闸墩裂缝原因分析及控制措施
检修水闸闸墩混凝土裂缝成因及处理
闸 墩 混 凝 土模 板 拆 除后 采 用 表 面
天 就 已经 发 现 . 为非贯 穿性 的浅 表裂 缝 。
2 . 裂 缝 产 生 的 原 因 发 现 水 闸 闸 墩 裂缝 后 . 通 过 对混 凝
水 利 施 工
检 修 水
口韩丽 粉
水 闸挡 墙 及 边 墩 均 为 典 型 的 钢 筋 混凝 土结构 . 具有较好 的耐久性 . 但由 于混 凝 土 是 一 个 复 杂 的非 均 质 材 料 . 抗 拉 强 度较 低 . 且 又 有 自身 体积 变 形 、 徐变 等特 性 .在 实 际施工 中常会 出现 不 同 程
度 的裂缝 一旦 出现 了混凝 土 裂缝 . 则 应
因 及 处 理
该 水 闸 闸 墩 混 凝 土 设 计 标 号 为 C 3 0 W6 F 1 5 0 . 水 泥 品 种 为 普通 硅 酸 盐 水 泥P ・ O 4 2 . 5 . 水 泥 水化 热 较 大 . 在 一 定 程 度 上增 高 了混 凝土 内部 温 度 .加 上 闸墩 属 于 大体 积混 凝 土 .施工 中内部 水 化热 散 发不 出来 . 造成 混凝 土 内外 温 差很 大 . 超 出规 范 允许 临 界值 . 产 生裂 缝
裂 缝 全 部 封 闭
3 . 2凿槽 嵌 补 法
不一 致 . 在 混 凝 土 表 面 形 成 一 定 拉 应
力. 当拉应力达 到一定极 限时 . 表 面 就 某水 闸为一座渠道 倒虹吸 的进 口 检修闸 , 闸室 总 长 1 2 m, 共3 孑 L 。 单 孔 净 宽6 . 5 m.为 3孔 一联 的 开 敞 式 钢 筋 混
大型水库闸墩裂缝成因分析及处理
大型水库闸墩裂缝成因分析及处理摘要:水闸闸墩主要为大体积混凝土结构浇筑而成,在浇筑完成后,闸墩部位易出现裂缝的问题,不仅影响建筑物的结构强度和整体稳定性,而且无法保证水工建筑物的正常使用。
本文结合工程实例对水闸闸墩混凝土裂缝产生的原因进行分析,并提出一些有效的防治措施。
可供参考!关键词:裂缝控制;闸墩;成因分析;质量控制一、工程基本情况某水库工程闸坝总长52.3km,其中主副坝长48.3 km,泄洪闸12 孔。
工程按100 年一遇洪水标准设计,300 年一遇校核,总库容1.25 亿m3。
二、裂缝产生的原因分析1裂缝自查、检测情况该水库泄洪闸为12 孔,闸墩由左、右两个边墩和中间的11 个中墩组成,编号从右岸到左岸,共12孔闸门。
泄洪闸过流形式为宽顶堰,校核洪水位时最大泄流能力为6532 m3/s。
水库翼墙、闸墩在2011 年汛后自检中发现有混凝土脱落、裂缝、白色析出物、露筋等现象。
经检测结果显示,泄洪闸闸墩混凝土存在较多的裂缝、冻胀破坏。
泄洪闸闸墩混凝土有明显可见裂缝共43 条,裂缝累计总长度为72 m。
闸墩混凝土出现钢筋锈蚀、混凝土鼓胀、表层及内部混凝土脱落等缺陷,共出现缺陷33 处,累计面积13.32m2。
泄洪闸上游右翼墙伸缩缝出现错位,缝两边混凝土缺损、错位,填缝材料缺损。
2成因分析该水库泄洪闸为确保工程外观质量,采用滑膜施工技术,2006年施工完毕,效果很好,2011年泄洪闸闸礅混凝土发现裂缝、白色析出物等现象。
经检测及施工处理后分析,裂缝、白色析出物及混凝土脱离原因是由于在滑模施工时,采用镀锌铁管来固定模板,镀锌管从上至下排布,每段管与上一段管的交接处没有采用对接的工艺,只是简单的搭接,施工完成后,管的上端开口处未进行封闭处理,管中含有的水也未及时导出,长时间以来,管内壁锈蚀严重,在管的侧壁多处出现了裂缝,裂缝处锈蚀严重,有水缓慢渗出,管的下口开口处也有大量的锈蚀物与淤积物,在冬季工况下,管内含水,管裂缝附近及管下端开口处附近混凝土内部充满水分,管的保护层厚度在5~10cm,由于冻胀引起混凝土冻胀破坏,形成由内向外的鼓胀现象,现场观察这样的缺陷,附近的裂缝都是鼓胀出来的混凝土与未鼓胀混凝土之间形成的斜茬的裂缝,裂缝的终点即为渗水处。
水闸闸墩裂缝如何产生又该如何防治
contents •引言•水闸闸墩裂缝产生的原因•水闸闸墩裂缝的危害•水闸闸墩裂缝的防治措施•工程实例分析•结论与展望目录水利工程的重要性裂缝对水闸闸墩的危害研究背景和意义研究背景和意义研究目的研究方法研究目的和方法水泥质量不佳砂石的含泥量过高、级配不良、粒径太小或太大等都会影响混凝土的强度和抗裂性能。
砂石质量不良外加剂使用不当原材料因素搅拌不均匀振捣不密实养护不当030201施工工艺因素结构形式不合理结构设计遗漏荷载考虑不周结构设计因素温度变化地震作用外部环境因素0102结构性能下降耐久性降低裂缝会导致闸墩内部的钢筋暴露在空气中,使其受到氧化和腐蚀,进一步降低闸墩的耐久性。
安全隐患设计阶段材料选择施工过程结构维护对于细微的裂缝,可以采用表面涂抹水泥浆、环氧树脂等方法进行处理。
表面处理灌浆法结构补强拆除重建对于较大的裂缝,可以采用灌浆法,将环氧树脂等材料通过压力灌注到裂缝中,达到封闭裂缝的目的。
对于承载力下降或存在严重裂缝的闸墩,可以采用结构补强的方法,如粘贴钢板、碳纤维布等。
对于无法修复或修复成本过高的闸墩,可以考虑拆除重建。
工程概况01020304施工期混凝土收缩温度应力基础不均匀沉降结构受力裂缝产生原因分析裂缝防治方案设计优化混凝土配合比加强温度控制加强基础处理增加结构安全系数经过优化混凝土配合比、加强温度控制、加强基础处理、增加结构安全系数等措施的实施,有效地减少了水闸闸墩裂缝的产生。
通过定期对水闸进行检查和监测,发现裂缝数量和长度都有明显减少,防治效果显著。
在工程运行过程中,通过加强管理和维护,进一步保证了水闸的安全稳定运行。
防治效果评估研究结论产生原因水闸闸墩裂缝的产生原因主要有三个方面,分别是材料因素、施工因素和设计因素。
材料因素包括混凝土的强度、抗渗性等指标不合格;施工因素包括施工质量控制不严格、施工工艺不合理等;设计因素则包括结构设计不合理、配筋不足等。
