摘 要：在混凝土面板堆石壩工程中，常見的問題主要集中在混凝土面板裂縫上，裂縫是影響混凝土面板堆石壩運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，分析混凝土面板裂縫的成因以及解決措施對(duì)普及混凝土面板堆石壩工程有著重要意義。本文就從混凝土面板堆石壩中裂縫的成因切入，探討相應(yīng)的解決對(duì)策。
關(guān)鍵詞：混凝土；面板；堆石壩；難點(diǎn)；對(duì)策
混凝土面板堆石壩工程中，仍存在一些不可忽視的問題，例如最常見也是最重要的問題就是面板裂縫的處理。本文主要分析了混凝土面板結(jié)構(gòu)性裂縫與非結(jié)構(gòu)性裂縫的成因，從材料與施工工藝的角度切入，試探性的提出了相應(yīng)的防治對(duì)策，以供廣大同行參考與借鑒，共同促進(jìn)我國(guó)混凝土面板堆石壩工程高質(zhì)、高效的開展，保證壩體日常運(yùn)行的可靠性。
一、混凝土面板堆石壩工程中面板裂縫的成因
混凝土面板裂縫的種類主要有兩種，第一種是由于壩體出現(xiàn)不均勻變形導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，第二種是由于混凝土面板自身性能問題產(chǎn)生的收縮性裂縫。不論混凝土面板中出現(xiàn)哪種裂縫，都會(huì)極大地影響石壩運(yùn)行的安全性，下文將對(duì)這兩種裂縫的成因展開分析。
�。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)性裂縫的成因
混凝土面板支撐體不僅需要承受自身重量，還需要承受施工過程中反向水壓的作用力，容易產(chǎn)生不均勻沉降或產(chǎn)生水平位移，使墊層與面板之間脫空，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土面板受到過大外力的作用出現(xiàn)裂縫。這種由于外力作用出現(xiàn)的裂縫是造成混凝土面板堆石壩工程后期，面板出現(xiàn)規(guī)律性開裂的主要因素。壩體變形的主要成因分為加載變形、濕化變形、流變變形與震動(dòng)變形四種。
（二）非結(jié)構(gòu)性裂縫的成因
混凝土面板整體較薄，暴露的面積較大，受到環(huán)境溫度的影響較大，施工完成后，混凝土面板需要硬化，此時(shí)會(huì)釋放出大量的水與熱，導(dǎo)致混凝土面板溫度梯度明顯過大，表層濕度上升，新澆筑的混凝土表面就會(huì)喪失水分，導(dǎo)致干燥過快，在內(nèi)外應(yīng)力的作用下，致使混凝土面板開裂。
1 塑性收縮裂縫
如果混凝土面板表面水分蒸發(fā)速度過快，超過了沁水上升至混凝土面板表面的速度，就會(huì)出現(xiàn)塑性收縮裂縫。引發(fā)塑性收縮裂縫的原因非常多，包括環(huán)境溫度過高、混凝土自身溫度過高、空氣濕度相對(duì)較小、風(fēng)速過大等，塑性收縮裂縫常見于新拌混凝土初凝之前，如果塑性收縮程度較大，就會(huì)出現(xiàn)龜裂，龜裂一般呈水紋狀，裂縫較淺。
2 溫度收縮裂縫
水泥水化熱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，如果外界環(huán)境溫度驟降，混凝土面板內(nèi)外就會(huì)形成較大的溫差，受到熱應(yīng)力的作用，就會(huì)使混凝土面板內(nèi)外結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土面板的抗拉強(qiáng)度的時(shí)候，就出產(chǎn)生裂縫，這種裂縫即為溫度收縮裂縫。
3 干燥收縮裂縫
混凝土面板在硬化時(shí)，表面的水分蒸發(fā)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過內(nèi)部水分蒸發(fā)速率，就會(huì)使混凝土面板表層發(fā)生干縮變形，出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土面板表層拉應(yīng)力超出面板最大承受強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
二、混凝土面板堆石壩裂縫的處理方法
�。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)性裂縫的防治
