科学论坛 水闸闸室底板及闸墩混凝土裂缝原因及处理措施浅析 杨兆兵 （黑龙江省水利冲填工程处） 摘要：对于拦河大型水闸工程的施工而言，其中闸室底板以及闸墩部位的混凝土是最容易出现裂缝的部位，这些裂缝一旦出现，必然会严重影响到 水闸工程的正常运行和工程耐久性，甚至是给下游人们生命财产造成威胁。本文结合工程实例，探讨了其闸室底板及闸墩混凝土裂缝出现原因，并提出 了有关预防措施。 关键词：水闸；混凝土；闸室 闸墩；裂缝 水闸是水利工程施工建设中最为常见的结构物，闸室底板与闸墩部位 筋率较大（超过３％）的构件中，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土 可谓是最容易出现裂缝的部位。这种问题长期困扰着水利工程业内工作人 表面容易出现龟裂。另外，骨料的大小和级配对干缩也有影响，如使用偏细 士，虽然一直都未曾中断过对其研究和分析，但是效果一直不佳。这些问题 砂（或硅粉等比表面积大的材料）时，会使混凝土收缩值增大。一般来说，胶 的出现给工程施工带来了极大的不便和危害，同时也给水闸的日后运行造 凝材料用量越多、构件尺寸越小或越薄、空气湿度越小，干缩量则越大。干 成了不必要的影响，因而受到业内人士的重视。 缩裂缝的特征是表面开裂，走向为纵横交错，没有规律性，裂缝宽度和长度 １水闸工程概述 都较小。 在当今的水利工程施工建设中，水闸可谓是最为常见的结构物，它的 ２．３．４新老混凝土间隔时间过长易产生因约束而引起的裂缝，下层混 存在对于水利工程而言极为重要，是整个工程施工的核心问题。这种结构 凝土龄期超过一个月，再浇筑上层混凝土，会因为新老混凝土之间弹性模 本身具备着良好的耐久性，却又各自存在着体积变形、徐变等问题，因而在 量差异过大，老混凝土对新浇混凝土产生较强的约束，使新混凝土产生裂 实际工程项目中会产生各种不同程度的裂缝问题。同时由于水利工程中， 缝。 水闸长期处于水下，因此裂缝一旦出现很容易造成混凝土内部钢筋出现锈 ２．３．５夏天浇筑混凝土，由于入仓温度过高，水泥水化产生的热量还将 蚀和膨胀，从而加剧了混凝土的破坏。因此在水闸的闸室底板以及闸墩部 使混凝土内部温度进一步升高，导致混凝土体积的变化，当体积变化引起 位的施工中，我们必须要严格控制施工质量，提高混凝土质量、尽量避免裂 的拉伸应变超过混凝土的极限应变时，混凝土将会开裂。 缝的产生，而这些裂缝一旦出现，就必须要及时的采取有效措施进行补救， ３水闸混凝土的主要防裂措施 以保证水利工程的安全和结构耐久性。 ３．１设计时应通过计算确定构件尺寸，断面突变处采用增加配筋等措 ２水闸闸室底板以及闸墩混凝土裂缝产生的原因分析 施，超长构件采用设后浇带等方法，闸墩的构造钢筋应不小于规范要求的 对整个水闸闸室底板以及闸墩混凝土结构所产生裂缝进行分析，它的 配筋量，以减少裂缝出现的可能性。 出现与其他建筑结构大同小异，都需要从结构设计、工程材料的选择、施工 ３．２水泥应选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥与混凝土强度等级 工艺和管理措施多个角度入手进行研究和总结。 之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配 ２．１设计方面 置Ｃ３０混凝土，使用强度等级为４２．５的水泥比较合适，可以达到合理的水 ２．１．１在工程施工建设的过程中，因为设计方案的不合理、不科学，使 灰比，保证施工质量。