防治措施针对水闸闸墩裂缝的产生原因,可以采取以下防治措施:优化结构设计,加强配筋,提高混凝土的强度和抗渗性;加强施工质量控制,严格施工工艺;加强运行管理,定期检查和监测水闸运行情况,及时发现和处理问题。
水闸闸墩裂缝成因及处理措施
水闸闸墩裂缝成因及处理措施摘要:水闸是水利工程建设中常见的水工建筑物,闸墩部位易出现裂缝的问题,长期以来困扰着水利工程界,一直未能得到很好地解决。
闸墩裂缝的出现给水闸带来了多方面不同程度的危害,也越来越受到工程界的重视。
本文针对水闸工程中出现的混凝土裂缝问题进行了分析,并提出了相应的处理措施。
关键词:闸墩裂缝;裂缝原因;水闸;水利工程建设;防治abstract: locks is common in water conservancy construction hydraulic structures, the pier is part of the problem there is crack, for a long time with water conservancy engineering, have been unable to get very good solution. the pier is related to the occurrence of crack brought various different degree of harm, also more and more get the attention of the engineering. this article in view of the locks of concrete crack appeared in the project are analyzed, and the corresponding treatment measures.key words: the pier crack; crack causes; locks; water conservancy project; prevention and control中图分类号:tv文献标识码:a 文章编号:水闸挡墙及边墩均为典型的钢筋混凝土结构,具有较好的耐久性,但由于混凝土是一个复杂的非均质材料,抗拉强度较低,且又有自身体积变形、徐变等特性,在实际施工中常会出现不同程度的裂缝。
陆水水利枢纽二号副坝闸墩裂缝成因分析及缺陷处理方案
收稿日期:2020-07-06作者简介:张俊文,男,高级工程师,主要从事水利工程建设与运行管理工作。
E-mail :****************1工程概述陆水水利枢纽位于陆水干流山谷出口处,主坝坐落在湖北省赤壁市城区南端,距京广铁路蒲圻铁路桥上游2km ,距京港澳高速公路、京广高铁和107国道陆水大桥上游5~8km ,地理位置十分重要[1]。
陆水系长江中游右岸一级支流,源出湘、鄂、赣3省交界的幕阜山北麓,流经湖北省的通城、崇阳、赤壁、嘉鱼4县市,在武汉上游约157km 的陆溪口注入长江。
陆水干流全长183km ,流域面积3950km 2,枢纽工程控制流域面积3400km 2[2]。
陆水水库总库容7.42亿m 3,是一座以防洪为主,兼有灌溉、发电、城市供水、航运、养殖、旅游和水利科学试验任务的大(2)型综合利用水利枢纽。
工程由主坝和15座副坝、泄洪建筑物、电站厂房、开关站、南北灌溉渠首、简易干运垂直升船机等建筑物组成。
工程等别为Ⅱ等,永久性主要建筑物级别为2级[3]。
2号副坝原为土坝,后因防洪需要,20世纪80年代改建为泄洪闸,坝顶高程59.0m ,最大坝高16.0m ,坝轴线长102.2m 。
泄洪闸闸室分3孔,每孔净宽12.0m ,闸底板高程46.0m ,两侧各有3个重力坝段。
闸室下游接泄槽段,泄槽出口采用挑流消能方式。
2闸墩裂缝成因分析引起闸墩裂缝的因素包括结构与荷载、混凝土原材料、混凝土配合比及施工技术措施等。
国内外目前采用的主要加固方法有:裂缝内部化学灌浆补强加固,表面涂刷单组份聚脲柔性涂层或弹性环氧砂浆封闭,外层粘贴高强玻璃纤维布,预应力碳纤维板加固,粘贴钢板加固及预应力锚杆等[4]。
2.1闸墩结构布置泄洪闸共布置4个闸墩,闸墩顺水流方向长26.0m ,其中1,4号闸墩为边墩,宽1.7m ;2,3号闸墩为中墩,宽3.4m 。
泄洪闸分为3段,在2,3号闸墩中部分缝,分段长度15.4m ,2,3号闸墩为缝墩。
浅析水闸墩墙混凝土裂缝与控制措施
的混凝土凝 固时间会增 加 ,低 温浇 筑 的混凝 土容易 冻结 而使混凝土强度 减 小 ,但这 与养 护 时间有 关 。如在 受冻
前只有 1 h的凝 结 时 间 ,强 度损 失 可 达 到 5 % ;如 果 浇 筑 O
3 水 闸 墩 墙 温 控 防裂 措 施
针对墩 墙混凝 土 的开裂 形式 与裂 缝形 成 原 因,主要
2 3 混凝 土收 缩 .
混凝 土的收 缩分 为干 缩 、 自身 收缩 和塑 性 收缩 。水
化 反 应 中 ,随着 水 泥 的 凝 结 、 硬 化 ,混 凝 土 中 的 水 分 会 慢 慢 挥 发 , 引起 混 凝 土 体 积 缩 小 、 变 形 , 这 种 变 形 称 为
干缩 。由于表 面混凝 土 跟空气 接 触 ,水 分蒸 发 的速 度总
混 凝 土 的制 冷 效 率 ; 当 然 ,在 混 凝 土 的 运 输 过 程 中 , 应 采 取 措 施 防止 混 凝 土 在 运 输 过 程 中 温度 回升 。 ()控 制 温 升 幅度 。 主要 是 通 过 在 混 凝 土 里 埋 设 冷 却 2
两 种 收 缩 完 成 的 时 间 也 不 一 样 。在 模 板 拆 除 之 前 ,混 凝
另外 ,根据工 程要 求 和建筑 物所 处 的环境 条件 ,选 择适当的外加剂 ,也 是减 少水 泥用 量和 降低混 凝土 水化
热的重要措施之一 。
3 2 混凝 土浇 筑 时间 .
混凝 土 的 水 化 反 应 是 放 热 反 应 ,而 混 凝 土 却 是 不 良
控制混凝土的温度主要包括以下两个方面 :
对性 的温控 防裂措施 ,防止混凝土裂缝 的产生 和扩展 。
3 1 混凝 土材 料选择 .
