簸箕李灌區(qū)劉廟渡槽側(cè)板裂縫預(yù)防措施

王龍，付鐵軍，徐建輝

（1.濱州市水利局，山東濱州 256600；2.濱州市簸箕李銀黃灌溉管理局，山東濱州 251700）

簸箕李灌區(qū)劉廟渡槽側(cè)板裂縫預(yù)防措施

王龍1，付鐵軍2，徐建輝2

（1.濱州市水利局，山東濱州 256600；2.濱州市簸箕李銀黃灌溉管理局，山東濱州 251700）

以簸箕李灌區(qū)劉廟渡槽改建工程為例，對渡槽側(cè)板施工特點進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，預(yù)防渡槽側(cè)板等薄壁混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)，取得了較好的效果。

劉廟渡槽；渡槽側(cè)板；混凝土；裂縫預(yù)防

劉廟渡槽改建工程是簸箕李灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目中規(guī)模較大的控制性工程也是灌區(qū)二干渠跨越勾盤河向灌區(qū)中下游供水的關(guān)鍵性工程。2013年，灌區(qū)管理局對原劉廟渡槽拆除后在其原址處進(jìn)行了工程改建，改建后渡槽設(shè)計流量40.0 m3/s，加大流量45.0 m3/s，總長150.3 m。渡槽改建工程中水工薄壁混凝土結(jié)構(gòu)較多，對裂縫的預(yù)防要求較高。本文以渡槽上（下）游連接段和槽身固定段的渡槽側(cè)板為例對裂縫預(yù)防措施進(jìn)行分析。

1 渡槽側(cè)板施工特點分析

1.1 槽側(cè)板自收縮應(yīng)力

劉廟渡槽槽側(cè)板澆筑后混凝土中水分減少將引起混凝土的體積收縮，包括干燥收縮和自生體積收縮。干燥收縮是混凝土中的水分散失到周圍的環(huán)境中引起的混凝土體積收縮。自生體積收縮是混凝土內(nèi)部膠凝材料的繼續(xù)水化引起的自生體積變形。兩種收縮都將產(chǎn)生自收縮應(yīng)力，混凝土表面由于體積收縮呈現(xiàn)拉應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強度低，極易在渡槽側(cè)板表面形成細(xì)微裂縫。

1.2 槽底板約束應(yīng)力

為保證渡槽底板不被破壞，渡槽側(cè)板混凝土澆筑時，槽底板混凝土強度已達(dá)到或超過設(shè)計強度，約為30 MPa，相當(dāng)于剛體。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，渡槽側(cè)板混凝土養(yǎng)護(hù)過程中體積收縮時，槽底板作為一個剛體，要阻止其收縮，產(chǎn)生較大約束應(yīng)力。渡槽側(cè)板受來自底板的約束應(yīng)力，側(cè)板與底板連接處極易產(chǎn)生裂縫，甚至貫穿性裂縫。

1.3 溫度應(yīng)力的影響

混凝土的形成是內(nèi)部骨料、水泥、水及摻料等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)放熱、結(jié)構(gòu)力學(xué)性能增長的過程。由于混凝土為熱的不良導(dǎo)體，水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不能及時擴散到周圍環(huán)境中，早期階段，混凝土內(nèi)部溫度高，混凝土膨脹導(dǎo)致內(nèi)部受壓，外層混凝土相對受拉。混凝土為脆性材料，抗拉強度只有抗壓強度的1/10左右，在內(nèi)外溫差及溫度應(yīng)力的影響下容易產(chǎn)生裂縫。

1.4 傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方法的影響

混凝土澆筑成型后必須及時進(jìn)行澆水覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，表面還應(yīng)覆蓋塑料薄膜、麻袋片或草苫等。傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)做法是澆筑完畢后12 h左右開始澆水養(yǎng)護(hù)，這對于水泥強度等級較低、水泥用量不大、早期水泥水化程度偏低、自收縮可忽略不計或是自收縮較小的混凝土是適宜的，但渡槽側(cè)板作為水工薄壁混凝土結(jié)構(gòu)防滲防裂要求很高，傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方法并不能滿足其要求。

2 施工期預(yù)防裂縫措施

2.1 優(yōu)化混凝土配合比

劉廟渡槽側(cè)板混凝土澆筑時選用了含黃沙、不同粒徑石子、水泥攪拌而成的C30混凝土，同時在混凝土中摻加防滲劑、抗裂纖維，并未采用普通C30碎石商品混凝土。混凝土攪拌站實驗資料顯示，在滿足強度要求前提下，水泥用量減少15%，水泥水化反應(yīng)明顯降低。加之合理的養(yǎng)護(hù)條件，渡槽側(cè)板混凝土自收縮應(yīng)力得到抑制，很好地預(yù)防了表面裂縫的出現(xiàn)。

2.2 縮短混凝土澆筑間隔

為減小渡槽底板對側(cè)板約束應(yīng)力的影響，在渡槽外側(cè)提前架設(shè)的腳手架上對渡槽底板和側(cè)板連接處進(jìn)行鑿毛處理、清掃沖洗、綁扎鋼筋和模板支設(shè)等工序，盡最大可能保護(hù)渡槽底板的同時，縮短渡槽底板和側(cè)板澆筑時間間隔。在渡槽側(cè)板混凝土澆筑前，預(yù)澆適量高強度微膨脹水泥砂漿，既保證了兩期混凝土有較強的黏結(jié)效果，又能減小連接處混凝土收縮造成的不良影響。

2.3 調(diào)整混凝土澆筑時間

除優(yōu)化混凝土配合比減小溫度應(yīng)力的影響外，施工單位積極調(diào)整渡槽側(cè)板混凝土澆筑時間。劉廟渡槽改建工程6月開工建設(shè)，10月初開始渡槽側(cè)板施工，期間正值北方晝夜溫差變化較大時期。施工單位將渡槽側(cè)板混凝土澆筑時間盡量安排在傍晚，另外渡槽側(cè)板混凝土澆筑完成后在表面保溫的同時，進(jìn)行水管冷卻減小混凝土內(nèi)外溫差，有效削減早期混凝土表面拉應(yīng)力。

2.4 加強混凝土養(yǎng)護(hù)

劉廟渡槽側(cè)板施工中，在混凝土初凝前后即對其表面進(jìn)行濕潤養(yǎng)護(hù)。模板拆除后，施工單位安排專人及時澆水養(yǎng)護(hù)并用浸水后的養(yǎng)生氈覆蓋渡槽側(cè)板，以保證混凝土有足夠的澆水保濕時間，同時保持合適的混凝土表面與外界環(huán)境的溫差，減少因養(yǎng)護(hù)不力造成渡槽側(cè)板裂縫的出現(xiàn)。

3 結(jié)語

通過采取以上措施，有效預(yù)防了渡槽側(cè)板施工期及運行期裂縫的產(chǎn)生。工程運行3年來，一直擔(dān)負(fù)著灌區(qū)二干渠向灌區(qū)中下游供輸水任務(wù)，滿足了灌區(qū)中下游工農(nóng)業(yè)用水及人畜飲水需求。

（責(zé)任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2017）-04-0033-02

2016-11-24

王龍（1988—），男，助理工程師