橡膠壩工程底板裂縫危害程度檢測判別與分析

林振濤

(遼寧江河水利水電工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，遼寧 沈陽 110003)

1 工程概況

1.1 工程基本情況

遼河干流滿都戶生態(tài)抗旱臨時蓄水橡膠壩工程位于遼中縣境內(nèi)的遼河干流中游，在遼中滿都戶大橋下游約1.5km處，承擔(dān)著兩岸灌區(qū)水位調(diào)節(jié)、水量分配以及水面景觀等多種功能。橡膠壩主體結(jié)構(gòu)由上游防沖體、上游鋪蓋、橡膠壩底板、消力池、海漫、下游防沖槽及兩岸翼墻組成。工程等別為V等，主要建筑物級別為5級。壩高2.5m，壩長164m，分4孔，中間2孔長30m，兩側(cè)邊孔長49.6m。工程于2011年2月開工建設(shè)，6月完工驗收并投入運行。

1.2 工程地質(zhì)情況

壩址區(qū)出露的地層巖性為第四系全新統(tǒng)松散堆積層，據(jù)鉆探孔揭露情況，自上而下可見巖性依次為：耕植土：黑色，干燥，含有機質(zhì)和植物根系，厚度0.20～0.40m，分布于地表；含細粒土砂：黃褐色，結(jié)構(gòu)松散，稍濕，厚度1.20～1.50m；級配不良細砂：黃褐色，濕—飽水，稍密—中密結(jié)構(gòu)，粒徑較均勻，分選性良好，具層理，層中夾有粉土層，厚度1.20～1.50m；級配不良中砂：黃褐色，飽水，中密結(jié)構(gòu)，粒徑較均勻；低液限黏土：灰黃色，硬塑，土質(zhì)均勻，揭露厚度2.4m，分布于級配不良中砂的下部。

壩底板主要坐落在第3層地基上。

1.3 底板布置情況

結(jié)合地基及穩(wěn)定分析等綜合因素，橡膠壩底板長度設(shè)計為9.20m，厚度為0.80m。采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在底板上層和下層各布置1層φ14@200鋼筋，保護層厚度均為50mm。底板以下設(shè)20cm墊層。具體布置情況見圖1。

圖1 橡膠壩底板、鋪蓋及陡槽段結(jié)構(gòu)橫斷面(單位：mm)

2 存在的主要問題

工程自建成至今已運行了8年，在近期更換橡膠壩袋過程中，管理人員發(fā)現(xiàn)該橡膠壩右孔底板出現(xiàn)多條橫向(順水流向)裂縫，局部裂縫處輕微滲水(見圖2)。

為了探明混凝土裂縫是否會造成底板不均勻沉降和脫空，采用高程測量、鉆孔觀測等措施進行檢測與分析，為工程管理部門了解工程基本情況提供可靠的技術(shù)支撐。

圖2 橡膠壩右孔底板裂縫及滲水現(xiàn)狀

3 現(xiàn)場檢測

3.1 斷面測量

采用水準法對橡膠壩左孔底板高程進行測量，共布置3個平行于壩軸線的測量斷面。其中，斷面1距上游鋪蓋與底板接縫處1.0m，斷面2距上游鋪蓋與底板接縫處3.7m，斷面3距上游鋪蓋與底板接縫處6.1m。

各斷面上測點布置原則規(guī)定為：?盡可能等間距分布；?伸縮縫及主要裂縫兩側(cè)兼顧布置。按照上述測點布置原則，左孔3個測量斷面上分別布置8個測點，測點編號自左向右依次排序(見圖3)。

圖3 底板斷面測量測點布置示意圖

所測左孔底板各斷面測點中，實測高程最小值出現(xiàn)在1-6測點，為37.982m，小于設(shè)計高程1.8cm，該測點距左側(cè)翼墻40.0m；實測高程最大值出現(xiàn)在2-4測點，為38.056m，大于設(shè)計高程5.6cm，該測點距左側(cè)翼墻20.0m。

根據(jù)測點高程分布情況，繪制左孔底板高程縱向變化曲線(見圖4)。

圖4 左孔底板高程縱向變化曲線

根據(jù)測點高程分布情況，繪制左孔底板高程橫向變化曲線(見圖5)。

圖5 左孔底板高程橫向變化曲線

由圖4可知，左孔底板的3個縱向測量斷面均呈中間高兩端低的趨勢，最大高差為7.4cm；由圖5可知，左孔底板的8列橫向測點普遍呈中軸線高、上下游兩側(cè)低的趨勢。

綜上，橡膠壩底板中間區(qū)域存在較明顯凸起。

3.2 脫空情況驗證

為了驗證底板中間區(qū)域與基底是否存在脫空情況，分別采用鉆芯法和全孔壁成像法對此進行驗證。

3.2.1 驗證點位置分布

考慮到底板中間區(qū)域內(nèi)部布設(shè)右充排水管線，無法直徑在此處進行鉆芯驗證，故將驗證點位置選在下游側(cè)中間底板，距左側(cè)翼墻18.2m，距中間區(qū)域邊緣0.6m。

3.2.2 鉆芯驗證

采用卷尺和鋼板尺對鉆芯取得的芯樣和孔深分別進行尺寸測量，所測芯樣總長度為90.0cm，孔深(即孔頂至孔底距離)為90.3cm，脫空高度為0.3cm，底板與基礎(chǔ)之間存在輕微脫空情況(見圖6)。

圖6 脫空驗證芯樣外觀

3.2.3 全孔壁成像驗證

采用全孔壁成像儀對鉆芯孔的孔底脫空情況進行驗證。結(jié)果表明，孔內(nèi)滿水并溢出，孔底基底土為細砂夾粉土，底板與基底土呈輕微脫空狀。

4 成果分析

斷面高程測量結(jié)果表明，橡膠壩底板中間區(qū)域存在較明顯凸起情況，最大相對凸起高度為7.4cm。

鉆芯和孔壁成像驗證表明，橡膠壩底板中間邊緣區(qū)域?qū)嶋H脫空高度僅為0.3cm，為輕微脫空，與底板表面凸起程度相差較大。表明橡膠壩在底板施工時，整體底面找平較好，而表面相對較差。

綜上，底板裂縫尚未造成其出現(xiàn)不均勻沉降和局部脫空。

5 建 議

建議對底板裂縫進行灌漿封堵處理，并做好表面封閉，防止裂縫中的水對鋼筋的進一步侵蝕；對橡膠壩底板高程進行長期監(jiān)測，以便掌握其沉降變化規(guī)律和動態(tài)，作好預(yù)判。