水闸闸墩裂缝成因及防治措施
水闸闸墩裂缝成因及防治措施水闸闸墩是水利工程中的重要组成部分之一,它们通常用于控制水流方向、水位高度和水流量的变化,以保障下游区域的安全和稳定。
在水闸闸墩的使用和维护过程中,由于多种因素的影响,闸墩上会出现裂缝现象,从而给人们的生产生活带来诸多不便和安全隐患。
因此,了解水闸闸墩裂缝的成因和预防措施至关重要。
一、水闸闸墩裂缝的成因1.地质原因水闸闸墩的建造往往需要依据当地的地质条件来进行,如果当地的地质条件不稳定或者存在较多的地质缺陷,那么水闸闸墩就会存在被地质条件所限制,容易导致裂缝的出现。
2.施工质量不良水闸闸墩是一个很大的工程,施工环节中质量的问题非常关键,如果在施工的过程中出现了一些不良的工序或者施工有误的情况,那么就可能会导致水闸闸墩出现裂缝。
3.水力效应水流腐蚀功夫、水压效应以及水流的撞击效应都可能导致水闸闸墩的产生裂缝。
在水流带来的冲击力和持续的腐蚀下,水闸闸墩就很容易出现裂缝。
4.自然灾害像地震、水灾、风灾等自然灾害,都有可能导致水闸闸墩产生裂缝。
自然灾害无法进行有效的预防,因此需要我们在日常的维护和检查中注意一些裂缝的预警,则能及时解决问题。
二、水闸闸墩裂缝的防治措施1.加固处理针对裂缝的出现,可以采用回填法、加筋、爆破法等方法,进行加固处理,使其达到设计要求的强度和稳定性。
2.监测管理需要定期对水闸闸墩进行检测和监测,及时发现和处理问题,防止出现严重的后果。
监测工作一般包括物理检测、常规检测和无损检测等等,具体的方式和方法可以根据不同情况进行调整。
3.维护保养加强水闸闸墩的维护保养,定期对闸墩进行检查和维修工作,及时排除一些问题,防止水闸闸墩的质量和稳定性出现变化。
4.科学管理鞭策水闸闸墩的科学管理,建立相应的管理制度、技术标准和相关的作业规程,加强对水闸闸墩施工和维护的管控。
在水闸闸墩的维护和修缮过程中,我们需要根据不同情况,采取合适的措施,防止和解决出现裂缝的问题。
一方面,需要保证水闸闸墩在功能和质量上稳定和可靠,另一方面,也需要加强对裂缝和安全隐患的风险预测能力和处理能力,防止让其带来更多的损失和影响。
水闸闸墩裂缝影响分析与设计控制技术
3裂缝 控制 效 果及 成 因分 析 3 1 混凝 土温 度裂 缝控 制效 果 . 按 照上述 裂缝 控制 措 施, 到水 闸施 工 完成至 今 , 总共 1 座闸墩 中, 在 9 仅在 早 期浇 筑 的 6 发现 裂缝 。19 年 9 2 座 90 月 O曰第 一批 闸墩模 板 拆除后 , 发现 部 分 已浇筑 闸墩接 近底 部不 同位 置出现 了细 小的纵 向裂纹, 普遍位 于工作 门门槽 和 检修 门 门槽之 间, 向为 闸底 板 以上20 上 下, 闸墩常 态混凝 土和 泵送 混 竖 .m 即 凝 土界 面 附近 。在 首批 闸墩发 现裂 纹 后, 施工 单位 专 门针 对裂 纹进 行 了持续 的观测 , 测工 作从 1 9 观 9 0年 l 0月 1 2日开 始, 由专人 定 期 、定点进 行 了为期
工 业技术
●I
水 闸闸墩 裂缝影 响分 析与设 计控 制技 术
蒋喜 明
( 州市 水利 水 电勘测 设计 院 永 湖南 永州 4 50 ) 2 00 [ 摘 要] 大 型水 闸采取 合 理 的前期控 制 和后 期养 护措 旅是 减 少闸墩 温度 裂缝 产 生的 主要 手段 , 于裂 缝发 生后 破坏 扩 展 的限制 措施应 相 应提 前, 强对 对 对 加 裂缝 发展 的 观测 , 时 分析 成 因, 及 弥补 施 工环 节 的不 足 。 [ 键词 ] 关 大体积 混 凝土 温 度裂 缝 泵 送混 凝土 裂 缝观测 中图分 类号 :V 4 +9 T 54 . 1 文 献标 识码 : A
文章编 号 :0 9 9 3 (00 1 0 3O 10 — 1X 2 1) 60 1 一 1
1混凝 土 沮度 裂 缝设 计控 制技 术 为防止大 体积混凝 土温度 裂缝 发生和 开展, 分别在 设计和 施工环 节上采 应 取相 应 的方法 进行 控 制 。首先 在 设计上 , 根据 浇筑 环 境分 析裂 缝发 生 的可 应 能性 , 并采 取 防范 和限 制措 施 。在施 工环 节上 , 是控 制混 凝土 材料 , 用低 一 选 水化 热水泥, 优选 掺和料, 控制 水灰 比, 小坍落 度, 减 合理 掺加粉 煤灰和 减水剂 , 以达 到减 小水化 热, 降低 混凝 土 的绝对 升温 值, 防止 混凝 土浇 筑后温 度 梯度过 大: 二是 合理 控 制混 凝 土 的入模 温 度, 强混 凝 土保温 保 湿养 护 。 加 根据 多 年 的设 计及 施工 经验, 合各个 工程 的具 体情 况, 综 就南津 渡水 电站 工程探讨 如下。 11 混 凝土 温度 裂缝 计算 分析 及防 范措施 . 混凝 土温度 和收缩 裂缝 产生 的主要 原因是 由于混凝 土 的导 热性 能差, 其外 部 的水化 热量 散失较 快 , 聚在 结 构 内部 的 水化热 则不 易散 失, 而积 造成 混凝土 各部 位之 间 的温 度差 和温 度应 力 , 当表 面 拉应 力超过 混凝 土 的抗拉 强度 时, 就 会产 生温 度裂 缝 。根 据工 程混 凝土 浇筑 所采 取的 混凝 土配合 比和必要 的控 制 措旌 , 设计 阶段对 闸墩 大体 积混 凝土 在温 度作 用下 的抗 裂性 能, 按照 《 高层 建 筑施 工手 册》 相关方 法进 行 了验算 。结 构 的裂缝 是 由温度应 力 和收缩 应 力共 同形 成 的, 可按 一次 降温近 似计 算 。根 据混凝 土配 合 比, 以入 模温 度 2 ℃ 、结 0 构一 次降温 3 天后 至环 境温 度 2 . " 6 月份所 在地 区统 计平 均温 度) 验 0 06C(~9 , 算可得 底板 和 闸墩 的综合 总降落 温 差为2 .3C, 3天龄 期 分段计 算得 各阶 50 " 按 O 段温 差和 收缩 引起 的总 应力 0为 0 9 3 P , 2 凝土抗 拉 设计 强度 设计值 . 4 M a C 0混 f= . P , f = t 0- . 7 1 1, t 1 1Ma  ̄K tf / 1 1 >. 5 理论 上温 差和 收缩产 生 的应 力不会 引 起混 凝土 裂缝 。 考虑大 体 积混凝 土 因材 料性 质 、外 界环 境和 施工 质量 的不 同, 浇筑 凝 结 后很 难完 全杜 绝表面 温度 裂缝 的 出现 , 水 闸设计 过程 中, 别根据 《 闸设 在 特 水 计规 范》 S 6— 0 1 : 关规 定, 闸墩配 置 了温度 钢筋 , (L 2 52 0 ) 相 在 以限制温 度裂 缝 的扩 展 。