摘要：大體積混凝土不規(guī)則裂縫是水利工程施工中經(jīng)常出現(xiàn)且無(wú)法避免的主要問題，發(fā)生的因素很多，非常復(fù)雜。基于此，本篇文章以我國(guó)某水利水電工程混凝土重力壩施工實(shí)例為基礎(chǔ)，結(jié)合大體積混凝土不規(guī)則裂縫產(chǎn)生的原因，探討大體積混凝土不規(guī)則裂縫的控制措施。

關(guān)鍵詞：大體積;不規(guī)則裂縫;控制方法

各種混凝土大壩和其他大型混凝土建筑物出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜。此類裂縫，尤其是其中的較深裂縫和周邊裂縫，嚴(yán)重?fù)p害了混凝土壩結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和工作能力。為了更好地保證混凝土壩能安全、可靠和長(zhǎng)期正常運(yùn)行，需要對(duì)混凝土壩產(chǎn)生裂縫的原因有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，并在施工期間加以控制，以減少裂縫的產(chǎn)生或減輕裂縫產(chǎn)生的影響。

1. 前言

水利水電工程是新建的具有農(nóng)業(yè)灌溉、縣區(qū)應(yīng)急水源、城市配電、農(nóng)村人畜飲水等綜合經(jīng)濟(jì)效益的大、中、小型水利工程。某工程大壩為正態(tài)分布混凝土重力壩，屬于大體積混凝土的范疇。大壩施工過(guò)程中澆筑了大量混凝土，大體積混凝土施工雖然經(jīng)過(guò)嚴(yán)格地質(zhì)量管控，仍存在不規(guī)則裂縫。不規(guī)則裂縫經(jīng)過(guò)檢測(cè)和適當(dāng)處理后，對(duì)大壩的安全、可靠性及正常運(yùn)行無(wú)害。但如果處理不當(dāng)，在工程建設(shè)的中后期或大壩投產(chǎn)運(yùn)行期間裂縫可能繼續(xù)發(fā)展，甚至危及大壩結(jié)構(gòu)的整體安全性。因此，有必要找出不規(guī)則裂縫產(chǎn)生的原因，制定技術(shù)措施，以減輕、消除工程質(zhì)量和安全隱患，確保工程施工質(zhì)量。

2. 大體積混凝土裂縫造成的狀況調(diào)查

首先，大體積混凝土工程產(chǎn)生裂縫是無(wú)法避免的，只能采取相應(yīng)的對(duì)策，在一定程度內(nèi)消除裂縫對(duì)大壩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。在施工過(guò)程中，應(yīng)盡可能采取相應(yīng)措施，控制裂縫的形成，使結(jié)構(gòu)盡可能少地產(chǎn)生裂縫，或盡量減少裂縫的整體寬度和長(zhǎng)度。根據(jù)實(shí)地調(diào)研，該工程3#-5#壩段壩基有15處不規(guī)則裂縫，裂縫寬度最小約為0.1毫米，較大的裂縫寬度約為2.8毫米，最大裂縫長(zhǎng)度約為4.7米。

3. 大體積混凝土裂縫的關(guān)鍵根源

首先，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的不規(guī)則裂縫分析，不規(guī)則裂縫多為表面較淺的裂縫。為了更好地查明原因，分別對(duì)現(xiàn)澆混凝土材料及拌和質(zhì)量、混凝土振搗和養(yǎng)護(hù)過(guò)程，設(shè)計(jì)方案、大壩結(jié)構(gòu)等進(jìn)行詳細(xì)分析，找出原因，采取相應(yīng)的質(zhì)量管理方法，減少不規(guī)則裂縫的發(fā)生，進(jìn)而合理保證工程施工質(zhì)量[1]。

其次，在施工人員、材料、機(jī)械設(shè)備、方法、環(huán)境等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，并召開了多次根因會(huì)議，仔細(xì)分析了施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種原因。對(duì)各種因素進(jìn)行了不斷的討論，經(jīng)過(guò)歸納和分類，做出了因果關(guān)系分析圖，如下圖1所示。

最后，根據(jù)因果關(guān)系分析圖中的各種影響因素，查閱相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)研究分析，找出關(guān)鍵原因如下。

第一，是現(xiàn)澆混凝土層厚過(guò)大。壩基混凝土設(shè)計(jì)方案規(guī)定，大體積混凝土澆筑層厚度不得超過(guò)1.5m。由于設(shè)計(jì)圖中沒有設(shè)置冷卻循環(huán)水管，所以在澆筑1.5m層厚的混凝土后，內(nèi)部熱量傳播相對(duì)較慢，很容易造成混凝土溫差。

第二，冷卻循環(huán)水管未設(shè)置。壩基設(shè)計(jì)方案沒有規(guī)定冷卻循環(huán)水管的設(shè)置方式，實(shí)際施工過(guò)程中也未設(shè)置冷卻循環(huán)水管降溫，對(duì)混凝土內(nèi)部降溫造成一定影響。

