摘要：本文分析了水工墩墻混凝土裂縫的成因，并提出了相應(yīng)的防裂措施，供大家參考。

　　Abstract：This paper analyzes the causes of cracks in concrete hydraulic pier, and the crack control measures, for your reference.

　　關(guān)鍵詞：水工墩墻;混凝土裂縫;成因

　　Keywords: hydraulic pier wall; concrete cracks; causes

　　中圖分類號：TU377 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

　　1前言

　　水工墩墻結(jié)構(gòu)是一種典型的水利工程結(jié)構(gòu)形式，廣泛分布于水閘、涵洞、擋土墻等工程中。由于水工墩墻較窄，一般為1m左右，加上施工設(shè)備的改進，現(xiàn)在大多采用泵送混凝土或商品混凝土，在相當(dāng)多的工程中墩墻產(chǎn)生了大量的表面裂縫甚至貫穿裂縫。這不僅破壞了結(jié)構(gòu)的整體性，影響結(jié)構(gòu)的受力狀況與穩(wěn)定，使結(jié)構(gòu)的運行帶來不確定性，而且容易導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋銹蝕，降低結(jié)構(gòu)的耐久性，有時還會引起滲透變形，危及基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。因此，在設(shè)計和施工中注意防裂措施，有特別重要的意義。

　　2 水工墩墻裂縫的成因

　　墩墻混凝土裂縫的形成原因是復(fù)雜的，除結(jié)構(gòu)布置不合理、地基不均勻沉降等因素引發(fā)的結(jié)構(gòu)裂縫外，溫度變化和干縮，以及自身體積變形是混凝土墩墻結(jié)構(gòu)裂縫形成的主要原因。裂縫主要有表面裂縫和貫穿裂縫兩種。

　　(一)基礎(chǔ)約束。底板或基礎(chǔ)混凝土如果修筑在天然地基上，底板受到較小外部約束，出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象較少。如果地基為堅硬的基巖，底板就會受到較大的外部約束，開裂現(xiàn)象可能會比較嚴(yán)重。比如基礎(chǔ)處理采用灌注樁，底板與灌注樁固結(jié)，墩墻極易產(chǎn)生貫穿裂縫。而底板直接在天然地基上的，或地基處理采用粉噴樁等，與底板柔性接觸，就無此現(xiàn)象發(fā)生。

　　(二)內(nèi)外溫差影響。混凝土在澆筑過程和以后的三天內(nèi)，水化熱會產(chǎn)生較大的溫度變化，由此在混凝土表面產(chǎn)生的裂縫，為表面裂縫;如果底板基礎(chǔ)處理采取灌注樁的，加上基礎(chǔ)的約束作用，表面裂縫向縱深方向發(fā)展，最后就有可能成為貫穿裂縫。

　　(三)收縮影響?；炷潦湛s由兩部分組成：一是濕度收縮(干縮)，二是自收縮(自身體積收縮)。混凝土的收縮主要是濕度收縮，即主要是由于混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)，形成混凝土的濕度變化，收縮主要形成表面裂縫。

　　3墩墻混凝土裂縫的控制措施

　　3.1 混凝土材料的選取

　　混凝土材料的選取是控制因內(nèi)外溫差引起裂縫的主要措施，其首要一條就是要降低水化熱，優(yōu)先選用低熱量的水泥。水泥水化熱量的大小是導(dǎo)致混凝土溫度變化的最主要因素，降低水化熱能，控制溫差，以減少裂縫的產(chǎn)生。除了選用低熱量水泥外，減少水泥用量也可降低水化熱。在混凝土中摻人活性混合料(如粉煤灰)，可使混凝土最高溫度降低，并能延遲混凝土到達最高溫度的時間，有利于熱量的散發(fā)。

　　優(yōu)化骨料級配及混凝土配合比也可有效地減小變溫引起的應(yīng)力。粗骨料在混凝土中占的比例很大，因此，粗骨料的礦物性質(zhì)很大程度上決定了混凝土的熱學(xué)性能。優(yōu)先選用熱學(xué)性能好的骨料是混凝土溫度控制的措施之一，合理選擇混凝土原材料，選擇線膨脹系數(shù)小的骨料，可以有效地控制由溫度引起的裂縫。

　　3.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局

　　設(shè)置合理的分縫和分塊通倉澆筑，能夠簡化澆筑繁瑣的后期冷卻和接縫灌漿的作業(yè)程序，加快工程進度，使工程盡早投入運行。但通倉澆筑增加了澆筑塊受基礎(chǔ)約束的拉應(yīng)力區(qū)的范圍，也增大了澆筑塊的尺寸，使其發(fā)生表面裂縫的概率增大。另外，通倉澆筑增大了倉面的尺寸，澆筑過程中更容易出現(xiàn)薄弱面，對混凝土澆筑的平倉振搗要求更高，且由于結(jié)構(gòu)體積較大和設(shè)備能力的限制，難于一次澆筑完，所以，需要根據(jù)實際情況進行合理的分縫、分塊澆筑。