具体 配置 是在 离底板 上 部 3 O 高度 范 围内, .m 闸墩两侧 设 置 02 @0 0 2 0 的水 平钢 筋, 上部 其余 高度 范 围 内为 中 1 @ 0 。 6 2 0 12 混 凝土 配合 比控制 由于 工程主 体结 构采 用泵 送混凝 土 , 为减 少水泥 用量 、降低水 化热 , 采用 了低 水化 热 的 P 0 35 泥, 在混 凝土 内掺 加适 当 比例 的粉 煤 灰及外 加剂 。 . .2 水 并 混凝 土配合 比根据 水闸不 同部位 结构 和受力 性质, 格按 照规范 进行试 配并满 严 足 设计要 求, 配合 比经 过专 业 资质部 门 出具施 工部位 混 凝土配 合 比参数 , 在混 凝土 浇筑前 , 由专职 人员根 据原 始配合 比和各 种骨料 含水 量进行 施工配 合 比试 验 。该水 闸 大体积 混 凝土 配合 比结果 主要 运用 于 底板 和 闸墩 部位 , 于 易产 对 囊l 翻 —肚 弼嗍 嘲 棚 蕾瞻 娜 栋 甜 鹳 靛 曩 懈 托 翱 瞳 缸I 槭 蛳 秆 j 肼 翻暇 c
水利工程闸墩裂缝的原因及处理措施
放出一半热量甚至更多 , 当混凝土达到最高温度后 ,
随着 散热 作用 的产生 , 温 度 下降 , 直 至 与环 境 温 度相 同。作 为大体 积 混 凝 土 的闸 墩 , 热 量 更 容 易 在 内部
混凝 土凝 结硬 化过 程 中 , 土体 内大 量水 分 蒸 发 ,
使 内部在 升 温过程 中出现 峰 值 温度 , 升 温 阶段 且 相 比较 而 言 , 混 凝 土 表 层 的 水 分蒸 发 过 程 无论 在 积存 , 闸墩 结 构 开 始 散 热 过 程 。由 于混 凝 土 表 速度还是程度上都远大于 内部 , 从而使混凝土 的表 结 束后 , 散 热条 件 优 于 内部环 境 , 层 收缩 大于 内部 收缩 , 表层 混 凝 土收 缩 过程 中 , 会 受 层 与外 界环境 接触 面积 大 , 所 以降温 阶 段里 , 外 部 混凝 土 温 度低 到 内部混 凝 土 的 限 制 产 生拉 应 力 , 进 而 造 成 干 缩 裂 热量 容 易散发 ,
作 为水 闸 的主 要 构 成部 分 , 闸 墩 的稳 定 性 直 接 变形 , 于拆模 前 出现 自生 收缩 , 体 积 减小 。影 响混 凝
影响着水利工程的安全运行。闸墩裂缝 的产生将直 土 自 生体积收缩的因素主要包括材料的化学成分组 接影 响结构 自身 的稳 定 性 , 对 水 利 工 程 质 量 及 安 全 成和水 灰 比等 。 当水灰 比 <0 . 3 5时 , 自生 收 缩 和 干 运行 产生 不 同程 度 的危 害 。 目前 , 国 内外 广 大 学 者 缩 的影 响作 用相 当 , 二 者 的影 响需要 综 合 考虑 分 析 ;
进行 探讨研 究 , 为 闸墩 在工 程 实 际 中 的长 期 稳 定 工 和环境 温度 波动 较大 地 区 的混凝 土 结 构 中 。水 泥水
水闸闸墩裂缝成因及防治措施
() 5 混凝土 的水分蒸发及 含湿 量的不均匀分布 . 形成湿度 变化梯 度。 其水分蒸发总是从外 向内. 由表及里。 表层混凝 土的水分蒸发程度 和速度总是大于 内部 . 表层混凝土收缩的程度亦大 . 变形会受到 内 其 部混凝土 的限制 . 表层混凝土中也产生拉应力 . 在 使得 表层混凝土总 的拉应力加大 , 生干缩裂缝。 产 但干缩一般 只发生在表层 , 闸墩属水 工 薄壁结构 。 其影响深度及程度相对较大 . 尤其是在干热风大季节 . 如不 及时处理和养护 . 将会发生局部贯穿性裂缝 混凝土 的配合 比和组成 是影 响干缩 的主要 因素 () 6 混凝 土的养 护和环 境对干缩也有很大 的影 响. 自生体积变形 混凝 土即使没有水分蒸发 . 其各组成部分的化 学反应也会产生 自生体 积变形 。 () 7 水灰比的变化对 自生收缩的影响和对 干缩的影 响正好相反 闸 墩 混凝土浇筑早 期 . 产生大量水化热 . 度升 高 . 温 体积膨胀 , 受到底 板 约束 . 产生压应力。此时混凝土龄期短 . 强度低 , 产生的拉应 力易超 过 其抗拉强度 . 于是在闸墩上产生 了常见的垂直于底板和水流方向的裂 缝。 () 8 在国际形式下 由于水 泥工业的发展 , 为提高水泥强度 , 许多厂 家往往通过磨细水泥熟料 的方法 . 从而导致水泥 比表面积增大 . 积 体 稳定性越来 越差 另外 . 随着商品混凝土 的广泛使用 . 厂家骨料质量明 显下降 . 特别是采用 泵送 后 . 容易导致混泥土早期塑性收缩 裂缝 和后 期收缩闸墩裂缝
一
1 水 闸 闸墩 裂缝 产 生 的 主 要 原 因
t . 人 为 因 素 1
() 1设计不当产 生的裂缝 。为追求闸墩的外观样式, 闸墩表面存在 过多不规则角 产生 的不规 则角应力集 中导致 出现裂缝 一些超 长闸 墩, 很易出现伸缩裂缝 此外, 因设计 的承重板件厚度太小 ’ 度减弱. 网 0 板 中受拉钢筋和受压混凝 土应 力增大。 致使板件出现穿透性裂缝 () 2 混凝土配合比没汁不 当产生的裂缝 混凝土配合 比 计不当 设 将直接影 响混凝 土的抗 扣强度 . 是造成 闸墩混凝土开裂 的重要原 因 配合 比不 当指 水泥用量过 大 、 水灰 比大 、 含砂 率不适 当、 骨料种类 不 佳、 选用外 。 () 3 闸墩混凝土养护条件不好产生 的裂缝 。混凝土养护是使混凝 土正常硬化的重要措 施, 养护条件的好坏对裂缝 的出现有着关 键的影 响, 2 裂 缝 的 防治 措 施 () 4 闸墩材料使用不 产生的裂缝 , .如使用导致混凝土收缩性较 高的矿渣水泥 、 快硬 水泥 、 低热水泥及水泥标号 低或水灰 比高均易产 21 控制材料的配比量 . 生 裂缝 。 ( 在保证混凝 土具有 良好 工作性 的情况下 应 尽可能 地降低混 1 采用 “ 三低 ( 低砂率 、 低坍落 度 、 低水胶 比)、 二掺 ( ) — _法不规范会导致闸墩产生裂缝 混凝土浇筑施工中. 凝 土的单位用水量, 5施 T 疗 = 振 捣不均匀 , 是漏振 、 或 过振等情 况, 会造成混凝 土离析 、 实度差, 密 降低 ( 掺高效减水剂和高性能引气剂)、 一高( 高粉煤灰掺量)” 的设计 准则 , 结构的整体强度 混凝 土内部气泡不能完全排除时 钢筋表面 的气泡 生产出高强 、 高韧性 、 中弹 、 低热和高极拉值 的抗裂混凝土。 