水闸闸墩裂缝的成因及预防措施

工程技 术
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水 闸 闸墩裂 缝 的成 因及预 防措 施
文 敏
（ 安徽 水利 开发股份 有限公 司， 安徽 蚌埠 ２ ３ ０ ） ３０ ０
不利于防裂 。普 通混凝土 的 自生体积变形通常 为收缩型 的。混凝土的 自 收缩 一般在拆模之 生 前完成 。 虽然其量值 不大 ， 但如果 同其他收缩加 在一起 ， 就会使 表面拉应力增 大 ， 产生裂缝 。因 此 ，必须考 虑 自生收缩参 与温度 收缩等叠加 的
影响 。
消除底板对 闸墩 混凝土的约束。 ３ ． 于不渗水 的干燥缝 的处 理 ， ．２对 ２ 首先用 环氧 腻子均匀封缝 ， 后使用结构胶将裂缝两 然 边各 ２ｍ范 围内的表 面批 ２． ｍ厚做 第二道 ｃ －ｒ －ａ ５
２１闸墩混凝土 内外温差大 ， ． 导致裂缝 ２１ ．１闸墩为大体积 混凝土 ， ． 因为 其 内外 的 散热条件 不同 ， 热量的传递 易在 内部 积存， 导致 内部 温度逐步高于外部温度 。 在升温阶段 ， 部 外 混凝土散热条件好 ， 热量容 易散发 ； 而内部混 凝 土散 热条件差 ， 内部热量散不 出去 ， 致 闸墩 内 导 外产生较大温度差。
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密封层 ， 以确保灌浆 时裂缝 中的浆液不会 泄漏。 ３ ３ 对于潮湿缝 的处理 ， ． ２ 首先用堵 漏剂堵 ２ ＿ ４外部约束导致产生裂缝 水， 待干燥后 ， 在裂缝两边各 ２ｍ宽的范围用结 ． ｃ ２． ．１闸墩 是底部 固结 在底板上 ， 部 自由 构胶 批 ２ ５ ｍ厚做 为保 护层 ，确保裂缝不 漏 ４ 上 －ｒ －ａ 的结构 。外 部约束主要受 闸墩 的分缝 长度和底 浆 。 板与 闸墩混 凝土 的浇筑 时间间隔影响 。闸墩在 ３ Ａ按 由下而上的顺 序进行灌浆 。 ． ２ 灌浆过 沿其高度 方向可 以自由伸缩 ， 约束 ； 不受 厚度方 程 中， 工作 压力 在 ０ ．． ｐ ， 到最 后 保持 ．，３ ａ当灌 １０ Ｍ ， 向 由于闸墩厚度不大 ， 约束很 小 ； 沿水流方 而在 个灌浆嘴 时 ， 当加大 压力进浆 。 应适 浆液 固化 向 ， 底板约束相对很大 。 则受 以后 ， 沿裂缝走 向， 凿除封缝用 的结构胶 、 灌浆嘴 ２ ． 闸墩 混凝土浇筑 早期 ， ． ４ ２ 产生大 量水化 及残留物， ，并用聚合物水泥砂浆找平对裂缝表 热， 温度升 高 ， 积膨胀 ， 体 受到底板 约束 ， 产生压 面进行 防护。 应力 ， 弹性模 量低 ， 但 产生 的压应力很 小。随着 ３ ． ３进行温度控制 热量 的散发混 凝土开始降温 ， 加之干缩 、 自生体 ３． ３１降低混凝土的入仓温度 ， 使现场新拌 积变形等影 响 ， 体积开始收缩 ， 同样受 到底板约 混凝 土的温 度控制在 ： 右。 左 束， 产生拉应 力 ， 此时混凝土弹性模量 已增大很 ３． ３２在高温期拌和时， 加入冰片代替一部 多 ，产生 的拉应 力足 以很快抵 消早期 产生的压 分水进行混 凝土冷却。 应力 ， 并进而 出现较大 的净拉应力 。 