三是砂石料級(jí)配不連續(xù)。根據(jù)原材料檢測(cè)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)檢查，拌和場(chǎng)地粗骨料級(jí)配不連續(xù)，特別是20mm～40mm和40mm～80mm的砂石料粒徑偏小。

四是煤灰質(zhì)量差。根據(jù)原材料檢測(cè)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)選用Ⅱ類粉煤灰，各項(xiàng)特性均符合要求，但在咨詢?cè)O(shè)計(jì)單位和檢測(cè)單位后，質(zhì)量合格的粉煤灰仍存在可改善空間。

第五，其他原因。如氣溫影響、壩段分區(qū)和施工程序不科學(xué)、技術(shù)披露不完整和不及時(shí)、質(zhì)量意識(shí)差、稱量不準(zhǔn)確、混凝土坍落度過(guò)大、石灰粉質(zhì)量差等，通過(guò)對(duì)此類影響因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并嚴(yán)格控制相關(guān)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)對(duì)裂縫產(chǎn)生的影響不明顯，不應(yīng)作為關(guān)鍵要素進(jìn)行分析。

4. 大體積混凝土不規(guī)則裂縫控制方法

針對(duì)上述確定的關(guān)鍵要素，精心制定大體積混凝土不規(guī)則裂縫處理技術(shù)措施，合理減少裂縫，保證工程實(shí)體質(zhì)量。主要技術(shù)措施如下。

4.1加大混凝土降溫的對(duì)策

與設(shè)計(jì)單位溝通，確定冷卻循環(huán)水管布置方式。冷卻循環(huán)水管采用直徑20毫米的鍍鋅鋼管，水平間距80厘米，每層垂直間距30厘米。冷卻水管安裝完成后，進(jìn)行工作試壓，防止漏水。各層制冷循環(huán)系統(tǒng)管道覆蓋混凝土澆筑拌勻，循環(huán)的制冷系統(tǒng)管道利用沉淀處理后的河水。施工過(guò)程中，循環(huán)水管嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方式進(jìn)行鋪設(shè)，確保降溫的實(shí)際效果。

4.2更換粗骨料，使砂漿配合比與砂石級(jí)配一致

嚴(yán)格控制砂石料質(zhì)量，工地實(shí)驗(yàn)室重新設(shè)計(jì)混凝土配合比。同時(shí)，在澆筑混凝土前，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)用料情況進(jìn)行檢查，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂石情況及時(shí)調(diào)整混凝土配合比，以保證澆筑混凝土的質(zhì)量。

4.3更換粉煤灰種類，提高粉煤灰質(zhì)量

將粉煤灰質(zhì)量等級(jí)提高一級(jí)，使混凝土更容易在澆筑過(guò)程中成型，并減少坍落度過(guò)大所帶來(lái)的影響。減少混凝土澆筑期間的放熱量，可以顯著減小溫差，有效抵抗大體積混凝土中不規(guī)則裂縫的產(chǎn)生。

4.4大體積混凝土施工過(guò)程的注意事項(xiàng)

首先，在混凝土澆筑前和整個(gè)澆筑過(guò)程中，所用的砂、石、水泥和不同添加劑等必須要達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求;在澆筑混凝土?xí)r，要控制澆筑速度，確保澆筑層平穩(wěn)上升，同時(shí)完善約束條件，降低溫度內(nèi)應(yīng)力;混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)采用吸濕、自動(dòng)外流等方法解決倉(cāng)面泌水情況。

其次，在混凝土澆筑過(guò)程中，加強(qiáng)混凝土水灰比和溫升的精確測(cè)量。在施工現(xiàn)場(chǎng)建立專業(yè)測(cè)溫隊(duì)伍，在混凝土不同部位布置測(cè)溫點(diǎn)，準(zhǔn)確、及時(shí)測(cè)量混凝土澆筑過(guò)程中和混凝土澆筑成型后的溫度和溫差。采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?，?duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)表層采取保溫、保濕等措施，是大體積混凝土溫度控制的有效預(yù)防措施之一，防止混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫[2]。

最后，當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中外界溫度較低時(shí)，應(yīng)盡量延遲拆模時(shí)間;為保證混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度，應(yīng)做好混凝土澆筑工作，并適當(dāng)增加養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

5. 總結(jié)

采用上述技術(shù)措施，在該工程施工中后期，大壩現(xiàn)澆混凝土壩面未發(fā)現(xiàn)明顯的不規(guī)則裂縫，使得本工程的大壩混凝土中的不規(guī)則裂縫控制在一定范圍內(nèi)，保障了本工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李林， 魏文杰， 顏福開. 大壩大體積混凝土不規(guī)則裂縫控制措施探析[J]. 安徽建筑， 2020， 27（9）：2.

[2] 王勇. 水利工程大體積混凝土裂縫的控制措施分析探討[J].? 2020.

作者簡(jiǎn)介：張偉利 1984年4月出生? 男? 漢族? 陜西銅川? 中級(jí)職稱? 本科? 中國(guó)水利水電建設(shè)工程咨詢西北有限公司? 單位所在地：陜西省西安市? 郵編：710100