小溶江水庫導流洞襯砌工程中砼裂縫控制技術的應用

摘要:小溶江水庫砼工程，砼建筑物裂縫控制，主要由干縮、砼自身質量、水泥水化熱、溫度、鋼筋銹蝕、地基變形、荷載、堿骨料反應等。

關鍵詞: 小溶江導流洞砼裂縫洞室襯砌

小溶江水庫導流洞襯砌工程，呈城門洞型，長704.5m，高為11.4m，直墻高9.0m，寬為8.5m，襯砌厚度為主要為25cm，為高過墻薄壁砼，砼的設計指標為C25。施工條件:泵送，洞外拌和，洞內澆筑，鋼模臺車一次成型，洞內恒溫17～18℃。裂縫是砼建筑物主要的老化病害之一，主要由干縮、砼自身質量、水泥水化熱、溫度、鋼筋銹蝕、地基變形、荷載、堿骨料反應、地基凍脹等原因引起。為控制裂縫的產生，施工中采取了以下措施。

1.控制干縮裂縫

砼的干縮裂縫主要是由于毛細管壓力造成的。毛細管孔隙在干燥過程中逐步失水，產生很大的毛細管張力，砼體積產生收縮，由于砼周圍存在約束，內部又有拉應力，當拉應力超過砼材料抗拉強度時，便產生了干縮裂縫。

干縮裂縫的控制方法有:

1.1降低砼單位用水量:用水量的增加勢必使剩余水增加，因此，從確保砼耐久性出發(fā)，應降低砼單位用水量。

1.2水泥的影響:不同水泥，砼收縮也不同，按收縮值大小排序:礦渣水泥>普通水泥>粉煤灰水泥。

1.3降低砼周圍約束:若砼周圍約束過大，內部拉應力無法釋放，拉應力增大而使砼干裂，因此，應減少砼的分倉長度，以使砼內部拉應力能夠充分釋放。

1.4添加膨脹劑:適量添加膨脹劑后可以使砼體積膨脹，在砼內部產生壓應力，部分抵消了砼因毛細孔隙干燥而產生的拉應力，從而起到控制干縮裂縫的作用。

本工程在控制砼干縮裂縫方面采用了上述1～3項方法。其中單位用水量為182kg，采用普通425#水泥，澆筑中摻用粉煤灰，分段澆筑長度在12m左右。

2.控制砼因自身質量欠缺而形成的裂縫

本工程采用泵送施工工藝，要求的坍落度和水泥用量均較大，必須用摻加外加劑的方法來達到既減水又不使砼坍落度損失過大的目的，以及添加超細活性摻和料來達到降低水化熱、提高砼性能和節(jié)約水泥的目的。

綜合上述兩點，我們采用下表所示的砼配合比(單位:kg/m3)。

按上表配比，砂率38%、水灰比0.50、坍落度160～180mm、木鈣摻量0.25%、粉煤灰摻量15%。

根據有關資料，砼中單方水泥用量每增減10kg，水化熱相應升降1～1.2℃，即因本工程中摻用粉煤灰而使砼內部溫度下降了約5.5～6.5℃，從一定程度上控制了裂縫的產生。

3.控制水化熱開裂

水泥水化后放出大量的熱量，使砼內外形成較大的溫差，從而在溫度應力的作用下形成裂縫。特別是在夏季施工，中午氣溫一般在攝氏37℃，露天存放的石子表面溫度可達攝氏50℃，砼出機口溫度在攝氏30℃左右，砼水化后內部溫度更高。為控制砼水化開裂，施工中采用了以下措施。3.1骨料降溫

骨料的溫度控制主要通過搭蓋涼棚和灑水降溫來進行。搭蓋涼棚可避免太陽光直射，減少骨料吸熱，澆筑前2～3小時再用井水(約17℃)對粗骨料進行充分的灑水降溫。采取以上方法降溫后，澆筑前粗骨料內部溫度約為24℃，細骨料內部溫度約為26℃，降溫效果比較明顯。。

4.砼養(yǎng)護

由于采用普通硅酸鹽水泥和泵送施工工藝，砼早期水化熱較大。經量測，一般在澆筑后24h左右，內部溫度即達到最大值(約33℃)，而此時因規(guī)范要求鋼模板尚不能拆除，還不能直接進行表面灑水降溫，為降低砼溫度，除盡量降低水灰比外，在澆筑完畢后18h即開始對鋼模板表面進行不間斷的灑水降溫，拆模后對砼表面進行全天候養(yǎng)護至14天，此時洞室襯砌后的砼內部溫度已降至18℃。通過拆模前是否對鋼模板表面灑水降溫的對比觀察，采取對鋼模板表面灑水降溫的，明顯比未對鋼模板表面灑水降溫的砼產生裂縫少的多，因此，砼養(yǎng)護應從模板面的灑水降溫開始。

5.控制鋼筋銹蝕引起的裂縫

鋼筋銹蝕后體積膨脹2～4倍，對周邊砼產生壓力，可能產生順筋裂縫，甚至脫落，從而影響建筑物的使用。而鋼筋銹蝕多為氣蝕、電離引起。因此，本工程自一開始就注意了鋼筋的銹蝕問題，并從以下幾個方面對鋼筋銹蝕加以控制的。

5.1 鋼筋原材料和加工后的半成品均應作防潮處理。具體的做法是架空放置和上蓋防水雨布。

5.2鋼筋安裝前表面清潔處理

鋼筋安裝前，其表面必須潔凈、無污物，對已發(fā)生銹蝕的部位，必須用鋼絲刷和砂布打磨干凈，以保證鋼筋與砼的有效結合，同時也可防止因電離而發(fā)生銹蝕。

5.3降低砼水灰比和增加砼和易性。加強振搗，提高砼致密性，減小砼炭化速度，使鋼筋有足夠長的時間不接觸空氣。

6.控制洞室周邊圍巖的變形

為防止洞室Ⅳ類圍巖區(qū)的圍巖變形對洞室襯砌砼的影響而使之產生裂縫，在洞室開挖支護階段就已對Ⅳ類圍巖區(qū)進行了錨桿支護，錨桿布置型式為梅花狀，直徑20mm，長3m，間排距1.25×1.25m;砼襯砌后，對周邊圍巖進行固結灌漿。為保證錨桿和固結灌漿的施工質量，還要對錨桿進行抗拔力試驗，對固結灌漿進行壓水和超聲波檢查試驗。

通過采取以上措施，小溶江水庫導流洞襯砌工程砼裂縫現象基本得到了控制，取得了良好的效果。