田灣核電站碎石回填區水泥混凝土路面裂縫分析與控制

劉攀 唐顥之 肖波

【摘要】田灣核電站5、6號機組基礎設施工程道路施工位于碎石回填區上，因施工條件的特殊性，前期混凝土路面施工中產生了早期裂縫。本文結合工程實踐經驗，就水泥混凝土路面裂縫產生的原因及如何避免進行了分析。

【關鍵詞】水泥混凝土；道路；裂縫

1概述

田灣核電站5、6號機組基礎設施工程場地原始地貌為農田及魚塘，后采用開山碎石進行回填，水泥混凝土路面位于該回填區上。設計要求在基層施工完畢靜止沉降6個月后再施工混凝土路面，但業主考慮工期進展情況，要求基層施工完畢后不進行停放直接組織施工。

前期施工處于夏季，氣溫炎熱，水泥混凝土路面產生了早期裂縫，即混凝土路面在施工、養生期間，在未受荷載的條件下產生的各種裂縫。經過對早期裂縫進行觀察，裂縫長短各異，寬度在0.2～3mm。通過現場鑿除發現，這類裂縫深度均未貫穿混凝土面板，并且

很少超過混凝土板厚的一半。雖然對板的整體影響較小，但后期交通開放后，隨著時間的推移，在行車荷載和自然界溫度應力的不斷作用下，對水泥混凝土路面的強度和疲勞壽命將造成影響。同時在混凝土面板受到荷載作用時將產生應力集中現象，導致裂縫進一步擴展并不斷延伸，使混凝土面板斷裂破壞，影響使用。

2裂縫原因分析

通過對基礎設施工程道路早期裂縫的分析，主要因素為高溫施工混凝土收縮、切縫時間及位置不當、回填區路基下沉所致。其中回填區路基沉陷不均是造成裂縫的主要原因，就施工過程中如何進行裂縫的控制做以下探討。

2.1溫度變化造成的裂縫

水泥混凝土路面具有熱脹冷縮的性質，由于水泥水化作用為放熱反應，所以混凝土澆筑完后，在硬化過程中釋放大量的熱量，使內部溫度上升，導致混凝土產生顯著的體積膨脹。路面混凝土澆筑后，因夜晚氣溫降低，表面冷卻收縮與內部硬化膨脹相互制約，產生拉應力。當外部受到的拉應力超過混凝土的極限抗拉強度后，板塊將產生裂縫。

主要控制措施：

1、盡量選用低熱或中熱水泥，改善骨料級配、摻加高效減水劑來減少水泥用量，降低水灰比。使混凝土膨脹值減小，有效預防溫度裂縫的產生。

2、施工過程中做好人工降溫措施，加強混凝土的養護，及時用濕潤的草簾、麻袋片或塑料薄膜進行覆蓋，確保表層混凝土保溫保濕，減少內外溫差。實踐證明，通過加強養護可有效減少混凝土裂縫的出現。

2.2 混凝土塑性收縮造成的裂縫

塑性裂縫為混凝土澆筑完甚至還在澆筑過程中路面出現的裂縫，這類裂縫形成的原因主要在混凝土振搗以后在硬化初期有一定的塑性狀態，混凝土骨料自然下沉導致混凝土塑

性變形。同時在高溫和大風天氣施工中，剛澆筑好的混凝土表面迅速蒸發失水而混凝土內部仍是塑性狀態也將導致塑性裂縫產生。根據施工經驗，塑性裂縫一般集中在混凝土道路的縱向自由邊緣，主要原因為混凝土路面中間高、兩邊底，在混凝土澆筑振搗

