证了混凝土的浇筑

8、温度。（2）混凝土施工季节的选择 混凝土面板发生裂缝的主要原因是冷缩和干缩。当温度应力和干缩应力大于混凝土抗裂能力时，混凝土就会开裂。混凝土浇筑之后处于温度逐渐回升阶段，选择有利的浇筑时间，有利于改善温度收缩应力。如南方选择春季和冬季非负温期，避开夏季和秋季高温期施工较合适；严寒、寒冷地区选择正温季节施工。 （3）面板混凝土的保温及养护 为保护新浇混凝土不受风雨及温差的影响，在滑模架后部拖挂长 15m的略宽于板面的塑料布，混凝土出模后及时覆盖保湿；终凝后，改用草带或棉被覆盖保温保湿，同时通过多孔管常流水连续养护，有利于降低混凝土热交换系数，减缓变形变化，从而减少裂缝的破坏力。养护期一般不少于

9、90d，最好保湿养护至水库蓄水。 3.2 浇筑效果 通过以上多种措施并行，在每板砼浇筑终仓 7 天后进行裂缝现场统计，28 天后又再一次调查。统计结果为：共发现裂缝 942 条，计1994m，其中0.2mm 以上裂缝 74 条，计 362m；O.2mm 裂缝 865 条，计1596m；裂缝主要集中在板长大于 60m 的板块上，裂缝发生最少的板块主要集中在两坝肩。基本均为微小裂隙，不会对工程的质量产生大的影响，后期注意观察监控，完全属于可控状态。因此，采用高性能砼，完善浇筑工艺，认真组织砼浇筑施工工艺，可有效控制面板裂缝的发生。 四、结论 水库面板是堆石坝防止渗漏、保证大坝安全运行的第一屏障，防止或消除裂缝是当今面板坝设计和施工中的一个重要课题。本文根据水库大坝混凝土面板施工的实践，主要从现场施工过程中的具体技术方面介绍了大坝面板混凝土产生裂缝的控制措施。