淺談某水電站站溢洪道混凝土裂縫成因分析

常儉

摘要：混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等等。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；成因

一、基本情況

溢洪道泄槽段底板、消能防沖挑坎及側(cè)墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C9040F100W6，三級(jí)配，開(kāi)挖2008年05月18日開(kāi)始，底板混凝土2011年7月5日開(kāi)始澆筑2#底板至2011年9月9日底板混凝土完成，設(shè)計(jì)分快100塊，泄槽段底板厚度1.0m，中部三排幾何尺寸15m×13.8m，兩側(cè)1排幾何尺寸15m×12.7m。共計(jì)取混凝土抗壓試塊136組。溢洪道消能防沖挑坎底板2011年6月30日開(kāi)始澆筑2012年1月15日澆筑完成，共計(jì)取混凝土抗壓試塊40組；混凝土工程量35490m3。

二、混凝土施工情況及裂縫統(tǒng)計(jì)檢查統(tǒng)計(jì)

1、泄槽段混凝土施工情況

泄槽段混凝土底板，澆筑時(shí)先澆筑泄槽底板，再澆筑側(cè)墻。墻體分層澆筑，層高2.5m。采用組合鋼木模板立模澆筑，混凝土采用9m3混凝土攪拌車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。

1）基礎(chǔ)面、施工縫清理：對(duì)基礎(chǔ)建基面，由人工將基巖面內(nèi)松動(dòng)的巖石撬除，并采用高壓風(fēng)、水聯(lián)合的形式將巖面所附巖屑、粉塵沖洗至干凈?；炷潦┕たp采用人工鑿毛，去除乳皮，微露粗砂。

2）測(cè)量放樣：采用全站儀測(cè)量確定基礎(chǔ)面高程并確定建筑物細(xì)部邊沿尺寸，用紅漆標(biāo)識(shí)于基巖面上，掛線定出模板外邊線。

3）鋼筋制安及錨桿施工：鋼筋制作由施工員按照設(shè)計(jì)圖紙要求在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，加工制作的成品料按規(guī)格型號(hào)進(jìn)行安裝。進(jìn)水渠鋼筋型號(hào)主要為Φ28、Φ25、Φ20，采用電弧焊焊接，接頭單面焊接長(zhǎng)度為10d。錨桿施工采用“先注漿后安裝錨桿”的程序施工，左、右側(cè)墻Φ28錨桿長(zhǎng)度9.0m，深入基巖7.8m；Φ28基礎(chǔ)錨桿長(zhǎng)6.2～6.3m，深入基巖5.0m，均采用YT28手風(fēng)鉆鉆孔，造孔完成后采用高壓風(fēng)水槍將孔內(nèi)巖屑沖洗干凈，注漿采用錨桿注漿機(jī)灌注，注漿管插至距孔底10cm左右，隨砂漿的注入緩慢拔出?？變?nèi)砂漿注滿后將錨桿插入。

4）混凝土拌制、運(yùn)輸、入倉(cāng)

混凝土拌制由HZ90-2F1500和JS1000拌和系統(tǒng)集中拌制。泄槽混凝土運(yùn)輸由9m3混凝土攪拌車從拌合站至右岸低線公路運(yùn)輸，后期從拌合站至下游圍堰運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。主要采用長(zhǎng)臂反鏟垂直運(yùn)輸入倉(cāng)，人工用Φ70mm型振搗棒振搗密實(shí)，底板采用人工抹面，左、右邊墻交叉澆筑。

5）養(yǎng)護(hù)：混凝土養(yǎng)護(hù)，采用鋪蓋氈毯、人工灑水的形式進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)期為28d。

2、裂縫調(diào)查統(tǒng)計(jì)

溢洪道泄槽段底板混凝土裂縫檢查，自混凝土澆筑后月90天后開(kāi)始普查混凝凝土裂縫，裂縫共計(jì)75條，總長(zhǎng)320.1米。其中縫寬0.1mm以下裂縫35條，計(jì)120.25m；0.1～0.2mm裂縫28條，合計(jì)102.65m；大于0.2mm裂縫12條共97.2m。

二、混凝土施工質(zhì)量檢測(cè)情況統(tǒng)計(jì)分析

1、溢洪道泄槽段底板混凝土，共檢測(cè)136組，工程量19921m?，檢測(cè)28天抗壓強(qiáng)度最小值42.0MPa，平均值46.0MPa，標(biāo)準(zhǔn)差1.52MPa?；炷辽a(chǎn)質(zhì)量等級(jí)滿足標(biāo)準(zhǔn)差≤3.5MPa良好等級(jí)，強(qiáng)度保證率99.9%，抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)與評(píng)定

強(qiáng)度

等級(jí) 檢測(cè)

組數(shù) 抗壓強(qiáng)度 （MPa） 標(biāo)準(zhǔn)差

（MPa） 保證率

（%） 合格率

（%） 檢驗(yàn)評(píng)定 質(zhì)量

判定

平

均值 最

大值 最

小值 P（%）≥

95% f/ck，min≥

0.9fc Cv<0.14

C9040

F100

W6 泄槽段底板136 46.0 51.0 42.0 1.52 99.9 100 99.9>95% 42.0>36.0 0.03<0.14 優(yōu)良

備注

C40混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范SL 176-2007評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)要求。

3、抗凍、抗?jié)B檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2-2，泄槽段底板混凝土抗壓強(qiáng)度質(zhì)量管理分析圖2-3，從圖就可以看出混凝土95.6%的點(diǎn)均在3S標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)，屬控制管理優(yōu)良。