由于沿水流 ３ ３浇筑 时间选择在秋季 ， ． ３ 而且避开午间 方向受到 的约束最大 ，则该方 向的拉 应力也最 高温 时浇筑 。 大 ， 时混凝 土龄期 短 ， 低 ， 生的拉 应力 此 强度 产 ３ ４ 对运 送混 凝土 的 工具或浇 筑仓 面采 ． ３ 易超过其抗 拉强度 ，于是在 闸墩 上产 生 了常见 取遮阳和降温措施 ， 在混凝土内部埋设冷却水 的垂直于底板和水 流方 向的裂缝。 管， 用人工冷却水进行人工导热， 降低混凝土的 ３预 防闸墩混凝土裂缝的预防措施 内部温度 。 根据 以上 的分 析可 知 ， 凝土各种不 同情 混 ３ ５ 对于外部 混凝土进行 隔热保护 ， ． ３ 以调 况下 的开 裂有着多方 面的原因 。并且通常是 多 节表面温度下降的速度使 内外温差减小。 方面作用 的结果 。 为防止混 凝土的开裂 ， 以 可从 ３ ． ４定期进行 闸墩养 护 下几个方 面进行 预防。 ３． ４ ．１早期养护 可 以在模板 未拆时 。 尽可能 ３ ． １选择合理 的原材料配合 比 减少 环境 风速。 ３． ．１为了降低水 化热 ， １ 可采用 中热硅酸 盐 ３． Ａ２拆模后可 从结构顶部 浇水或淋水 ， 保 水泥或低热矿渣硅 酸盐水泥。 减少水泥 用量 ， 可 证混 凝土表 面湿 润 ， 在闸墩 四周裹上不透气 若 降低水化热 ， 降低混凝 土的拉应力 。 塑料膜后 再浇水或淋水 ， 则养护效果会更好 。 ３． ．２在混 凝土 中掺 活性混合料 ， 在混凝 １ 如 ３． Ａ３拆模 后立 即在 混凝 土表 面涂上 防裂 土中掺粉煤灰， 可使混凝土最高温度降低， 并可 剂 ， 以便能起到保 湿的作用。 将达到最 高温度的时间 向后 推迟 ， 利于热量 有 ４结沦 消散 ， 用时间控制裂缝 。 水 闸闸墩｝ 戤疑土结构的裂缝问题突出且复 ３． ．３使用外加剂进行裂缝 的预防 。 １ 例如掺 杂 ， 已受到越 来越 多的重视。 在采取防裂预防措 加 ２％粉煤灰 、 Ｏ 缓凝剂 、 少剂 等可减慢混凝土 施时， 减 要分析其主要原因， 综合考虑各种预防措 放热 的速度 ， 减少混凝 土裂缝 的产生 。 施对 混凝土抗裂 能力的评价 ，以便采取最为有 ３ Ａ 使 用膨 胀剂 可 以补偿 混凝 土 的 自生 效 的防裂措施 ； ． １ 同时要 加强科学研究工作 ， 分析 收缩 ， 产生一 定的预压应力 ， 消结构 由于收缩 裂缝 产生 的内在 动因 ， 抵 以便提出新的技术 、 新的 产生 的拉应 力。要注意膨 胀剂 应使用在闸墩底 方法 ； 方面要 加设计 、 、 另一 施工 监管部 门之间 部有外部 约束的部位 ， 意各 部位混凝土膨胀 的合作 ， 注 尽力将裂缝降低到最小程度。 变形 的协 调性 ，避免 内部 膨胀 大于表面膨胀现 参 考 文 献 象 的出现 。 【钟伟 平 ， 闸闸墩 墩裂 缝的产 生及防控叨， １ ］ 水 广 此外 ， 特别注意 混凝土合理 配合 比的设 东建材 ， ０ 年第 ７ 要 ２ ８ ０ 期． 计。 【古丽 巴哈 尔・ ２ 】 阿热 甫， 水闸闸墩细微裂缝成 因 ３ ． ２严格控制施工方法及工艺 及 防治措 施｛， Ｊ 新疆水利 ，０９ 第 ｌ ］ １０ 年 期． ３． ．１为了使混凝 土更好地散热 ， ２ 可分层浇 筑混凝土 ， 的深度 为 １－５ 。上一层混 凝 分层 ．－ ｍ ０１ 土的浇筑 在前一层混凝 土初凝前浇完 ，最底一 层混凝 土可与底板 同时浇筑 ，这样就可削弱 或
