閘站厚大體積混凝土的施工技術(shù)

陳興濤++鄧曉陸++劉劍

摘要：隨著閘站施工技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)對(duì)厚大體積混凝土的施工要求越來(lái)越嚴(yán)格。如果混凝土內(nèi)部的散熱條件不良，將產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力最終形成裂縫，影響施工質(zhì)量，因此閘站厚大體積混凝土的施工也成為實(shí)際工程的研究熱點(diǎn)。本文結(jié)合實(shí)際工程，以厚大體積混凝土的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，探討了混凝土施工技術(shù)，提出了裂縫問(wèn)題的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：閘站 厚大體積混凝土 施工技術(shù)

1.工程概況

本工程為閘站結(jié)合形式，整體形狀布置呈一字型，排澇泵站設(shè)于閘站兩側(cè)，中間有通航孔。泵站選用4臺(tái)豎井式管流泵，通航孔寬度24m，兼做自排孔，站身界面尺寸變化大，站身的單孔閘順?biāo)飨?，?shí)際中應(yīng)用的混凝土都可歸為大體積混凝土類別，強(qiáng)度等級(jí)為C25。

厚大體積混凝土的尺寸一般超過(guò)1m，裂縫問(wèn)題也是實(shí)際施工中最為常見(jiàn)的。必須充分考慮混凝土的溫度應(yīng)力和內(nèi)外溫差控制裂縫產(chǎn)生。厚大體積混凝土有如下特點(diǎn)：

（1）厚大體積混凝土在閘站施工中的應(yīng)用極為廣泛，在厚大體積混凝土的施工中，難以設(shè)置施工縫，因此對(duì)施工技術(shù)提出了更高的要求，必須采用連續(xù)澆筑的方法。

（2）混凝土在完成澆筑后由于水化熱會(huì)在內(nèi)部集聚一定的熱量，這部分熱量很難釋放出來(lái)，導(dǎo)致內(nèi)外溫差過(guò)大，極易引發(fā)裂縫問(wèn)題，同時(shí)可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)增大的現(xiàn)象。

2.施工準(zhǔn)備

（1）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比對(duì)混凝土進(jìn)行拌和，在混凝土采購(gòu)過(guò)程中做好質(zhì)量把關(guān)，將質(zhì)量控制工作作為工程管理的重點(diǎn)。

（2）混凝土入倉(cāng)工作中必須保證良好散熱，為了促進(jìn)混凝土內(nèi)部均勻降溫，必須及時(shí)在閘底板中埋設(shè)好冷卻水管道。

（3）將混凝土芯墻設(shè)置于站身流道層的厚大部位，并在芯墻周邊安裝構(gòu)造鋼筋。

（4）以工程的結(jié)構(gòu)布置為依據(jù)，保證混凝土墻體長(zhǎng)度合理。

（5）工作人員及時(shí)做好配合比試驗(yàn)。

3.大體積混凝土施工技術(shù)

3.1 配合比設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)配合比的優(yōu)化試驗(yàn)，在混凝土中加入10%的UEA膨脹劑底板流道和芯墻的相關(guān)配合設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

3.2 冷卻水管布置

冷卻水管采用鋼管制成，將三層冷卻水管設(shè)置于通航孔底板內(nèi)，每層水管都要連接潛水泵抽水。不同冷卻水管的中水的流向相反，每個(gè)一定時(shí)間變換水流方向，保證閘底板部位均勻冷卻。待底板澆筑完成后，及時(shí)接通冷卻水管，保證充足的冷卻時(shí)間，通水冷卻結(jié)束后及時(shí)將鋼管封堵。

3.3 模板施工

模板施工過(guò)程中的重要工作是模板設(shè)計(jì)，模板以實(shí)際施工方案進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)。如果混凝土澆筑采用泵送的方式，可能導(dǎo)致模板側(cè)部受到的壓力較大，混凝土的配合比，澆筑速度和外加劑都有可能對(duì)模板的最大側(cè)壓力造成影響。結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境，及時(shí)采取相應(yīng)措施提高模板和支架的穩(wěn)定度和剛度。閘底板采用的是組合鋼模板，模板表面涂刷脫模劑，為了避免底板漏水，將支撐鋼管灌滿混凝土。

3.4 澆筑

閘站施工過(guò)程中對(duì)澆筑工藝有很高的要求，必須將澆筑工作作為工作的重點(diǎn)。實(shí)際施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題多食由于不成熟的澆筑工藝造成的，混凝土的質(zhì)量一旦出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重應(yīng)先管道整體項(xiàng)目的質(zhì)量?；炷恋臐仓ぷ餍枰性敿?xì)的施工步驟作為依據(jù)，必須結(jié)合各個(gè)施工環(huán)節(jié)計(jì)算好澆筑時(shí)間，采用連續(xù)澆筑的方法避免施工過(guò)程中出現(xiàn)冷接縫。

將混凝土的坍落度控制在12cm，運(yùn)輸過(guò)程中一般采用泵車輸送，針對(duì)閘底板和流道需要采用不同的施工方法，閘底板一般采用斜分層法澆筑，流道施工一般采用水平分層法澆筑。為了提高施工質(zhì)量，混凝土的凝固過(guò)程也必須實(shí)現(xiàn)合理控制，當(dāng)前層與次層混凝土的凝固時(shí)間必須合理。例如在當(dāng)前層混凝土初凝之前，必須保證次層混凝土已經(jīng)澆筑完成，并且振搗密實(shí)。做好混凝土澆筑過(guò)程中的細(xì)節(jié)工作，制定完善的預(yù)防措施避免出現(xiàn)泌水問(wèn)題。為了避免混凝土產(chǎn)生縮縫，必須保證混凝土澆筑達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后在工程師的指導(dǎo)下及時(shí)收面。

