摘要：隨著國內大型水電站的興建，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、內外溫差大、溫度收縮應力大等特點，很容易產生裂縫，由于水運工程的特殊環(huán)境，為保證工程質量，對大體積混凝土裂縫的控制顯得非常重要�；诖耍恼聦λ娬敬髩雾艥仓芽p控制進行研究，以期能夠提供一個借鑒。
關鍵詞：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量問題是混凝土結構產生裂縫。造成結構裂縫的原因是復雜的，綜合性的。但是，大體積砼從澆筑時起，到達到設計強度止，即施工期間產生的結構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，結構截面大，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。由于混凝土導熱不良，體積過大，相對散熱較小，混凝土內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部溫度，混凝土表面就產生裂縫。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溫度對裂縫產生分析
在混凝土施工過程中，水泥水化產生大量水化熱，每立方米混凝土會產生17500-27500kj的熱量，從而使混凝土內外溫差加大，加之水化熱集聚在結構內部不宜散失，較大的溫差造成內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生收縮變形，升溫期因混凝土模量還很低，只產生較小的壓應力，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，裂縫經常發(fā)生，其最大原因是混凝土內部水化熱溫度過高且不宜散失造成。
1.2收縮對裂縫產生分析
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�；炷聊Y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，內部損失慢，因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內部混凝土的約束，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，便產生收縮裂縫。
1.3化學反應對裂縫產生分析
混凝土內摻有氯化物外加劑，使鋼筋產生電化學腐蝕，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，產生難溶而又體積增大的反應物，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、硅質巖或鎂質巖等活性氧化硅與高堿水泥中的堿反應生成堿硅酸凝膠，吸水后體積膨脹使混凝土產生裂縫，即通常所謂堿骨料反應；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蝕嚴重，混凝土結構在澆筑成型過程中，水分從混凝土表面加速蒸發(fā)，表面宜產生龜裂與麻面；反反復復的凍融氣候，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)生反應產生開裂。建筑工程基礎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，由于地基變形的應力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的，危害較大。
2.混凝土結構裂縫控制
混凝土結構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設計方面
選用適合的結構體系，必要時應采取加強措施，在設計中處理好構件的“抗”與“放”的關系，相應的構造措施應用得當，適當擴大鋼筋的配筋率，積極的采用各項補償措施，設計人員注重對結構的認識。
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控的措施，對預防裂縫的產生是非常重要的，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，以加速模內熱量散發(fā)，并做好表面隔熱保護防止表面降溫過大，以減小內外溫差混凝土的澆筑溫度越低，對控制混凝土的內外溫差及溫度應力越有利。外界氣溫對混凝土的澆筑溫度影響較大，應盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土，應在較低的室
外溫度下進行
�。�2）改善邊界約束和構造設計，消除或降低內外約束應力。大體積混凝土施工中，為改善基礎邊界條件，可采取分層或分塊澆筑，合理設置水平和垂直施工縫，或在適當?shù)奈恢迷O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，確保混凝土自由收縮以達到釋放溫度應力的目的。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)結構物的具體情況確定溫度監(jiān)測點埋設的部位和深度。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
工程的質量受制于施工材料和施工技術雙方面的影響，在施工技術方面只能通過施工人員的專業(yè)基礎知識和實際技術水平兩個方面反應出來。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的技術培訓和理論知識培訓，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)基礎扎實的技術性研究設計人才，一方面能夠對工程設計和施工質量進行科學的監(jiān)理，另一方面能夠組織內部業(yè)務培訓，有利于施工隊伍整體工作能力和業(yè)務素質的提高。
2.4施工及養(yǎng)護方面
施工單位應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、風速等，是否需要做出相應措施。各方管理部門組成混凝土澆筑領導小組，對混凝土的澆筑、振搗、養(yǎng)護進行全程監(jiān)控，嚴格執(zhí)行施工技術方案及相關規(guī)范要求。保溫保濕養(yǎng)護時間應當不低于半個月，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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