水閘閘室底板及閘墩混凝土裂縫原因及處理措施淺析

趙少軍

【摘要】水閘是水利工程建設(shè)中常見的水工建筑物，水閘閘室地板與閘墩混凝土容易出現(xiàn)裂縫。給水利工程帶來長期的困擾，嚴(yán)重影響到水閘工程的正常運行與工程的使用壽命，甚至可能會給下水游泳的人們帶來危險。因此，解決水閘閘室底板與閘墩混凝土裂縫的問題，需要高度重視，及時采取措施處理。本文就水閘閘室與閘墩混凝土產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行分析，并有針對性地提出對策與建議。

【關(guān)鍵詞】閘室底板；閘墩；混凝土裂縫

水閘在水利工程中的應(yīng)用十分廣泛，多建于河道、渠系、水庫、湖泊及濱海地區(qū)，主要應(yīng)用于水位控制與水量調(diào)節(jié)，發(fā)揮著防洪與農(nóng)田灌溉的作用。因此，保證水閘的質(zhì)量是具有重要意義的。然而，水閘閘室底板與閘墩混凝土容易產(chǎn)生裂縫，給水閘的正常運行帶來巨大的不利影響，亟需采取措施予以解決，嚴(yán)格監(jiān)控水閘閘室底板與閘墩的質(zhì)量，提高混凝土澆筑質(zhì)量，規(guī)范混凝土施工方式，避免工程混凝土裂縫的出現(xiàn)，以保證水利工程的安全與工程結(jié)構(gòu)的耐久性。

一、水閘閘室底板與閘墩

水閘主要由閘室、上游連接段和下游連接段組成。閘室是水閘的主體，設(shè)有底板、閘門、閘墩等。其中，底板是閘室的基礎(chǔ)，閘室上部結(jié)構(gòu)的重量與荷載都是由底板向地基傳遞，兼有防滲和防沖的作用。因此，閘室的設(shè)計，必須保證有足夠的抗滑穩(wěn)定性，還要與地基適應(yīng)，盡量使地基受力均勻。閘墩用于分隔查孔和支撐閘門、工作橋等。因此，閘室底板與閘墩需要承載水閘的主要重量，對整個水閘的正常運行起著關(guān)鍵性作用。如果水閘閘室與閘墩產(chǎn)生裂縫，會降低它們的耐久性，直接影響水閘的安全運行，增加滲漏。

二、水閘閘室底板及閘墩混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1. 設(shè)計的原因

工程合理科學(xué)的設(shè)計是工程質(zhì)量的重要前提條件。水閘閘室底板與閘墩在施工過程中因為結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，可能會因為長度、重量與位置上的差錯，造成嚴(yán)重的缺陷，這樣不利于工程后期的施工，加大裂縫產(chǎn)生的可能性。此外，施工設(shè)計方案也會對施工管理產(chǎn)生巨大的影響，如果方案設(shè)計得不合理，對施工計劃不夠科學(xué)，施工的具體事項說明不夠詳細(xì)，施工安排不夠有序，都會造成工程質(zhì)量的下降，容易產(chǎn)生裂縫隱患，甚至引起重大的安全事故。

2. 材料質(zhì)量的原因

首先，材料選用上沒有嚴(yán)格把關(guān)質(zhì)量，可能使用了一些質(zhì)量不合格，如已經(jīng)受潮、超過使用期限或者堿骨科含堿性高的材料，堿骨科會使配置過程中的與水泥的堿性物質(zhì)和活性氧化硅發(fā)生反應(yīng)，生成膠狀物而發(fā)生膨脹，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。。其次，混凝土的配合比例不合理，組成成分不均勻，水灰比不穩(wěn)定，砂石的材料過小，需要的水和水泥較多，影響攪拌的工作效率，會加劇混凝土的收縮速度，從而產(chǎn)生裂縫。也可能加入的粉煤灰無法達(dá)到施工規(guī)范的要求，或摻雜不合適的添加劑，這也是造成裂縫的主要原因。