不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥、大水 得结构断面极容易产生应力变化和突变。在这种条件下如果得不到有效的 灰比的配合比。严禁不同厂家的水泥混用。 控制和管理，其断面极容易产生裂缝隐患，甚至是引发重大的安全事故。 ３＿３选用级配良好的粗、细骨料，严禁粗骨料中针片状石子超标，尽量 ２．１．２闸室底板以及闸墩在施工的过程中因为结构设计不够科学，无 不使用细砂，含泥量严格控制在规范要求以内，氯离子含量不得超标。尽量 论是长度还是在质量上，都存在着严重的缺陷，它在管理和控制的过程中 选用收缩率小的骨料，碱活性骨料不得使用。 存在着明显的差异，也造成了极大的裂缝隐患。 ３．４对于大体积混凝土，尽量使用水化热低的水泥，可考虑外掺粉煤 ２．２材料选择引起的裂缝 灰、磨细矿渣等材料，但应通过配合比试验论证确定。 ２．２．１材料选用工作中，选用了一些碱性活性较强的骨料，这些骨料使 ３．５减水剂、膨胀剂等外加剂应选用公认的品牌，谨防假冒产品影响混 得在配置的过程中与水泥中的碱性物质和活性氧化硅等发生反应，从而生 凝土质量，最好通过试验验证后再用。掺用聚丙烯纤维对防止混凝土出现 成胶状物。这些胶状物受到空气、水分等因素的影响而发生膨胀，进而使得 表面裂缝非常有效。 整个结构裂缝出现。 ３．６要严格控制钢筋间距和模板尺寸，尽量采用小水灰比、小坍落度混 ２．２．２经过多年的工程实践总结得出，在混凝土搅拌的过程中，经常会 凝土，保护层厚度应达到设计要求。新浇混凝土的抹面工作要及时，一般不 因为材料、工序的不同而产生离析、泌水等不良现象，造成混凝土各种组分 少于两遍。 分布不均匀，同时水化反应的差异很大，容易产生裂缝问题。另外，混凝土 结束语 中大量的加入了粉煤灰等其他掺合料以及水泥用量，这个时候，混凝土早 本文通过对水闸底板及闸墩混凝土的裂缝发育情况及处理措施的相 期的强度很差，极难抵抗内部的拉应力，这也是造成裂缝的主要原因之一。 关资料进行搜集整理，对其形成原因及处理措施得出一些粗浅的认识。在 ２＿３施工裂缝问题 工程实践中，通过采用内部进行化学灌浆及表面封闭的综合处理方式，将 ２．３．１钢筋混凝土在施工的过程中保护层控制不到位、混凝土浇筑的 由裂缝带给建筑物的影响降至最低程度，对外部环境类似地区的大型水闸 时候坍落度偏大、混凝土表面收浆不是很少，就容易在生产的过程中产生 工程预防或克服相关问题具有一定的参考价值。■ 裂缝，同时这些裂缝的出现大多都是沿着钢筋朝着总方向发展和出现，或 参考文献 者是以预埋件为中心出现辐射状态的裂缝问题，这些裂缝的出现大多都是 …陈建国，郭晋川．浅议水工混凝土建筑物缺陷修补技术『Ｊ１＿广西水利 高于周围混凝土结构的表面。 水电，２０１０（３）． ２．３．２混凝土在施工完毕之后，抹面工程和养护工程的不够及时出现 ｆ２】吴元金．渠道混凝土裂缝成因及处理措施ＩＪＪ．广东水利水电，２００９ 会造成严重的塑性裂缝，这些裂缝一般都不是很长，同时深浅不一，往往会 （８）． 呈现出中间宽、两端细的结构现象。 ２．３．３在混凝土水化反应初期要是表面出现失水而产生于缩裂缝，在 整个干缩工作的过程中如果遇到混凝土以及其他的预埋件约束，在混凝土 内部必然会产生一定的拉应力，甚至是这些拉应力超过强度表面，从而产 生裂缝隐患。同时在工作的过程中如果配筋过大的时候，其构件当中也会 产生 ‘定的变形和变化，其钢筋对混凝土的收缩约束力也极为明显 在配 ３４
