船閘廊道混凝土防裂措施

李紹紅

1 概述

船閘廊道結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此其受力情況也比較復(fù)雜，特別是在彎道處截面變化段，隨著閘首施工的不斷加載，應(yīng)力和應(yīng)變的重新分布，加之新老混凝土的溫度、強(qiáng)度、彈性模量相差較大，造成約束力較強(qiáng)，更容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在溫度和干縮應(yīng)力的共同作用下，從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，特別是隨著混凝土泵送施工工藝的運(yùn)用，廊道部位更容易產(chǎn)生裂縫。廊道裂縫是船閘施工的通病。

引起廊道產(chǎn)生裂縫的因素較多，因此，防止廊道裂縫的產(chǎn)生是一個(gè)綜合性的問題，設(shè)計(jì)出本體抗裂性能好的混凝土是有效控制廊道裂縫的根本保證。另外，混凝土施工時(shí)的控制也是防裂的重要方面。

針對廊道混凝土裂縫產(chǎn)生的機(jī)理和原因及輸水廊道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，預(yù)防廊道裂縫的產(chǎn)生不外乎“限”和“放”兩種，“限”是指提高廊道混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，用以抵消混凝土早期的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力疊加形成的拉應(yīng)力;“放”是指釋放混凝土早期形成的拉應(yīng)力。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 合理的設(shè)置后澆帶

設(shè)置后澆帶可以有效地削減收縮應(yīng)力。根據(jù)近年完成的船閘裂縫位置統(tǒng)計(jì)，往往裂縫出現(xiàn)在廊道曲線段中部，以及門庫中間部位，由于船閘左右結(jié)構(gòu)對稱，上下閘首廊道基本一樣，所以裂縫出現(xiàn)的位置也基本一樣，從而說明這里的裂縫產(chǎn)生主要是結(jié)構(gòu)自身引起的。

針對廊道彎道段截面變化處容易出現(xiàn)應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂縫，在閘首廊道外墻彎道處和廊道中部豎向后澆帶，這將對控制廊道裂縫的產(chǎn)生起到關(guān)鍵作用;后澆帶在廊道主體混凝土施工后六周進(jìn)行施工，施工中，將后澆帶混凝土強(qiáng)度提高一個(gè)級別，潮濕養(yǎng)護(hù)14 d，以上措施將有效地控制廊道裂縫的產(chǎn)生。

2.2 增加防裂鋼筋網(wǎng)片

輸水廊道除按正常結(jié)構(gòu)受力需要布置受力鋼筋以外，在廊道縱橫鋼筋外緣增加直徑為 10mm防裂焊接鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格為 10 cm×10 cm。由于網(wǎng)格狀焊接鋼筋網(wǎng)片對混凝土具有握裹作用，在一定程度上也阻止結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

3 優(yōu)化施工

3.1 選用適合的外加劑和摻合料

廊道混凝土施工中，采用 HLC-1型抗裂防滲劑，摻量為膠凝材料(水泥 +粉煤灰 +HLC-1型抗裂防滲劑)的 8%，采用內(nèi)摻法。

采用 HLC-1型抗裂防滲劑，通過微膨脹作用可在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，用以補(bǔ)償混凝土的收縮變形。HLC-1型抗裂防滲劑是一種具有緩凝、減水增強(qiáng)、補(bǔ)償增強(qiáng)等多種功能的外加劑，它具有以下優(yōu)點(diǎn):

1)早期產(chǎn)生微膨脹，可以有效減少混凝土后期的干縮變形;

2)減水早強(qiáng)作用好，減水率可達(dá) 18%，3 d抗壓強(qiáng)度可提高70%以上，28 d強(qiáng)度可提高 20%以上，提高混凝土早期的抗裂能力;

3)提高混凝土的密實(shí)性，降低混凝土內(nèi)部的孔隙率，減少混凝土早期的孔隙水的蒸發(fā)，從而減小混凝土的干縮率;

4)提高混凝土的和易性，使混凝土不離析，坍落度損失小，適宜于泵送混凝土;

5)減小混凝土單位水泥用量，降低水化熱。

1.在工作中需要實(shí)施全面預(yù)算管理政策，盡可能控制財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。在投資項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行過程中加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)控制，降低相關(guān)財(cái)務(wù)流程中的風(fēng)險(xiǎn)觸發(fā)幾率。同時(shí)針對資金管理人員的管理，必須要求管理人員對重大事項(xiàng)進(jìn)行報(bào)備，給予提前的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。建立屬于企業(yè)本身的大數(shù)據(jù)處理中心，運(yùn)用云計(jì)算以及數(shù)據(jù)分析為企業(yè)推算出最合適的業(yè)務(wù)預(yù)測和風(fēng)險(xiǎn)判斷。