混凝土抗?jié)B、抗凍、劈裂抗拉強(qiáng)度檢測(cè)統(tǒng)計(jì)表

檢測(cè)項(xiàng)目 檢測(cè)組數(shù) 設(shè)計(jì)要求 檢測(cè)結(jié)果 質(zhì)量判定

極拉 2 / 3.11、3.08 合格

抗?jié)B 17 W6 >W12MPa 合格

抗凍 4 F100 >100個(gè)循環(huán) 合格

備注 檢測(cè)頻次符合設(shè)計(jì)要求。

4、溢洪道泄槽段底板、混凝土澆筑情況檢測(cè)統(tǒng)計(jì)分析

從溢洪道泄槽段底板混凝土澆筑情況看，澆筑在氣溫較低的時(shí)段為2010年11月5日-2011年5月10日，在高溫季節(jié)澆筑的時(shí)段為，2011年5月10日以后至2011年9月9日，從混凝土施工澆筑情況檢測(cè)統(tǒng)計(jì)分析，最高氣溫37℃，最低氣溫0℃，最大極差37℃，平均溫度差18.8℃；混凝土最高澆筑溫度31℃，最大極差31℃，平均溫度差11.2℃。

從溢洪道消能防沖挑坎底板混凝土澆筑情況看，澆筑在氣溫較低的時(shí)段為2011年1月5日-2012年1月15日，在高溫季節(jié)澆筑的時(shí)段為，2011年6月30日-2011年8月28日，從混凝土施工澆筑情況檢測(cè)統(tǒng)計(jì)分析，最高氣溫35℃，最低氣溫1℃，平均溫度差22.8℃；混凝土最高澆筑氣溫33℃，平均溫度差17.2℃。

從混凝土澆筑時(shí)段和檢測(cè)的情況分析，由于溫度應(yīng)力而生的溫度裂縫，仍然不可忽視，從使用的水泥品種情況分析，采用P.MH 42.5中熱水泥后，在高溫季節(jié)混凝土平均溫度26.4℃，高于20℃，雖然自身水化溫度有所降低，但仍然不能很有效的抑制裂縫的發(fā)展。

溢洪道混凝土澆筑情況檢測(cè)統(tǒng)計(jì)分析

三、裂縫的成因分析

1、混凝土澆筑時(shí)正值高溫季節(jié)施工，氣溫較高，最高氣溫達(dá)37℃，雖采用了骨料倉(cāng)搭遮陽(yáng)棚、拌合時(shí)采用抽堵河涼水拌制混凝土、倉(cāng)面噴霧等措施，但混凝土出機(jī)口、入倉(cāng)溫度仍偏高，盡管對(duì)混凝土運(yùn)輸車采取了隔熱措施，但混凝土澆筑溫度都在28℃以上；因此采用常規(guī)的降溫措施也只能降低2℃左右，再者混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)比較高C40，水泥用量大，混凝土水化熱高；分析主要原因?yàn)闇囟葢?yīng)力變形產(chǎn)生的裂縫。

2、混凝土倉(cāng)面較大，內(nèi)外溫度差產(chǎn)生的溫度梯度比較大，內(nèi)外溫差產(chǎn)生溫度應(yīng)力造成裂縫，其中有幾倉(cāng)，白天和夜間溫度差在12℃～28℃，混凝土溫差大、入倉(cāng)溫度越高，則裂縫越多，由此可以肯定，在氣候條件較高季節(jié)澆筑混凝土是不利的。

3、先澆筑塊混凝土對(duì)新澆筑混凝土之間的約束，形成局部擠拉應(yīng)力，引起裂縫。

4、從7月份后，在咨詢專家、設(shè)計(jì)、業(yè)主的建議下，溢洪道及時(shí)采用了三峽牌P.MH42.5中熱水泥，以降低混凝土的水化熱。從檢查的裂縫發(fā)展及裂縫形狀看，在摻加中熱水泥后對(duì)混凝土的水化熱有一定的降低，同時(shí)在降低裂縫的數(shù)量及寬帶方面也有所改善，如80塊～100塊底板，裂縫就較少。

5、從溢洪道泄槽段底板裂縫可以發(fā)現(xiàn)，大部分裂縫都集中在溢洪道左右側(cè)墻兩側(cè)部位，而中間部位的底板，在同一澆筑時(shí)段，裂縫相比之下較少。分析原因，有可能兩側(cè)側(cè)墻重力，造成地基不均勻沉降，造成此段底板變形而破裂。

6、根據(jù)混凝土拌制參數(shù)的控制情況分析，混凝土本身施工基本沒(méi)有問(wèn)題。從混凝土出機(jī)口拌合、運(yùn)輸?shù)絺}(cāng)面，每道工序配備專人負(fù)責(zé)檢測(cè)，氣溫、混凝土塌落度、混凝土入倉(cāng)溫等各項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)格把關(guān)。

7、施工質(zhì)量評(píng)價(jià)：本分部工程共計(jì)838個(gè)單元工程，施工完成838個(gè)單元工程，監(jiān)理單位復(fù)核：?jiǎn)卧こ倘亢细?，其中?yōu)良單元工程791個(gè)，優(yōu)良率94 %。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，混凝土裂縫題目一直嚴(yán)重困擾著混凝土的施工質(zhì)量，在混凝土生產(chǎn)以及施工過(guò)程中有針對(duì)性地采取預(yù)防措施，盡量減少裂縫的數(shù)目和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量，使建筑物具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。