安克旭

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

1 案例工程基本概況

吉木乃縣揚水工程（三泵站—五泵站）施工Ⅲ標調(diào)蓄水池位于現(xiàn)城東北方約15km 處，采用玻璃鋼夾砂管與五泵站連接，管道全長7.3km，管徑1200mm，沿途建筑物68 座，混凝土澆筑約1750m3；調(diào)蓄水池池底高程860.5m，池頂高程876m，庫容355 萬m3，包含進出水建筑物和檢修通道及管理房，土石方開挖約240m3，壩體填筑約80 萬m3，棄料約160 萬m3，土工膜鋪設(shè)約40 萬m2，混凝土澆筑約3.6 萬m3。

本標段涉及混凝土施工分為：輸水管道建筑物、調(diào)蓄水池進口及消力池、調(diào)蓄水池出水涵洞及出水塔、調(diào)蓄水池檢修通道、調(diào)蓄水池護坡混凝土、壩頂路沿石和路面、背部混凝土方格網(wǎng)等七個部分。輸水管道建筑物混凝土約1750m3，設(shè)計指標F200W6；調(diào)蓄水池混凝土約3.6 萬m3，設(shè)計指標主要為F300，部分為F200W6。調(diào)蓄水池護坡混凝土澆筑為關(guān)鍵工作，總澆筑量2.89 萬m3，計劃工期140d，日均強度206m3/d，考慮其他部位施工及不良天氣等因素影響，混凝土正常施工時強度按護坡強度的150%考慮為309m3/d，高分期按120%計算為370m3/d。澆筑強度高，管線建筑物分散，施工運輸難度大。

2 揚水工程混凝土收縮縫的影響分析

水工工程中混凝土收縮縫往往受到水分蒸發(fā)、漿體收縮等方面的影響，會形成相應(yīng)的收縮縫。

1）塑性收縮。在混凝土完成澆注之后的5h 左右其中的水泥就會產(chǎn)生比較激烈的反應(yīng)，容易發(fā)生泌水以及水分蒸發(fā)的情況，從而造成混凝土的失水收縮問題。同時此種情況下骨料會由于自重而發(fā)生沉降，骨料和膠合料發(fā)生了不均勻收縮。一旦骨料在下沉時遭遇鋼筋約束就容易順著鋼筋方向形成裂縫。

2）干縮。在混凝土凝結(jié)之后，其表層水分會逐漸蒸發(fā)掉，從而造成混凝土濕度逐漸下降、體積逐漸降低，從而產(chǎn)生干縮現(xiàn)象，一般情況下混凝土干縮主要出現(xiàn)在其澆注完成之后7d 左右時間。在水分蒸發(fā)過程中會在混凝土的表層和內(nèi)部形成不均勻性收縮，從而造成混凝土表層受拉嚴重，一旦超出了混凝土所能承受的拉力就會產(chǎn)生裂縫。

3）溫度收縮。溫度因素所造成的混凝土裂縫主要是由于水泥水化熱所造成的混凝土內(nèi)外部溫差較大。一般情況下溫差的產(chǎn)生主要包括如下幾種情況：一是在水工混凝土澆筑初始階段會形成大量的水化熱，容易產(chǎn)生內(nèi)外溫差而造成混凝土開裂；一是在模板拆除前后因為混凝土表面溫度快速降低而造成的裂縫；另一方面是由于混凝土內(nèi)部溫度達到最高之后，隨著熱量的漸漸散失會形成內(nèi)部的溫差，形成溫度梯度，從而產(chǎn)生溫度裂縫。

3 揚水工程混凝土收縮縫控制措施

1）塑性收縮裂縫的防治措施。第一，為了避免收縮裂縫的產(chǎn)生，可以采取干縮值相對較小的硅酸鹽水泥進行混凝土的制作，同時也要在混凝土中添加相應(yīng)量的減水劑，以此來增強混凝土所具有的和易性以及坍落度，從而有效減少水泥、水等原材料的用量。同時也要盡量采用具有較好級配性的粗集料，要控制石料含泥量≤1%，這樣也能夠減少水泥的用量，可以有效改善混凝土和易性。

另外，為了提升混凝土澆筑一體性，在澆筑前要對基層、模板等進行必要的灑水潤濕。

第二，完成混凝土澆筑后要加強其溫濕度控制，可在其表面覆蓋草墊或者塑料薄膜，并對其進行灑水潤濕。同時，可在混凝土表層噴灑養(yǎng)護劑來加強其養(yǎng)護力度；（如圖1 所示）

圖1 混凝土澆筑

第三，為了提升混凝土振搗有效性，可以對其實施二次振搗，將混凝土重新實施液化處理，此種方式可以有效將原有較為粗大的骨料打碎，同時也可以去除多余的水膜，可以有效緩解混凝土塑性裂縫的發(fā)生概率。第四，由于該工程混凝土施工過程中容易受到強風影響，所以需要設(shè)置必要的擋風裝置，加強混凝土的養(yǎng)護。