则会降低混凝土与钢筋 的粘结力 ’ f) 2 在实际确定施工 配合 比时- 』 据当时的具体情 况作适 当 立根 1 客 观 原 因 . 2 整。 . () 1温度应力引起裂缝 。目前温度裂缝产生主要原因是 由温差造 22 控制 好 施 工 工 艺 流 程 成 的 闸墩作为大体积混凝 土 , 热量传递的同时更 容易在 内部积存 , 导 () 1 改善搅拌工 艺 . 现常采泵送混凝 土 , 由于泵送 混凝土要求 流 其水 泥用量大 . 水混比大 , 出骨料粒径小水化热温升高易产生 致 了内部温度高 于外部温度 , 内部 出现峰值温度 . 升温阶段结束后吗 , 动性大 , 是散热阶段 . 内外混凝土扇热条件不同 . 外界混凝土和外界环境接触 . 温度收缩裂缝 . 因此在浇筑 闸墩混 凝土时 . 了防裂 不易采用泵送混 为 散热条件好 . 热量容易散发 . 内部混凝土散热条件差 , 于是在降温阶段 凝土 . 考虑到泵送混凝土施 工效率高 , 可以用于受约束较小 的闸墩上 而底部采用常态混凝土 了使混凝 土更好 的扇热 , 分层浇筑混 为 可 又造成 了外部混凝土温度低于内部混凝土温度 . 这样在升温和降低 阶 部 . 段 都使 闸墩 内外混凝土形成了同一方 向温度梯度 . 导致 了其变形的不 凝土分层的深度 为 1 — .m. . 1 0 5 上一层混凝土 的浇筑在前一层混凝土初 最底一层混凝土可与底 板同时浇筑这样就可 以削弱或 消除 致. 内部膨胀受到外部的限制 , 或相应地外部收缩收到 内部约束 , 于 凝前浇完 . 是在外部混凝 土中产生 了拉应力 . 当外部混凝 土拉应力变达到其极 限 底板对闸墩混凝 土的约束 采用二次投料 的净浆裹石或砂浆裹石 T 可 使硬化后界 拉应力 , 就产生裂缝 、裂缝初期很细 . 随时间发展继续扩大 、 变深甚至 艺. 以有效地防止水分 聚集在水泥砂 浆和石 子的界 面上, 面过渡层结构致密 、 粘结力增大 I 从而提高混 凝土强度 1%或节约水 0 贯 穿 %. 改善混凝土的搅拌加工 工艺, 存传 () 2 收缩 引起 闸墩裂缝 收缩有很多种, 干燥收缩 、 包括 塑性 收缩 、 泥 5 并进一步减少水化热和裂缝 自身收缩 、 碳化收缩 等等 。 由于混疑土特性, 土在硬化过程中经 过 统的三冷技术 的基础 上采用二次风 冷新工艺,降低 混凝土的 浇筑温 混凝
水闸闸墩裂缝分析论文
水闸闸墩裂缝分析论文摘要:本人在大丰市王港闸下移工程监理过程中,就遇到混凝土防裂措施的问题。
在墩墙浇筑前,边墩和缝墩内增加一定高度的水泥砖砌心墙,并在心墙四周设φ8@150钢筋网片,在钢筋网基础上再增设φ14@200水平钢筋。
有效的控制绝热升温,起到了一定抗裂效果。
前言随着国家加大对水利基础设施的建设投入,水闸工程日益增多,它具有排洪、排涝、减灾、通航等作用,主要应用于水库的水位控制及水量调节当中。
水闸闸墩为混凝土结构,和很多混凝土工程一样,水闸闸墩在浇筑完成后时常有裂缝产生的现象,这不仅影响到水闸闸墩建筑物的整体性能和使用寿命,严重情况下会影响到建筑物的结构强度和整体稳定性,导致混凝土结构无法正常使用。
因此,本文对水闸闸墩裂缝产生的原因进行分析,并结合自身工作实践经验,提出一些针对性的温控防裂措施。
1水闸闸墩裂缝形成原因分析水闸主要是由底板和闸墩组成,呈倒“T”字形结构,闸墩底部受闸底板约束,上部可以自由伸缩。
混凝土具有热胀冷缩的性质,水化反应时产生大量的水化热,在1~3d内可放出热量的50%,甚至更多。
当混凝土达到最高温度后,随着热量的散发又开始降温,直到与环境温度相同。
当混凝土内外产生较大温差,建筑物受到各种约束,在温度变形和约束的共同作用下,产生较大温度应力而形成裂缝。
1.1内外温差闸墩作为大体积混凝土,再加上混凝土是热的不良导体,因此在闸墩内部和表面易形成温差,混凝土的温度变化大体上可以分为升温和降温两个阶段。
在混凝土浇筑后的温升时期,水化反应产生大量热,混凝土温度上升,热量传递的时候容易在内部积存,表面混凝土的温升幅度远小于内部混凝土。
约在2d后,内部混凝土的温度达到峰值,此时内外温差也达到最大。
虽然闸墩内外混凝土都处于膨胀变形状态,相对于内部混凝土来讲,外部混凝土处于收缩状态,从而形成变形约束,导致闸墩表面产生拉应力,内部出现压应力。
由于早期混凝土弹性模量小,而应力很大,因此容易产生裂缝。
水闸闸墩混凝土裂缝原因分析与防治措施
水闸闸墩混凝土裂缝原因分析与防治措施发表时间:2013-01-06T10:45:08.170Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年11月供稿作者:张京彬[导读] 水闸作为一项重要的水利工程,在防洪、排涝、减灾等方面有着重要作用。
张京彬广州市花都区新机场场外排水堤围管理处广东广州 510000摘要:水闸作为一项重要的水利工程,在防洪、排涝、减灾等方面有着重要作用。
但是闸墩混凝土裂缝的问题,一直未能得到很好地解决,这给水闸的运行带来不少安全隐患。
为此,本文分析了水闸闸墩混凝土裂缝的原因,并从多方面提出防治措施,保证了水闸的安全可靠运行,可供参考。
关键词: 水闸闸墩;混凝土裂缝;原因分析;温度;养护;防治措施我省属于亚热带季风气候,夏季高温多雨、台风较多,因此,水闸工程的使用较为普遍,被广泛用来控制水位和调节水量,担负着农田灌溉、防洪的主要任务。
闸墩是水闸的主要结构,属于混凝土结构,在混凝土浇筑后,容易产生裂缝。
这直接影响建筑物的结构强度和整体稳定性,轻则会影响水工建筑物的外观、正常使用和耐久性,严重的会导致混凝土结构无法正常使用。
因此,必须认真分析裂缝的成因,并做好水闸闸墩混凝土裂缝的防治工作,这是水闸运行安全、可靠的重要保证。
1水闸的形状和裂缝的走向闸墩是水闸的主要结构之一,属于混凝土结构。
闸墩裂缝是竖直向,呈枣核形。
裂缝向上伸展,位于水闸闸墩墙体中间位置,略高于过墩高的上面,是“上不着顶”;下部距闸底底板10~30cm,是“下不着底”,常常为贯穿性裂缝。
在已建和新建的许多水闸工程中,很多在闸墩上出现了裂缝。
水闸闸墩裂缝的出现和存在,对其整体性、安全性带来不利的影响。
并且由于混凝土开裂后会发生碳化等化学反应,影响其耐久性。
作为水工建筑物,其抗渗性也会受到不利的影响,对于边墩,有时还会出现通过裂缝而发生渗漏变形的现象。
裂缝出现后进行修补,不但增加了工程的维修费用,还影响了建筑物的美观,给人们带来视觉上的不良效果和心理上的不安全感。
水闸闸墩裂缝成因及防控措施
一 ●
水 闸 闸 墩 裂 缝 成 因 及 防 控 措 施
沙 湾 县 水 利 局 张 俊 玲 .