２１ ． ． ２因闸墩 内部散 热性能较低 ， 外界 降 在 温阶段造成外部混 凝土温度低于 内部 。使 闸墩 内外 混凝土形成 了一温度梯度 ，导致 了其变 形 的不一致 。 内部膨胀受到外部的限制 ， 相应地 或 外部收缩受到 内部 约束 ，于是 在外部混凝土 中 产生 了拉应力 。当外部混凝 土拉应变达 到其 极 限拉应变 ， 裂缝就 由此产 生。 ２ ． 闸所处 的物理 环境 温度 变 化也 会 ． １ ３水 对闸墩裂缝造成影响 。 『 特男是遇到寒潮袭击 、 Ｊ 表 面温降特别大时 ， 裂缝更 为严重 。 ２ ． ２闸墩 混凝土 的水分挥 发严重 且不均 ， 导 致裂缝 ２． ．１一方 面外部混凝土水分 的蒸 发程度 、 ２ 速度均大 于内部 的混凝 土 ，另一方面外部混 凝 土收缩 的程度大 于内部混凝土 。就使得外 部混 凝土整体 的拉应力 逐渐增大 ，导致干缩裂缝 的 产生 。 ２． ． ２ ２闸墩混凝土 内部的水分 ， 部分提 供 一 了水泥水化 的需要 ， 另一部产 生流失 ， 但大部 分 水 分是在浇捣完毕后慢 慢蒸 发掉 。随着水泥 的 凝结、 硬化 ， 混凝土 中的水分在未饱 和空气 中慢 慢散失 ，引起混凝 土的水 分蒸 发及含湿量 的不 均匀分布 ， 形成湿度变化梯度 ， 而导致裂缝 的 从 产生。 ２ ＿ ３混凝土 自 生体积变形 ， 导致裂缝 ２． ３１由于水泥 水化 时消耗 水 分造 成凝 胶
生。
关键 字 ： 闸 ； 水 闸墩 ； 裂缝 ； 防措 施 预
１引言
水 闸是 泵站中最 常见 的建 筑物之一 ，是 典 型的钢筋混凝土结构 。闸墩部位 因诸 多 因素 易 产生裂缝 。这种现象长期 一直以来困扰着建 筑 工程界 ， 没有得 到很 好的解决 。 闸混 凝土裂缝 水 的出现给水 闸本 身带来很 多的弊端 ，给水 闸各 功能带来不 同程度 的危 害。在 多方面收集相 关 资料及— 的基础 上 ， 文针对 水闸混凝 土裂 捌研 本 缝 的成 因及防治进行 了详 细的分 析。 ２水闸 闸墩裂缝产生的原因
孔的液面下降， 形成弯月 ； 另一方面， 水泥供水
不足时 ， 会产生 白 干燥作用 ， 凝土体相对 湿 使混
度降低， 体积变小。 水闸闸墩断面尺寸虽然不是
很大 ，但属 于必须解决水 化热问题的大体 积混 凝土结构 ，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。 ２． ． ３ ２排除ｆ凝 土的水分蒸 发 ， 各组成 部 昆 其 分的化学 反应也 会产 生 自生体积变形 。在底板 约束影响范 围内 ， 膨胀 型 自生体积变形 会产生 预压应力 ， 于防裂 ； 型 自生体积 变形则 有利 收缩
摘 要 ： 凝 土结构 在 建设 工程 项 目中 占有 重 大的地 位 ， 混 虽然在 项 目施 工 过程 中使 用 了 多项措 施 来 防 止 裂缝 的产 生 ， 是在 水 闸混 但 凝 土中仍有 不 少裂缝 的产 生 ， 别 是水 闸的 闸墩 部 位 。本 文从 原 材料 、 －： 法 、 特 ￣ ｒ： －ｂ 温度 控 制及 后期 护 养 等 角度 分析 ， － 以预 防裂缝 的产