混凝土面板結(jié)構(gòu)性裂縫多在澆筑初期由于壩體出現(xiàn)了不均勻沉降進(jìn)而導(dǎo)致混凝土面板與壩體脫空，當(dāng)混凝土面板與壩體脫空后，面板的剛度明顯無(wú)法承受壩體沉降變形產(chǎn)生外拉力增強(qiáng)，以致混凝土面板出現(xiàn)細(xì)小裂縫，隨著時(shí)間的推移，裂縫逐漸擴(kuò)大，最終形成貫穿性裂縫。對(duì)于結(jié)構(gòu)性裂縫的處理，應(yīng)該將工作重心轉(zhuǎn)移到預(yù)防方面，以預(yù)防為主，治理為輔。
1 混凝土面板合理分縫，科學(xué)配筋
在混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)過程中，確定主要的受拉區(qū)域，然后在此區(qū)域?qū)⒒炷撩姘宓哪Ｊ礁臑檎桶澹_定主要的受壓區(qū)域，在此區(qū)域?qū)⒒炷撩姘逶O(shè)計(jì)為寬型板，受拉區(qū)域設(shè)置張性縫，受壓區(qū)域設(shè)置壓性縫，每隔一段距離設(shè)置一道，接著向縫隙中填充變形程度較高的填料，避免混凝土面板由于受壓出現(xiàn)升翹現(xiàn)象。另外，針對(duì)兩區(qū)域受力較大的區(qū)域應(yīng)該科學(xué)合理的布設(shè)鋼筋，提升混凝土面板抗拉強(qiáng)度，加強(qiáng)面板整體剛度。
2 雙層面板施工技術(shù)
在混凝土面板堆石壩工程施工過程中，可以將混凝土面板設(shè)置為雙層面板，兩層面板中間設(shè)置中間層，降低兩層面板之間的約束力，實(shí)現(xiàn)混凝土面板功能分離，降低面板承受的拉應(yīng)力，施放層間變形，提升面板整體抗拉強(qiáng)度，避免出現(xiàn)裂縫。雙層面板內(nèi)層由混凝土面板構(gòu)成，外層由瀝青混凝土面板構(gòu)成。瀝青混凝土面板具有極強(qiáng)的抗拉應(yīng)力，變形性能極佳，滲漏系數(shù)非常小，使用壽命較長(zhǎng)，維護(hù)與保養(yǎng)簡(jiǎn)便，能夠滿足工程需要。中間層可以降低兩層面板之間摩擦阻力，減弱兩層面板之間的約束力，抵消變形。
3 壩體預(yù)留沉降期
為了避免壩體沉降導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)裂縫，可以在設(shè)計(jì)施工時(shí)，為壩體預(yù)留沉降期，即在面板施工之前，壩體可以發(fā)生一定的沉降，避免后期沉降嚴(yán)重使混凝土面板與壩體脫空，降低面板出現(xiàn)裂縫的概率。一般來說，壩體的預(yù)沉降期在3個(gè)月左右。
（二）非結(jié)構(gòu)性裂縫的防治
1 提高混凝土面板原材料配比合理性
首先，可以優(yōu)化混凝土的級(jí)配，控制混凝土彈性模量，提高混凝土抵抗裂縫的韌性與極限抗拉強(qiáng)度，降低裂縫出現(xiàn)的概率，其次，由于混凝土面板的裂縫成因主要由于水泥水化熱產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致內(nèi)外應(yīng)力變化，我們可以采用水化熱低的水泥作為材料，避免出現(xiàn)溫度裂縫，接著我們可以采用減水劑控制混凝土面板攪拌用水量，降低混凝土的干燥收縮量，避免出現(xiàn)干縮裂縫，最后，可以在混凝土中參雜一些纖維混凝土，例如聚丙烯纖維或者鋼纖維，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度與韌性，抑制裂縫的產(chǎn)生。
2 降低墊層的約束力
在壩體施工完成后，混凝土面板澆筑之前，需要對(duì)墊層進(jìn)行脫空檢查，如果墊層出現(xiàn)了脫空，必須及時(shí)進(jìn)行處理，然后修整坡面，保證坡面的平整度滿足混凝土面板堆石壩工程的施工要求。施工過程中，盡可能地避免混凝土面板鋼筋插入墊層。墊層上一般可以涂抹一層乳化瀝青，然后再進(jìn)行混凝土面板澆筑作業(yè)，降低墊層料間的摩擦力，保證面板變形時(shí)不會(huì)因?yàn)榧s束力過大產(chǎn)生裂縫。
參考文獻(xiàn)
[1]陳婧，江秀蘭.混凝土面板堆石壩裂縫的成因及對(duì)策探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（01）.