4.大體積混凝土裂縫問(wèn)題

4.1 裂縫產(chǎn)生的主要原因

4.1.1 水泥水化熱的影響

澆筑過(guò)程中的水泥會(huì)表現(xiàn)出水泥水化熱效能，產(chǎn)生一定的熱量，在澆筑完成后的一段時(shí)間內(nèi)集中放熱，混凝土內(nèi)部表現(xiàn)出的水化熱難以放出，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大，混凝土表面和內(nèi)部的應(yīng)力不同，所以最終導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂縫。

4.1.2 溫度因素

外界溫度的變化會(huì)影響混凝土的凝固，溫度因素也成為混凝土裂縫的主要原因。環(huán)境溫度變化進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土內(nèi)外出現(xiàn)溫差，混凝土內(nèi)外所受的應(yīng)力也存在差異，最終在表面形成裂縫。

4.1.3 混凝土配比不當(dāng)

實(shí)際施工過(guò)程中，一般將高強(qiáng)度的混凝土水灰比控制在0.24～0.38之間。在水泥出現(xiàn)一定的水化現(xiàn)象之后，一部分水分殘留在混凝土內(nèi)部，這部分水分蒸發(fā)后會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)氣孔，混凝土實(shí)際的載荷能力受到較大的影響，結(jié)合相關(guān)力學(xué)分析，在施加載荷的過(guò)程中，混凝土空隙周圍的應(yīng)力較為幾種，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

4.1.4 混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí)

混凝土養(yǎng)護(hù)工作是混凝土施工過(guò)程中的重點(diǎn)，如果養(yǎng)護(hù)工作不到位，會(huì)導(dǎo)致表面的水分蒸發(fā)較快，混凝土表面出現(xiàn)裂縫，另外養(yǎng)護(hù)不及時(shí)也會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大，如果溫差超過(guò)25℃，將在表面形成嚴(yán)重的裂縫。

4.2 大體積混凝土裂縫控制

4.2.1 嚴(yán)格控制原材料

（1）施工之前結(jié)合所有技術(shù)資料，加強(qiáng)原材料的采購(gòu)管理，盡量選擇膨脹度和收縮性小的水泥，以提高水泥應(yīng)用過(guò)程膨脹期的預(yù)應(yīng)力，增強(qiáng)混凝土的抗裂能力。（2）為了避免混凝土出現(xiàn)泌水問(wèn)題，可以按照適當(dāng)?shù)呐浔仍谠现屑尤胍欢康姆勖夯?，提高混凝土的抗?jié)B性。（3）為了從根本上控制裂縫問(wèn)題，必須選擇優(yōu)質(zhì)的骨料，保證骨料的膨脹系數(shù)較小。（4）在原材料的配比過(guò)程中適量添加減水劑。

4.2.2 施工過(guò)程中的控制

控制混凝土的拌和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，在溫度較高的情況下施工，可以降低入倉(cāng)溫度，合理應(yīng)用冷卻骨料，在混凝土內(nèi)埋設(shè)冷卻水管。

控制混凝土的入模溫度，溫度不宜高于28℃，澆筑過(guò)程中保證連續(xù)澆筑，及時(shí)測(cè)量混凝土中心溫度與表面溫度的差值，內(nèi)外溫差不得高于25℃，混凝土拆模過(guò)程中及時(shí)做好溫度監(jiān)控，保證拆模后表面溫度低于9℃。

4.2.3 厚大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作

混凝土養(yǎng)護(hù)是施工過(guò)程中的重要工作，為了降低混凝土的約束能力，必須控制混凝土的內(nèi)外溫差，必須制定出可行的養(yǎng)護(hù)措施，減弱混凝土的降溫速度，避免溫度因素導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

在降低內(nèi)外溫差的過(guò)程中，可以采取適當(dāng)提高環(huán)境溫度的方法，緩解降溫速度，以提高混凝土應(yīng)力，防止混凝土表面干裂收縮。養(yǎng)護(hù)期間的混凝土表面與中心溫差不得高于25℃。混凝土澆筑過(guò)程中，如果遇到較為惡劣的環(huán)境，必須及時(shí)做好排水工作，澆筑過(guò)程中保證連續(xù)性，以提高施工質(zhì)量，如果外界環(huán)境溫度過(guò)高，可以對(duì)混凝土進(jìn)行遮蓋，避免表面水分散發(fā)過(guò)快，如果外界環(huán)境溫度較低，必須及時(shí)采取可靠的保溫措施。

5.結(jié)語(yǔ)

從上文的分析可知，閘站厚大體積混凝土的施工極為復(fù)雜，需要注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題較多，施工過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題必須受到工作人員的重視，通過(guò)合理的試驗(yàn)，確定出科學(xué)的原材料配合比，以實(shí)際施工方案為依據(jù)，結(jié)合工作進(jìn)度對(duì)方案進(jìn)一步優(yōu)化，重視施工混凝土的裂縫問(wèn)題，在縫隙裂縫產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，及時(shí)做好相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，注重養(yǎng)護(hù)工作，以推進(jìn)閘站混凝土施工技術(shù)的發(fā)展。endprint