水 闸是 平 原 地 区 常见 的 主要 水工 建 筑 物 闸 墩 部位 易 出 现 裂 缝 , 水 闸 工 程带 来 危 害 。 给
一
4 外部 约 束 .
利 的影 响 。 且 由于 混凝 土 开裂 后 会 发 生 碳化 等 化 学反 应 , 并 影 响其 耐 久 性 。作 为 水 工 建筑 物 , 其抗 渗 性 也会 受 到 影 响 , 由此
会 产 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 溶 蚀破 坏 作 用 。 于边 墩 , 时还 会 出现 透 过 裂 缝而 发 对 有
凝土 的 自生 收缩 般 在拆 模 之 前完 成 . 然 其 量 值不 大 , 如 虽 但 果 同其 他 收缩 叠 加 在 一起 , 使 表 面 拉 应力 增 大 。 水 闸 闸 墩 会 像
的断 面久 寸不 是 很 大 ,必 须 考 虑 自生 收 缩 参 与 温 度 收 缩等 叠 加 的 影 响 。影 响 混 凝土 自生 体 积 收缩 的 因 素 主 要是 材料 的化 学 成 分 和水 灰 比。水 灰 比的 变化 对 自生 收 缩 的影 响 和对 干 缩 的影 响正 好 相 反 。当水灰 比大 于 0 . , 自生 收 缩 和 干缩 相 5时 其 比忽 略 不 计 。而 当水 灰 比 小 于 03 . 5时 , 自生 收 缩 和 干 缩 的 作 用相当, 必须 加 以考虑 。
生 渗 透 变 形 。裂 缝 出 现后 修 补 , 增 加 了工 程 的 维修 费 用 。 又 2在 实 际 工 程 中 , 自 由的 理 想 状 态 不 易 做 到 。但 是 , . 全 可 以采 用 “ 放 兼 施 , 抗 以放 为 主 ” 设 计 原 则 , 少 约 束 , 的 减 释放 大 部 分 变 形 , 现 较 低 的 约 束 应力 ; 出 当结 构 处 于 全 约 束 状 态 , 一
水闸闸墩裂缝成因和防治措施探讨
水闸闸墩裂缝成因和防治措施探讨近年来,随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,各地基础设施建设也日益进步。
然而,一些老旧设施在长期使用过程中,出现了一些隐患。
水闸闸墩裂缝就是其中一种常见的问题。
本文将探讨水闸闸墩裂缝的成因和防治措施。
一、水闸闸墩裂缝的成因1.施工问题:水闸的施工质量和技术水平不高是导致水闸出现裂缝的常见原因之一。
例如:基础不牢固、水泥混凝土质量不过关等问题。
在施工过程中对于水闸闸墩的防护不够,容易造成裂缝。
2.建设地质条件:建造水闸的环境也会影响到水闸的坚固性。
如果基础建设的地质条件不够理想,容易发生地震、土壤冻融、斜坡滑动、地基沉降等,对水闸的影响也很大。
3.周围环境的影响:水的侵蚀和水力力量也是造成水闸闸墩裂缝的主要原因之一。
例如:水流的急剧变化、水沟的侵蚀,都可能影响水闸的坚固性。
二、水闸闸墩裂缝的防治措施1.加强工程质量监管:对于现有的水闸,应该定期检测并加强质量监管,对于出现的裂缝及时进行修补和加固。
水闸使用寿命到期前,还需要定期进行巡查,及时发现问题,以保障水闸的安全使用。
2.加强维护保养:加强水闸的日常维护保养,对于发生过一次裂缝及时采取修补措施,预防问题错误地传递扩散,使其能够及时修复,延长水闸寿命,保证其正常运行。
3.选择适合的建设地点:在建造水闸之前,应该进行详细综合了解调查,筛选适当的建设地点。
同时,加强水闸建设的管理,提高施工质量及技术水平,保障水闸的坚固性。
4.安排合适的水流方向:根据水闸的设计要求和水流的情况,安排合适的水流方向和水压,以防止水流的急剧变化和水沟的侵蚀,从而减小水闸闸墩的承受压力,降低水闸闸墩裂缝的发生概率。
综上所述,水闸闸墩裂缝是由多种原因共同导致的,为了保障水闸的建造、使用和安全,我们应该积极采取相应的措施,加强质量监管和日常维护,选择适合的建设地点和控制水流方向,从而减少城市的经济损失,并保障人民正常生产和生活的稳定。
水闸闸墩裂缝原因分析与控制措施
施 ,比如原材料采用低热胶凝材料以降低水泥水化热 ,通过预冷 骨 料来 控 制混 凝 土 的 出仓温 度 ,在 浇筑 混凝 土过 程 中采 用冷 却 水 管 降温 的 方法 来 降低 结 构 的 内外温 差 ,以及 对 浇 筑完 成 后 的混凝 土 表面 采 取保 温 措施 以减小 降 温速 率 等 。这 些 措 施在 很 大程 度 上
不 是很 完善 ,有待 于继续 研 究 。
1 闸墩裂缝特点与规律
水 闸 闸墩 裂缝 具 有 一定 的 特点 和规 律 性 。一 般说 来 ,岩 基上 的 闸墩 比软基 上 的 闸墩 容 易开 裂 。施 工 时 ,底板 与 闸墩 浇 筑 间 隔 时 间越 长 越容 易 开 裂 。 闸墩 长度 不 同 ,裂缝 沿 闸墩 长度 方 向取 向 分 布也 不 同 。闸墩 长度 不大 时 ( 5m以下 ),裂缝 一 般位 于 闸墩 1 中 部 。闸 墩较 长 时 ( 于 1 大 5m),裂缝 多发 生 在墩 长 的等 分 线 附 近 ,如 二 分之 一 、四分 之 一处 等 。裂 缝 产生 的时 间和位 置 不 同。 闸 墩 裂缝 首 先产 生 于 闸墩 底 部 ,随着 时 间延 长 ,裂 缝 逐渐 向上 发 展 。裂缝 长 度差异 较 大 ,裂缝 上端一 般位 于0 L 闸墩顺 水 流 .L( 为 2 方 向长度 ) 左 右 ,并 且 裂缝 最 终 可沿 闸墩 厚 度方 向贯穿 。 闸墩 处 裂 缝形 态 和宽度 不 同 ,闸墩 裂缝宽 度一 般 为0 m 1 m,较 大 .m ~.m 5 0 者 可达 2 i以上 ,靠 近闸基 底部 ,裂缝 宽 度大 。 .m l 5 l 2 闸墩 裂 缝 原 因
控 制 了 闸墩 的裂 缝 。这 些方 法 沿用 至今 ,并 在 此 基础 上 不 断进 行 优 化 。除 此 之外 ,大部 分 国家 还采 用设 置缝前 苏联 均 对伸 缩缝 的设 置 进 行 了规 定 。虽 然 人们在一定程度上抑制 了闸墩裂缝 ,但是控制 闸墩裂缝的措施还
水利工程闸墩裂缝的成因及预防措施