關(guān)鍵詞：混凝土；面板；堆石壩；難點(diǎn)；對(duì)策
混凝土面板堆石壩工程中，仍存在一些不可忽視的問題，例如最常見也是最重要的問題就是面板裂縫的處理。本文主要分析了混凝土面板結(jié)構(gòu)性裂縫與非結(jié)構(gòu)性裂縫的成因，從材料與施工工藝的角度切入，試探性的提出了相應(yīng)的防治對(duì)策，以供廣大同行參考與借鑒，共同促進(jìn)我國(guó)混凝土面板堆石壩工程高質(zhì)、高效的開展，保證壩體日常運(yùn)行的可靠性。
一、混凝土面板堆石壩工程中面板裂縫的成因
混凝土面板裂縫的種類主要有兩種，第一種是由于壩體出現(xiàn)不均勻變形導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，第二種是由于混凝土面板自身性能問題產(chǎn)生的收縮性裂縫。不論混凝土面板中出現(xiàn)哪種裂縫，都會(huì)極大地影響石壩運(yùn)行的安全性，下文將對(duì)這兩種裂縫的成因展開分析。
�。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)性裂縫的成因
混凝土面板支撐體不僅需要承受自身重量，還需要承受施工過程中反向水壓的作用力，容易產(chǎn)生不均勻沉降或產(chǎn)生水平位移，使墊層與面板之間脫空，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土面板受到過大外力的作用出現(xiàn)裂縫。這種由于外力作用出現(xiàn)的裂縫是造成混凝土面板堆石壩工程后期，面板出現(xiàn)規(guī)律性開裂的主要因素。壩體變形的主要成因分為加載變形、濕化變形、流變變形與震動(dòng)變形四種。
（二）非結(jié)構(gòu)性裂縫的成因
混凝土面板整體較薄，暴露的面積較大，受到環(huán)境溫度的影響較大，施工完成后，混凝土面板需要硬化，此時(shí)會(huì)釋放出大量的水與熱，導(dǎo)致混凝土面板溫度梯度明顯過大，表層濕度上升，新澆筑的混凝土表面就會(huì)喪失水分，導(dǎo)致干燥過快，在內(nèi)外應(yīng)力的作用下，致使混凝土面板開裂。
1 塑性收縮裂縫
如果混凝土面板表面水分蒸發(fā)速度過快，超過了沁水上升至混凝土面板表面的速度，就會(huì)出現(xiàn)塑性收縮裂縫。引發(fā)塑性收縮裂縫的原因非常多，包括環(huán)境溫度過高、混凝土自身溫度過高、空氣濕度相對(duì)較小、風(fēng)速過大等，塑性收縮裂縫常見于新拌混凝土初凝之前，如果塑性收縮程度較大，就會(huì)出現(xiàn)龜裂，龜裂一般呈水紋狀，裂縫較淺。
2 溫度收縮裂縫
水泥水化熱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，如果外界環(huán)境溫度驟降，混凝土面板內(nèi)外就會(huì)形成較大的溫差，受到熱應(yīng)力的作用，就會(huì)使混凝土面板內(nèi)外結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土面板的抗拉強(qiáng)度的時(shí)候，就出產(chǎn)生裂縫，這種裂縫即為溫度收縮裂縫。
3 干燥收縮裂縫
混凝土面板在硬化時(shí)，表面的水分蒸發(fā)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過內(nèi)部水分蒸發(fā)速率，就會(huì)使混凝土面板表層發(fā)生干縮變形，出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土面板表層拉應(yīng)力超出面板最大承受強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
二、混凝土面板堆石壩裂縫的處理方法
�。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)性裂縫的防治