3. 施工的原因

第一，施工環(huán)境條件的原因：閘墩混凝土凝固后溫度變化和體積變化產(chǎn)生的拉伸變形大于混凝土內(nèi)部的極限拉伸值，混凝土就會出現(xiàn)變形，同時閘墩還要受到底板的約束，無法自由變形，導(dǎo)致閘墩最薄弱的地方產(chǎn)生裂縫。也可能由于風(fēng)力過大，閘室底板與閘墩的混凝土水分蒸發(fā)速度快，濕度降低，也會造成裂縫。第二，施工澆筑階段：澆筑的時候坍落度偏大，或者澆筑時溫度過高，熱脹冷縮的原因，混凝土內(nèi)部溫度升高導(dǎo)致體積變化，將會造成混凝土開裂。第三，現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)階段：采取的保護(hù)措施不到位，水容易蒸發(fā)，底板與閘墩混凝土體積受到縮減變形，受到內(nèi)部混凝土的約束力，如果沒有及時采取措施給混凝土補水，閘板與閘墩就容易出現(xiàn)裂縫。

三、防止水閘閘室底板及閘墩混凝土出現(xiàn)裂縫的措施

1. 做好合理的設(shè)計

對水閘閘室底板與閘墩進(jìn)行合理設(shè)計是防止水閘閘室底板與閘墩混凝土裂縫的首要手段，設(shè)計對施工的開展具有指導(dǎo)性的意義。因此，在設(shè)計中，要對施工現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)研，確定水閘閘室底板與閘墩的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過計算確定構(gòu)件尺寸，應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中，閘墩的構(gòu)造鋼筋應(yīng)該符合規(guī)范要求的配筋量，減少混凝土裂縫產(chǎn)生的可能。此外，設(shè)計方案應(yīng)該合理科學(xué)地規(guī)劃施工程序，對施工流程做好詳細(xì)要求，避免施工中出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，影響施工的質(zhì)量。

2. 提高材料的質(zhì)量

第一，需要嚴(yán)格審核水泥的質(zhì)量，盡量選用收縮性較低的水泥，確保選用的材料符合施工規(guī)范要求才能投入使用。第二，選用配合優(yōu)良的混凝土，各原材料用量均勻，嚴(yán)格控制骨料中石子的含量，避免使用粉砂，保證含泥量符合相關(guān)規(guī)定的要求，堿活性骨料不得使用，盡量調(diào)整粉煤灰摻量到20%，水膠比為0.50，以提高混凝土的穩(wěn)定性與抗拉強度。

3. 規(guī)范施工操作

第一，施工環(huán)境條件方面：從控制混凝土攪拌出機(jī)口、入機(jī)口的溫度入手，做好原材料的溫控工作，還可以搭建防曬棚、噴霧裝置，或者使用冰塊降溫或者棉被保溫的方法，避免由于溫度而產(chǎn)生裂縫。第二，澆筑階段：澆筑應(yīng)該選擇合適的溫度，并采用分層澆筑。第三，混凝土養(yǎng)護(hù)階段：應(yīng)重視水閘閘室底板與閘墩混凝土的濕度和溫度控制，減少表面混凝土暴露時間，可以用篷布、塑料布將整個閘墩覆蓋，減少混凝土內(nèi)外溫差。并采用旋轉(zhuǎn)噴頭自動灑水濕潤養(yǎng)護(hù)，保持混凝土濕潤，使水分不易蒸發(fā)或采用其它辦法減少空氣流動，避免水分蒸發(fā)，產(chǎn)生混凝土裂縫。

四、結(jié)束語

總而言之，無裂縫水閘閘室底板與閘墩混凝土施工對水閘的正常運行起著重要的作用，能保證水閘的使用壽命與安全運行。因此，需要從結(jié)構(gòu)與施工方案設(shè)計、材料質(zhì)量控制與施工管理上下足功夫，避免水閘閘室底板及閘墩混凝土裂縫的出現(xiàn)。

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