致 。内部膨胀受 N ̄ 部 的约束 , ' f - 或相应 地外 部收缩
受到内部 限制 , 于是在外部} 凝土中产生 了拉应力 , 昆 当 外 部混凝 土拉应变达 到其极 限拉应变 , 裂缝 就 由此产
生, 裂缝初期很细 , 随着时 间发展会有所扩大 。若叠加
上基 础的约束力 , 更容易使 闸墩表面出现裂缝 。 2 2 基础约束 . 闸墩施工 时 , 由于钢筋 、 模板 、 预埋件 等工 程量较 大, 与底板 的施工 间隔时 问较长 。在 闸墩混凝 土浇 筑
水 利 工 程 闸墩 裂 缝 的成 因及 预 防 措 施
戴 亚 飞 符 国兵
( 苏盐城 水利 建设 有 限公 司 2 4 0 ) 江 2 0 2
【 摘 要 l 泵送混凝 土 因施工方便 、 率高 , 水利 工程建设普 遍采用 , 效 被 但对 于厚大 的 闸墩 , 易导致 闸墩裂缝 。 极
连 云 港连 云新 城 位 于 黄 海 海 州 湾 内 , 用 潮 间 带 利
滩涂资源进行 围海 建设 。由于 连云新城 的规 划建设 , 海岸线前 移 , 原老海 堤上六座挡 潮 闸已丧 失其挡潮 排 水功能 , 在新海 堤上兴建 了“ 城闸” “ 新 和 开泰 闸” 。新 城 闸与开泰闸施 工后 , 闸墩 、 翼墙等部位均 出现 了不 同 程度 的 裂 缝 , 城 闸 出 现 裂 缝 2 新 9条 , 宽 0 0 缝 .5~
0 1m 且裂缝导致 墙 身窨潮 、 穿 、 水等 现象 ; . 3 m, 贯 渗 开
泰 闸出现 裂缝 4条 , 宽 0 1 0 2 m 缝 .5~ .0 m。经现 场 统 计, 裂缝 主要发 生在下部 , 与地面大致垂直 , 相互 平行 , 裂缝下部距底 板 1 0~3 c 上至墙 身 中部 区域 , 0 m, 两端 小, 中间略大 。对于上述沿海水利构造物 , 裂缝 如果处 理不善 , 在工程运行后 , 害较大 。 危
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闸墩裂缝原因分析及控制措施发表时间:2016-03-16T15:01:56.897Z 来源:《基层建设》2015年24期供稿作者:陈锦康[导读] 佛山市南海区国土城建和水务局桂城水务管理所闸墩裂缝是目前水工建筑物中存在的主要质量隐患,闸墩出现裂缝将会直接给排洪闸工程带来不同程度的危害。
佛山市南海区国土城建和水务局桂城水务管理所广东佛山 528000摘要:闸墩裂缝是目前水工建筑物中存在的主要质量隐患,闸墩出现裂缝将会直接给排洪闸工程带来不同程度的危害。
因此,分析闸墩裂缝产生的原因,采取有效措施控制闸墩裂缝,具有重大的经济和社会效益。
本文结合工程实例,简单分析了闸墩裂缝问题的原因,进而探讨了闸墩裂缝问题的应对策略。
以期为相关的闸墩裂缝问题提供有益的参考。
关键词:闸墩裂缝;原因分析;控制措施闸墩上产生裂缝是一个比较普遍的现象,长期以来困扰着水利工程界,一直未能得到很好地解决。
闸墩裂缝问题不仅影响到闸墩的耐久性,并且危及到闸墩的强度、稳定和水电站大坝的安全运行。
因此,相关的工作人员必须正确分析裂缝出现的原因,科学地采取有效的应对策略,克服和控制裂缝。
1工程概况某排涝闸规模为3孔,单孔宽5m,基础座落在海涂面的软土地基上。
设计最高潮水位重现期为50年一遇,闸室、岸墙、翼墙基础均采用Φ800钢筋混凝土灌注桩。
排涝闸工作环境条件类别为Ⅳ类,场地地层主要由人工填土层、第四系冲积层和石炭系层构成。
2闸墩的裂缝成因分析2.1现场状况排涝闸闸墩混凝土设计强度为C30,闸墩顶底高差7.85m,边墩厚1m,中墩厚2m,混凝土方量为568m3。
于2010年7月4日~10月12日分4次浇筑,采用C30商品混凝土泵送施工。
10月29日,在4只闸墩处几乎同一位置出现垂直裂缝(见图1)。
超声法裂缝检测结果显示,裂缝长2~4m,宽度为0.35~0.45mm,大于沿海海水水位变动区裂缝宽度允许值0.20mm,并贯通闸墩,确定为贯穿裂缝。
为保证水闸正常运行,该裂缝必须及时采取补救或处理措施。
2.2病因分析2.2.1设计原因设计分析:结构力学与实际受力情况相符,根据设计图纸计算闸墩部位有效截面配筋率高于最小配筋,结构安全系数比较高。
设计图纸中,保护层为6cm,满足海水、盐雾区保护层的最低要求。
纵向配置了应力钢筋,但横向仅仅考虑了构造要求,配置了直径较小的箍筋。
闸墩底板结构采用现浇钢筋混凝土超静定结构,约束作用较大。
2.2.2施工原因(1)闸墩地基为淤泥质软土层,但有长达20m的桩基础和1m厚的底板,保证了地基的承载力和沉降要求。
(2)闸墩上部主体房建荷载并未施工,且在施工过程中无机具、材料的堆放,外荷载过大造成的裂缝因素可排除。
(3)闸墩为C30泵送商品混凝土浇筑,配合比为:P.O42.5普通硅酸盐水泥320kg/m3,水185kg/m3,砂710kg/m3,含泥量1.02%,碎石(5~31.5mm)1060kg/m3,含泥量0.8%,粉煤灰65kg/m3,外加剂6.9kg/m3,总容重2345kg/m3,坍落度为12±3cm,外加剂为ZWL-A-III型高性能缓凝泵送剂,混凝土各项指标均合格。
(4)施工中混凝土按照顺序分层浇筑,分层距离为1m左右,采用插入式振捣器。
第一次于9月14日6:30~16:30进行混凝土浇筑,天气为多云;第二次于9月14日6:30~16:30进行混凝土浇筑,天气为阴;第三次于10月12日12:30~18:30浇筑,天气为多云;第四次于10月12日12:30~18:30浇筑,天气为多云。
(5)施工中为考虑浇筑强度与铺盖面积及安全,避免上升速度过快,浇筑到3/5高度时,中间间隔90min后再续浇。
(6)模板拆除及混凝土的养护:闸墩的拆模时间均在浇后3d进行。
拆模后,每天浇水不少于6次,时间为上午7:30、10:30两次,中午12:30、14:00两次,下午15:30、17:30两次。
2.3诊断降温与收缩及其共同作用是引起混凝土开裂的最主要的两个因素。
本文从该工程的实际情况出发,来验算混凝土的温度变化及其产生的应力,从而确定裂缝成因。
2.3.1混凝土温度的计算(1)绝热温升(水化热)。