混凝土面板結(jié)構(gòu)性裂縫多在澆筑初期由于壩體出現(xiàn)了不均勻沉降進(jìn)而導(dǎo)致混凝土面板與壩體脫空，當(dāng)混凝土面板與壩體脫空后，面板的剛度明顯無(wú)法承受壩體沉降變形產(chǎn)生外拉力增強(qiáng)，以致混凝土面板出現(xiàn)細(xì)小裂縫，隨著時(shí)間的推移，裂縫逐漸擴(kuò)大，最終形成貫穿性裂縫。對(duì)于結(jié)構(gòu)性裂縫的處理，應(yīng)該將工作重心轉(zhuǎn)移到預(yù)防方面，以預(yù)防為主，治理為輔。
1 混凝土面板合理分縫，科學(xué)配筋
在混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)過程中，確定主要的受拉區(qū)域，然后在此區(qū)域?qū)⒒炷撩姘宓哪Ｊ礁臑檎桶澹_定主要的受壓區(qū)域，在此區(qū)域?qū)⒒炷撩姘逶O(shè)計(jì)為寬型板，受拉區(qū)域設(shè)置張性縫，受壓區(qū)域設(shè)置壓性縫，每隔一段距離設(shè)置一道，接著向縫隙中填充變形程度較高的填料，避免混凝土面板由于受壓出現(xiàn)升翹現(xiàn)象。另外，針對(duì)兩區(qū)域受力較大的區(qū)域應(yīng)該科學(xué)合理的布設(shè)鋼筋，提升混凝土面板抗拉強(qiáng)度，加強(qiáng)面板整體剛度。
2 雙層面板施工技術(shù)
在混凝土面板堆石壩工程施工過程中，可以將混凝土面板設(shè)置為雙層面板，兩層面板中間設(shè)置中間層，降低兩層面板之間的約束力，實(shí)現(xiàn)混凝土面板功能分離，降低面板承受的拉應(yīng)力，施放層間變形，提升面板整體抗拉強(qiáng)度，避免出現(xiàn)裂縫。雙層面板內(nèi)層由混凝土面板構(gòu)成，外層由瀝青混凝土面板構(gòu)成。瀝青混凝土面板具有極強(qiáng)的抗拉應(yīng)力，變形性能極佳，滲漏系數(shù)非常小，使用壽命較長(zhǎng)，維護(hù)與保養(yǎng)簡(jiǎn)便，能夠滿足工程需要。中間層可以降低兩層面板之間摩擦阻力，減弱兩層面板之間的約束力，抵消變形。
3 壩體預(yù)留沉降期
為了避免壩體沉降導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)裂縫，可以在設(shè)計(jì)施工時(shí)，為壩體預(yù)留沉降期，即在面板施工之前，壩體可以發(fā)生一定的沉降，避免后期沉降嚴(yán)重使混凝土面板與壩體脫空，降低面板出現(xiàn)裂縫的概率。一般來說，壩體的預(yù)沉降期在3個(gè)月左右。
（二）非結(jié)構(gòu)性裂縫的防治
1 提高混凝土面板原材料配比合理性
首先，可以優(yōu)化混凝土的級(jí)配，控制混凝土彈性模量，提高混凝土抵抗裂縫的韌性與極限抗拉強(qiáng)度，降低裂縫出現(xiàn)的概率，其次，由于混凝土面板的裂縫成因主要由于水泥水化熱產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致內(nèi)外應(yīng)力變化，我們可以采用水化熱低的水泥作為材料，避免出現(xiàn)溫度裂縫，接著我們可以采用減水劑控制混凝土面板攪拌用水量，降低混凝土的干燥收縮量，避免出現(xiàn)干縮裂縫，最后，可以在混凝土中參雜一些纖維混凝土，例如聚丙烯纖維或者鋼纖維，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度與韌性，抑制裂縫的產(chǎn)生。
2 降低墊層的約束力
在壩體施工完成后，混凝土面板澆筑之前，需要對(duì)墊層進(jìn)行脫空檢查，如果墊層出現(xiàn)了脫空，必須及時(shí)進(jìn)行處理，然后修整坡面，保證坡面的平整度滿足混凝土面板堆石壩工程的施工要求。施工過程中，盡可能地避免混凝土面板鋼筋插入墊層。墊層上一般可以涂抹一層乳化瀝青，然后再進(jìn)行混凝土面板澆筑作業(yè)，降低墊層料間的摩擦力，保證面板變形時(shí)不會(huì)因?yàn)榧s束力過大產(chǎn)生裂縫。
參考文獻(xiàn)
[1]陳婧，江秀蘭.混凝土面板堆石壩裂縫的成因及對(duì)策探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（01）.