2）干縮裂縫防治措施。第一，混凝土內(nèi)水泥含量很大程度上影響干縮裂縫的產(chǎn)生，所以要盡可能采取粉煤灰水泥等低水泥含量的混凝土。另外，混凝土的干縮在很大程度上受到水灰比的影響，水灰比的增加會造成干縮更加嚴重，因此需要根據(jù)工程現(xiàn)場具體情況有效控制水灰比，并且在其中加入適量減水劑。第二，加強混凝土配比方面的控制，特別是加強其用水量的控制，保證其處在配比設(shè)計范圍內(nèi)。第三，造成干縮裂縫的重要原因就是混凝土前期的養(yǎng)護缺失，因此要適度延長混凝土的養(yǎng)護時間，尤其是對于寒冷環(huán)境來說更是要加強混凝土的保溫措施，并且在其表面涂抹養(yǎng)護劑實施養(yǎng)護。第四，針對此工程的結(jié)構(gòu)來說，可以在合適位置設(shè)置收縮縫來降低干縮裂縫的產(chǎn)生。

3）溫度裂縫的防治措施。第一，可以通過粉煤灰水泥、礦渣水泥等低熱性水泥進行混凝土配制，為了保證所制混凝土的性能指標，要確保粉煤灰含量達到混凝土總量25%以上。同時也要降低混凝土中水泥含量（不超過450kg/m3）以及水灰比（不超過0.6）。為了能夠有效降低混凝土中水泥含量，可以在其中加入高效的減水劑，以此來減小水泥的水化熱作用。第二，需要加強混凝土生產(chǎn)過程中攪拌的控制，為了有效降低混凝土澆筑溫度，可以采用風冷方式對混凝土進行必要的降溫。第三，要對揚水工程的具體情況進行分析，結(jié)合相應(yīng)標準設(shè)定最終的混凝土配合比。同時，為了驗證所配置混凝土的性能，需要對其實施必要的工程試驗來確定最終配合比的有效性。另外，混凝土的攪拌質(zhì)量在很大程度上影響著混凝土的最終質(zhì)量，在對其進行攪拌時要充分考量混凝土的存儲時間、外部因素影響，減小其發(fā)生離析的可能。第四，揚水工程涉及大量混凝土澆筑工程，對其工藝控制相對校驗，因此務(wù)必要確保施工結(jié)構(gòu)的合理性，防止因為結(jié)構(gòu)問題而引發(fā)的澆筑裂縫。在進行混凝土澆筑時，為了減小混凝土內(nèi)外溫差的影響，可以通過分層澆筑的方式來進行，并且要控制好不同層之間的過渡和銜接。一般都是從底層向上層逐次進行，每一層澆注完成后都要進行相應(yīng)的養(yǎng)護。分層澆注的方式更多用于結(jié)構(gòu)較為適中的結(jié)構(gòu)當中，所以要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的具體情況設(shè)定合理的澆筑施工方案，以此來保證混凝土澆筑的連續(xù)性以及有效性。在設(shè)定混凝土澆筑施工方案時需要對工程進行整體考量，在具體實施過程中需要逐層實施混凝土澆筑，要最大程度保證其結(jié)構(gòu)覆蓋區(qū)域的合理性和有效性。在實際澆注時為了達到填充密實度，往往從相對較短端作為起始點，逐漸向長邊進行推進，對于相對特殊的位置來說也可以采取從中間向兩側(cè)/從兩側(cè)向中間的方式進行澆筑，但是此種澆注方式在具體操作時較為復雜，對于所用設(shè)備等方面要求相對較高。第五，增強混凝土的養(yǎng)護。對于澆注之后的混凝土進行養(yǎng)護是減少收縮縫的關(guān)鍵措施，養(yǎng)護中最主要的是進行保溫、保濕的控制，一般情況下可在混凝土表面覆蓋保溫膜來緩解混凝土內(nèi)部過快外散，以此來避免混凝土內(nèi)外形成較大的溫度梯度而產(chǎn)生裂縫。在混凝土養(yǎng)護過程中也要具有針對性，對于相對較硬、彈性較小的混凝土來說，在澆注完成之后要第一時間進行養(yǎng)護，利用灑水等方式確保混凝土表層的濕潤性，避免裂縫的產(chǎn)生；對于相對較硬、彈性較大的混凝土來說，那么可以在混凝土澆筑過后12h 利用噴水方式進行養(yǎng)護，確?；炷帘砻娴臐駶櫺?。

4 結(jié)束語

本文主要以揚水工程為例分析影響混凝土收縮縫的原因所在，在此基礎(chǔ)上按照收縮縫的影響因素，從原材料、混凝土配比、澆注方式、養(yǎng)護等多方面提出了收縮縫的控制方法。通過上述這些措施的有效應(yīng)用，能夠大大降低混凝土收縮縫的產(chǎn)生，對于進一步提升水利工程質(zhì)量具有現(xiàn)實意義。