HLC-1型抗裂防滲劑可使混凝土早期產(chǎn)生微膨脹，在內(nèi)部約束下轉(zhuǎn)變?yōu)?0.2MPa～0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，使混凝土在硬化過程中推遲了收縮產(chǎn)生的時(shí)間，為混凝土抗拉強(qiáng)度較大幅度的增長贏得時(shí)間，使得當(dāng)混凝土開始收縮時(shí)，其抗拉強(qiáng)度已增長到足以抵抗其收縮應(yīng)力，從而減少裂縫產(chǎn)生的可能性。

另外，在廊道混凝土中摻入適量的粉煤灰，降低單位混凝土中水泥用量，減少水化熱，改善混凝土的熱學(xué)性能。

但是由于大量摻粉煤灰，可能影響混凝土使用壽命，及加速混凝土表面碳化速度，因而粉煤灰摻量為水泥與粉煤灰數(shù)量的10%為宜。

3.2 控制混凝土的入倉溫度

降低混凝土的入倉溫度對于降低廊道混凝土的總溫升，減少混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差，控制混凝土的溫度裂縫至關(guān)需要。施工中宜采用以下幾個(gè)措施來實(shí)現(xiàn)混凝土較低的入倉溫度:

1)廊道用水泥提前 5 d入罐，讓其自然冷卻，確保使用時(shí)水泥溫度不高于 50℃;

2)用地下水沖洗粗骨料讓其冷卻，實(shí)測其溫度不超過 29℃;

3)用地下水作為拌和用水，或在其中加冰塊，保持水溫在15℃;

4)白天在混凝土輸送管道上覆蓋土工布并灑水冷卻，夜間揭開散熱;

5)混凝土澆筑速度適當(dāng)控制，每小時(shí)不超過 50 cm。由于現(xiàn)在基本上都是泵送混凝土施工，混凝土施工速度很快，現(xiàn)場指揮人員需控制澆筑速度。

3.3 混凝土中增加防裂縫纖維

在混凝土中增加防裂纖維，摻量一般為0.5 kg/m3～0.6 kg/m3，拌和站拌和不少于 90 s，如果設(shè)置后澆帶對結(jié)構(gòu)裂縫作用重大，則增加防裂纖維，對減少混凝土不規(guī)則的裂縫和施工帶來的裂縫很重要。

3.4 原材料的選擇和混凝土拌和

嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，盡量減少粗細(xì)骨料含泥量，石子粒徑宜選偏大一點(diǎn)，盡量采用三級配，即 4 cm～5 cm石子;另外嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間為 1.5min，以使拌和物攪拌均勻，保證混凝土的質(zhì)量;同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土的坍落度在 10 cm～14 cm，以防止混凝土因坍落度過大造成粗骨料下沉，混凝土表面富漿，導(dǎo)致上層混凝土收縮大，下層混凝土收縮小而產(chǎn)生塑性裂縫。

3.5 混凝土的養(yǎng)護(hù)

為了嚴(yán)格控制廊道混凝土的內(nèi)外溫差，控制其裂縫的產(chǎn)生，混凝土的養(yǎng)護(hù)是一個(gè)十分重要的工序，主要是保持混凝土適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸取?/p>

廊道澆筑后，待混凝土終凝，即在廊道頂(即閘首空箱底板部)進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，3 d～4 d后，松開模板對拉螺栓，保持模板和混凝土之間的縫隙濕潤，拆模后混凝土表面懸掛無紡布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，并把廊道出入口用布簾封住，用以保持其內(nèi)部溫度，為了防止混凝土早期內(nèi)外溫差過大，養(yǎng)護(hù)用水嚴(yán)禁采用地下水，一律用常溫的地表水。

廊道混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間為 30 d。

4 結(jié)語

通過采取以上措施，我公司施工的連申線焦港船閘、京杭淮陰三線船閘、徐洪河劉集東船閘等，廊道裂縫控制得比較好，取得了較好的效果，受到業(yè)主、質(zhì)監(jiān)部門以及專家的眾多好評。

[1] 孟艷敏.龍河病險(xiǎn)閘涵工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)介紹[J].山西建筑，2009，35(21):363-364.