　　合理地設(shè)置貼腳可以防止水工墩墻結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)局部的應(yīng)力集中。另外，貼腳還可起到增加結(jié)構(gòu)抵抗垂直于水流方向的水平水壓力的作用，增強整個結(jié)構(gòu)抵抗不平衡力矩的能力，從而減小底板產(chǎn)生順?biāo)鞣较虻牧芽p。當(dāng)水利工程所在的巖基比較堅硬時，可通過設(shè)置基礎(chǔ)過渡層來處理由外部約束引起的裂縫。過渡層通常是在底板和基巖之間澆筑1層15～20cm的薄層，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的平緩過渡。過渡層材料的力學(xué)性能必須要介于軟土和基巖的力學(xué)特性之間，并且要具備良好的變形性能，可以很好地適應(yīng)地基的變形，防止底板裂縫的出現(xiàn)。

　　3.3 溫度控制措施

　　混凝土溫度的控制包括控制混凝土的澆筑溫度和控制混凝土的溫升幅度。要從2個方面著手控制混凝土溫度，盡量減少裂縫的產(chǎn)生。下面分別討論2種溫度控制措施。

　　(1)混凝土的澆筑溫度和外界氣溫密切相關(guān)。

　　外界的高溫勢必導(dǎo)致混凝土澆筑溫度的升高，高溫混凝土能加速膠凝材料的水化反應(yīng)，混凝土到達最高溫度的時間也就縮短了，不利于散熱?？刂茲仓囟仁紫纫刂苹炷恋娜藗}溫度，使現(xiàn)場新拌混凝土的溫度被限制在6~C左右。高溫期拌和時，可在混凝土中加入冰塊對其降溫，應(yīng)盡量在春季或秋季溫度適宜的季節(jié)進行澆筑，盡量不要在炎熱的夏季午問或寒冷的冬季澆筑。當(dāng)必須在夏季施工時，對骨料噴淋冷水也能降低溫度，其它方法如風(fēng)冷骨料也能起到降溫作用。風(fēng)冷法有2種方式，一種是封閉拌和料倉，通過通人冷風(fēng)來使骨料降溫;另一種是在皮帶機輸送骨料時用冷風(fēng)吹冷骨料。對運送混凝土的工具、泵送管路、攪拌機以及澆筑倉面要采取遮陽或降溫措施，以減少外部氣溫對混凝土溫度的影響。

　　(2)控制混凝土的溫升幅度

　　主要通過水管冷卻來控制混凝土的溫升幅度，水管冷卻可有效地降低混凝土內(nèi)外溫度，減小混凝土的溫升幅度，且造價不高，是一種經(jīng)濟有效的溫控措施。水管冷卻通常應(yīng)用于大體積混凝土中(如大壩等)，在水工墩墻結(jié)構(gòu)中采用得較少，但其降溫效果明顯且經(jīng)濟，所以，仍不失為一種有效的溫控防裂措施。墩墻結(jié)構(gòu)中最容易開裂的部位通常在墩墻底部，所以，冷卻水管一般埋設(shè)在墩墻的下半部分。雖然水管冷卻出現(xiàn)拉應(yīng)力較大，但可控制在抗拉強度之內(nèi)。一般只要能保證混凝土在10d內(nèi)不出現(xiàn)裂縫，水管冷卻的混凝土一般也不會出現(xiàn)裂縫，且抗裂能力較強。

　　3.4 施工工藝控制

　　泵送混凝土能大幅度提高混凝土的運輸速度，在現(xiàn)代施工中經(jīng)常采用。但由于泵送混凝土水泥用量大、水灰比大、粗骨料粒徑小、水化熱溫升高且易產(chǎn)生溫度收縮裂縫。在澆筑墩墻混凝土?xí)r，不宜采用泵送混凝土，但在受約束較小的墩墻上部可以采用泵送混凝土來提高生產(chǎn)效率。

　　縮短底板和墩墻的澆筑間歇時間亦可減少裂縫的產(chǎn)生。其主要作用是縮小底板和墩墻之間彈性模量的差距，減小底板對墩墻的約束;混凝土的體積變形持續(xù)時間較長，縮短底板和墩墻的澆筑時間能使底板和墩墻的體積變形趨于一致，從而減少由于變形不一致產(chǎn)生的裂縫。為了減小底板對墩墻的約束，可使底板和一定高度的墩墻同時澆筑。因為與底板同時澆的墩墻高度越高，墻體所受底板的約束也就越小，但是施工也就變得越麻煩，而且施工中增加了跑模的概率，所以，和底板同時澆筑的墩墻不能太高。

　　4結(jié)束語

　　水工墩墻結(jié)構(gòu)混凝土開裂的主要原因是溫差、約束和收縮。因此，從防止裂縫的角度出發(fā)，所采取的工程措施都以減小這些因素的不利影響為目的。科學(xué)合理的工程措施，嚴(yán)格有序的施工管理，是保證工程質(zhì)量、防治裂縫的重要手段。