鄧樓泵站主廠房混凝土底板澆筑防裂措施

王廣全 ，耿繼勝 ，胡同濤

(1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250013；2.山東黃河工程集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250013）

鄧樓泵站主廠房混凝土底板澆筑防裂措施

王廣全1，耿繼勝2，胡同濤2

(1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250013；2.山東黃河工程集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250013）

以往的工程實(shí)踐表明，大體積混凝土澆筑時，由于受溫度應(yīng)力的影響容易出現(xiàn)裂縫，給工程質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。以南水北調(diào)東線鄧樓泵站主廠房為例，介紹了大體積混凝土澆筑防裂技術(shù)在實(shí)際施工中的應(yīng)用，為其他大體積混凝土澆筑的防裂提供參考。

南水北調(diào)；大體積混凝土；防裂

鄧樓泵站樞紐工程位于山東省梁山縣，是南水北調(diào)東線第十二級梯級泵站，一期設(shè)計(jì)調(diào)水流量為100 m3/s，設(shè)計(jì)選用4臺立式軸流泵（1臺備用），泵站總裝機(jī)容量8 960 kW。鄧樓泵站樞紐工程包括主廠房、副廠房、引水渠、出水渠、引水閘、出水涵閘、梁濟(jì)運(yùn)河節(jié)制閘、變電站、泵站防洪圍堤、辦公及生活福利設(shè)施等。主要建筑物為1級，次要建筑物為3級。

泵站主廠房鋼筋混凝土底板長41.60 m,寬36.47 m,厚1.5 m，總體積2 276 m3，強(qiáng)度等級為C30,屬于典型的大體積混凝土。由于工期緊張，主廠房鋼筋混凝土底板需要在高溫季節(jié)澆筑。工程實(shí)踐表明，由于受溫度應(yīng)力的影響，大體積混凝土容易出現(xiàn)裂縫，給工程質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。為避免主廠房鋼筋混凝土底板出現(xiàn)裂縫，監(jiān)理單位組織召開了由特聘專家、建管單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位及承包單位參加的泵站混凝土底板施工方案專題審查會，制定了科學(xué)、合理的施工方案，有效防止主廠房鋼筋混凝土底板裂縫的產(chǎn)生，保證主廠房鋼筋混凝土底板的工程質(zhì)量。

1 大體積混凝土裂縫的機(jī)理分析

從出現(xiàn)的時間上來分，大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，主要分為早期裂縫和后期裂縫2種。

1.1 早期裂縫

多發(fā)生在混凝土澆筑初期5 d以內(nèi)，一般來說，裂縫的表現(xiàn)形式是“由表及里”型，起裂點(diǎn)往往位于混凝土的表面，開裂的主要原因是較大的內(nèi)外溫差。混凝土內(nèi)外溫差越大，早期表面拉應(yīng)力越大，表面開裂的風(fēng)險也越大。當(dāng)表面裂縫出現(xiàn)后，很可能向縱深發(fā)展，最終形成貫穿性裂縫。

1.2 后期裂縫

主要是由于內(nèi)部溫降和外在約束，其表現(xiàn)形式往往為“由里及表”型。開裂點(diǎn)通常位于混凝土的內(nèi)部。

2 防止裂縫產(chǎn)生的工程措施

2.1 減少水化熱

主廠房底板混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)為C2830W4F150，在保證混凝土滿足工作性能的前提下，按照“三低（低水泥用量、低水膠比和低砂率）、兩摻（摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰和高效減水劑）、一高（高粉煤灰摻量）”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，精選原材料、優(yōu)化配合比，有效減少水泥用量，達(dá)到減少水化熱、提高混凝土自身抗裂性能的目的。混凝土配合比見表1：

表1 混凝土施工配合比表 kg/m3

2.2 入倉溫度

在粗、細(xì)骨料堆的上方搭設(shè)涼棚，降低骨料的溫度；在集料倉上方搭設(shè)涼棚，避免陽光直射；拌合用水采用地下水，并加上冰塊，將混凝土拌合用水的溫度控制在5℃以下；在開倉前一天用地下水連續(xù)噴淋粗骨料，以盡量降低粗骨料的拌合溫度；在倉面上用防曬網(wǎng)搭設(shè)涼棚，并對倉面周圍灑水霧化，以降低混凝土澆筑倉面的環(huán)境溫度；在拌合系統(tǒng)水泥罐四周裹一層毛氈，其頂部安裝噴淋水管，在澆筑前一天開始對水泥罐表面噴地下水降溫；在澆筑過程中連續(xù)噴淋，以降低溫度；選取陰天澆筑，以達(dá)到降溫目的。

2.3 布置冷卻水管

布置冷卻水管是防裂措施中的一個重要環(huán)節(jié)。由于在高溫季節(jié)施工，混凝土入倉溫度較高，降低內(nèi)部水化熱溫升尤為重要。有關(guān)研究表明，混凝土澆筑水化熱引起的大體積混凝土內(nèi)部溫升一般在3 d左右達(dá)到峰值，因此前三天的混凝土內(nèi)外溫差控制尤為重要。冷卻水管采用內(nèi)徑為3.5 cm的聚乙烯高強(qiáng)鋼絲內(nèi)襯塑料管，沿混凝土厚度的中間位置布設(shè)，間距為0.6 m。在澆筑時，冷卻水管的通水時間為4 d。每6 h改變一次通水方向，通水流速控制在0.6 m/s左右。

2.4 養(yǎng)護(hù)

澆筑完成后，加強(qiáng)覆蓋保持混凝土表面的溫度，是減小混凝土內(nèi)外溫差的另一個重要手段。混凝土終凝后，及時覆蓋一層塑料薄膜，減少混凝土表層水分的散失。在薄膜上面覆蓋一層毛氈，在毛氈上面，再覆蓋兩層草苫子，保溫時間不少于10 d。

2.5 加強(qiáng)內(nèi)外溫差的觀測及控制

在1.5 m厚的混凝土底板的中間厚度處和離底板上、下表面0.1 m處分別埋設(shè)3支JDC-2建筑電子測溫儀，在混凝土上表面的塑料薄膜底部，放置普通溫度計(jì)一只。在澆筑開始后，每隔2 h進(jìn)行一次溫度測量，當(dāng)大氣溫度與內(nèi)部溫差小于10℃時，可以停止測量。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫度差大于25℃時，通過加冰塊、增加冷卻管道水流的流速等方法減少內(nèi)部溫度的上升，從而達(dá)到控制混凝土內(nèi)外溫差目的。

3 施工效果

鄧樓泵站混凝土底板于2010年7月13日澆筑，歷時40 h澆筑完畢。在采取防裂措施的過程中，測量混凝土不同部位的溫度240次。采取各種措施，始終將混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。在澆筑完成14 d后拆模，檢查表面，沒有發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫產(chǎn)生。

4 結(jié)語

混凝土溫控防裂十分復(fù)雜，影響環(huán)節(jié)眾多，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能造成混凝土的開裂。裂縫的產(chǎn)生對混凝土結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量會造成危害，須引起建設(shè)單位高度重視，參建各方精心組織，使各項(xiàng)防裂措施都得到有效落實(shí)，才能取得令人滿意的結(jié)果。

TV544

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1009-6159（2011）-09-0021-02

2011-07-11

王廣全（1964—），男，高級工程師

（責(zé)任編輯郭 磊）