密實過程中，水泥漿體在縱向自由邊緣匯集較厚。在高溫以及大風天氣進行混凝土澆筑，導致表層水泥漿凝固較快，下層混凝土凝固慢，內表收縮不均，造成表面出現裂縫。

主要控制措施：

1、在條件允許的前提下，合理安排混凝土澆筑時間，應盡量避開高溫和大風天氣，中午12點至下午3點不進行混凝土澆筑，確保混凝土面層初期不過快脫水開裂。

2、當混凝土澆筑振搗密實后，立即對自由邊緣堆積較厚的水泥漿體采用人工進行適當清除，然后用混凝土進行填補。

3、塑性收縮裂縫一般在混凝土終凝以前出現，施工過程中開裂之后，立即用抹刀抹平壓實，以消除此裂縫。

2.3切縫不當造成的裂縫

夏季氣溫炎熱，水泥混凝土澆筑完畢后，及時切縫是混凝土道路施工中預防開裂的一個重要環節，如不加強控制，極易發生裂縫。一般混凝土澆筑強度達到設計強度的25～30%時，即可采用切縫機進行切割。切縫過早，骨料容易爆邊缺口，導致切縫口破壞，影響美觀。切縫太晚，當產生的拉應力大于混凝土的極限抗拉強度時，混凝土板就會開裂。基礎設施工程前期施工屬高溫作業，混凝土澆筑完畢后間隔一天才進行混凝土縮縫切割，切縫時間過晚是早期裂縫產生的原因之一。

主要控制措施：

1、高溫下混凝土澆筑后強度增長快，切縫時間要提早。根據施工經驗，當混凝土坍落度在5±2cm、氣溫在33℃以上時，混凝土澆筑完畢后，在8小時左右便可切割，盡量做到能切就切，寧早勿晚。

2、切割深度應控制在板厚的1/4～1/5，切得太深，板間的傳力能力難以得到保證。切得過淺，混凝土的收縮應力消弱不夠，板面會產生不規則裂縫，為避免裂縫的產生，須合理控制切縫深度。

2.4 特殊部位裂縫

基礎設施工程水泥混凝土路面間隔30米兩側設置有雨水口。前期施工過程中，混凝土澆筑完畢后，按照設計要求進行路面縮縫切割，間距5米，雨水口位于相鄰縮縫的中間。在養護期間約7天左右，局部雨水口處產生裂縫。經過分析，道路混凝土路面在雨水口處幾何形狀發生了突變，導致混凝土收縮過程中產生集中應力，使混凝土路面開裂。

主要控制措施：

1、設置加強鋼筋。雨水口為受力薄弱區，

施工過程中設置加強鋼筋，可有效避免雨水口隨溫度的變化產生的集中應力破壞混凝土路面。

2、合理選擇切縫位置。根據圖紙設計要求縮縫間距為5米，經現場實踐，調整縮縫位置使其位于雨水口中心位置，可大幅度減少裂縫的產生。 圖5：縮縫留設在雨水口中部

2.5沉陷不均造成的裂縫

路基不均勻沉降。道路路基為碎石拋填，自然沉降時間較短，也沒有大量過境載重車輛的反復碾壓，施工過程中按照圖紙要求開挖至設計標高后，僅靠壓路機短期碾壓。雖然路基表層碾壓后密實度能滿足設計要求，但路基深層以下依舊為原始堆積密實度，且碎石

之間間隙較大、含泥量較少。當混凝土面板澆筑成形后，伴隨雨水滲入路基導致沉降不均，造成水泥混凝土路面開裂。

溝槽回填不密實。回填區道路不可避免的與各種管線同時交替施工，如通信、給排水管線等，尤其是橫穿道路的雨水支管埋設淺，為保護管道不被破壞，回填后不能采用壓路機碾壓。回填材料為現場石料含泥量少，碎石之間間隙較大，僅靠人工進行夯實，壓實度很難得到保障。

主要控制措施：

1、連續施工。路槽開挖后及時進行碾壓密實，并盡快組織下道工序施工，防止路槽暴露時間過長，雨水沖刷。

2、水泥穩定碎石回填管道。對橫穿道路的雨水支管采用水泥穩定碎石進行分層回填人工夯實，不僅能增強回填的密實度，而且也加強了回填材料的強度，有效的保護管道不被破壞，同時也降低了混凝土路面開裂。

3、進行必要的地基加固處理。根據施工經驗，碎石回填區道路路基開挖后，采用強夯處理是避免基礎沉降不均，引發混凝土路面產生裂縫的主要控制措施。

結 論

基礎設施工程道路為田灣核電站擴建工程規劃中的主要中樞路線，經過實踐證明，通過加強混凝土養護，改善雨水口切縫位置和切縫時間等措施進行施工后，后期道路未再出現裂縫，保證了施工質量，為碎石回填區這種特殊條件道路施工奠定了良好的基礎。

參考文獻

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[3]《建筑施工手冊第四版》中國建設工業出版社出版發行，2003.9