Tmax=(W·Q)/(c·γ)(320×460×103)/(0.96×103×2345)=65.39℃式中Tmax—绝热温升(指四周无任何散热条件、无任何热损耗的条件下,水泥与水化合产生的反应热(水化热)全部转化为温升后的最高温度,℃);W—每m3混凝土的水泥用量,取320kg/m3;Q—水泥水化热,28天水化热为460×103J/kg;c—混凝土比热,取0.96×103J/(kg·℃);γ—混凝土容重,取2345kg/m3。
(2)混凝土中心温度。
Th=Tj+Tmax·ζ式中Th—混凝土中心温度,℃;Tj—混凝土浇筑温度,℃;ζ—不同浇筑混凝土块厚度的温度系数,对1m厚混凝土浇筑3d时ζ=0.36。
(3)混凝土浇筑温度Tj=TC+(TP+TC)·(A1+A2+A3+……+An)其中A2=Q·t式中TC—混凝土拌和温度(与各种材料比热及初温度有关,按多次测量资料,有日照时,混凝土拌和温度比当时温度高5~7℃,无日照时,混凝土拌和温度比当时温度高2~3℃,按5℃计;TP—混凝土浇筑时的室外温度(室外平均温度以26℃计);A1+A2+A3+…+An—温度损失系数;A1—混凝土装卸,每次A1=0.032(装车、出料二次数);A2—混凝土运输时温度损失系数;Q—6m3滚动式搅拌车其温升-0.0042℃,混凝土泵送不计;t—运输时间(以min计算),从商品混凝土公司到工地约30min;A3—浇筑过程中A3=0.003×60=0.18。
Tj=TC+(TP+TC)·(A1+A2+A3+…+An)=31+(26+31)×(0.064-0.126+0.18)=31+57×0.118=37.73℃则混凝土内部中心温度:Th=Tj+Tmax·ζ=37.73+65.39×0.36=61.27℃从混凝土温度计算得知,在混凝土浇筑后第三天混凝土内部实际温升为61.27℃,比当时室外温度(26℃)高出35.27℃。
2.3.2温度应力计算(1)先验算由温差和混凝土收缩所产生的温度应力σ。
建立以闸墩中心为零点的空间直角坐标系(如上页图),采用公式:式中H(t,τ)—松弛系数,取t=2~20d的平均值0.6;E—混凝土各龄期时对应的弹性模量,Et=Ec(1-e-0.9t),其中e=2.718,自然对数的底,t—混凝土龄期(天数); Ec—混凝土28天时C30的弹性模量,Et=3×104MPa;α—混凝土的线膨胀系数,取1.0×10-5;T—结构计算温度,前面已述实际温升最高Th=61.27℃;μ—弹性变形条件下的系数,取0.15。
σ=(0.6×3×104×1.0×10-5×61.27)/(1-0.15)【(y2/l2)-1/3】=12.975{【(y2/l2-1/3】(2)表面应力即当y=l时,σ表=12.975×2/3=8.65MPa(3)中心应力即当y=0时,σ中=12.975×(-1/3)=-4.325MPa2.3.3诊断结果(1)由温度应力σ的计算式得知,闸墩从表面至中心的降温和收缩变化都是按相似抛物线型分布,见裂缝位置示意图,在混凝土的固结过程中,由温度引起的最大拉应力出现在混凝土表面。
(2)查《混凝土结构设计规范》表4.1.4得,C30混凝土轴心抗拉强度标准值(σ标)为2.01MPa,由σ表>σ标、σ中<σ标得知,每只闸墩两侧的表面裂缝是由温度应力引起的,两侧由温度应力引起的裂缝深度范围约为闸墩厚度的1/3(σ表=σ标)。
(3)夏季外界环境温度高,太阳光直射强度大,混凝土受阳光直射,水分蒸发快,失水不均匀引起体积收缩变形不均匀。
(4)闸墩与底板浇筑间隔60多d,闸墩混凝土浇筑早期,产生大量热量,混凝土体积不断膨胀,随着时间推移,热量散发,混凝土体积产生收缩。
闸墩下部受闸底板的超静定结构已凝固混凝土的约束,产生了较大的拉应力,当拉应力超过其抗拉强度时,就产生了贯通整个截面的垂直裂缝。
(5)在横向上只配了直径较小的构造箍筋,无受拉应力钢筋的存在,降低了整个钢筋混凝土结构的纵向抗拉性能。
(6)在该工程中,养护是在拆模3d后才开始,养护面也直接受到太阳曝晒,如无任何保护措施,将导致混凝土产生干缩裂缝。
3控制措施混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。
由于该工程产生的裂缝对结构的整体性有影响,并且有防渗要求,因此,采用化学灌浆、嵌逢封堵法修补混凝土裂缝。
(1)由于发现裂缝时气温还未降到最低点,混凝土体积仍有可能持续产生收缩,裂缝有进一步扩展的可能,因此修补裂缝的时间选在次年2~3月,待裂缝发展基本稳定后再处理。
(2)灌浆材料采用水溶性聚氨酯HW,它具有良好的亲水性能,浆液遇水后先分散乳化,进而凝胶固结;可在潮湿或涌水情况下进行灌浆,对水质适应性强,在海水和PH3-13的水中均能固化;固结体经急性毒性试验属实际无毒类;施工工艺简便,浆液无需繁杂配制;有较高的力学性能,适用于混凝土或基础的补强加固处理。
(3)处理时,首先在裂缝两侧凿6cm宽槽坑(裂缝两边各3cm),槽坑边缘应凿成1∶1的坡,净深为3cm,然后对槽孔先用HK-903聚合物水泥砂浆涂抹一遍作为界面处理。
(4)灌浆孔采用预埋孔径1.8cm铜管方式,须注意孔口的保护,避免水泥砂浆充填时将孔口封闭,灌浆孔自下而上布置,间距50cm,待HK-903聚合物水泥砂浆达到10d强度后进行灌浆处理,并对灌浆孔进行压水试验,检查灌浆孔的贯通性。
(5)灌浆时,采用手摇式灌浆泵,灌浆压力0.2MPa。
先进行下排灌浆孔灌注,待上排灌浆孔开始排浆1min后,可视为结束并进行封孔;之后进入上排灌浆孔灌浆,最末排孔以吸浆率小于0.02L/min时作为结束灌浆标准;达到结束标准后,在设计压力下继续灌浆30min,之后封孔;封孔后将预埋铜管外露部分切除,并采用HK-903聚合物水泥砂浆抹平封孔。
(6)灌浆完成7d后,采用单点压水试验法进行质量检查,压水检查压力为0.3MPa,透水率不大于0.1Lu时,视为合格。
4结语总之,闸墩裂缝是较为常见的质量通病,是降温与收缩等多种因素共同作用的结果,对排洪闸质量安全会产生较大的影响。
但通过具体问题具体分析,并采取具有一定针对性的应对策略,就能有效的减小闸墩裂缝可能产生的不利影响,保证构造物正常使用。