淺談某水電站站溢洪道混凝土裂縫成因分析

常儉

摘要：混凝土裂縫產生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養護環境不當和化學作用引起的裂縫等等。

關鍵詞：混凝土；裂縫；成因

一、基本情況

溢洪道泄槽段底板、消能防沖挑坎及側墻混凝土設計強度C9040F100W6，三級配，開挖2008年05月18日開始，底板混凝土2011年7月5日開始澆筑2#底板至2011年9月9日底板混凝土完成，設計分快100塊，泄槽段底板厚度1.0m，中部三排幾何尺寸15m×13.8m，兩側1排幾何尺寸15m×12.7m。共計取混凝土抗壓試塊136組。溢洪道消能防沖挑坎底板2011年6月30日開始澆筑2012年1月15日澆筑完成，共計取混凝土抗壓試塊40組；混凝土工程量35490m3。

二、混凝土施工情況及裂縫統計檢查統計

1、泄槽段混凝土施工情況

泄槽段混凝土底板，澆筑時先澆筑泄槽底板，再澆筑側墻。墻體分層澆筑，層高2.5m。采用組合鋼木模板立模澆筑，混凝土采用9m3混凝土攪拌車運輸至現場。

1）基礎面、施工縫清理：對基礎建基面，由人工將基巖面內松動的巖石撬除，并采用高壓風、水聯合的形式將巖面所附巖屑、粉塵沖洗至干凈。混凝土施工縫采用人工鑿毛，去除乳皮，微露粗砂。

2）測量放樣：采用全站儀測量確定基礎面高程并確定建筑物細部邊沿尺寸，用紅漆標識于基巖面上，掛線定出模板外邊線。

3）鋼筋制安及錨桿施工：鋼筋制作由施工員按照設計圖紙要求在現場進行，加工制作的成品料按規格型號進行安裝。進水渠鋼筋型號主要為Φ28、Φ25、Φ20，采用電弧焊焊接，接頭單面焊接長度為10d。錨桿施工采用“先注漿后安裝錨桿”的程序施工，左、右側墻Φ28錨桿長度9.0m，深入基巖7.8m；Φ28基礎錨桿長6.2～6.3m，深入基巖5.0m，均采用YT28手風鉆鉆孔，造孔完成后采用高壓風水槍將孔內巖屑沖洗干凈，注漿采用錨桿注漿機灌注，注漿管插至距孔底10cm左右，隨砂漿的注入緩慢拔出。孔內砂漿注滿后將錨桿插入。

4）混凝土拌制、運輸、入倉

混凝土拌制由HZ90-2F1500和JS1000拌和系統集中拌制。泄槽混凝土運輸由9m3混凝土攪拌車從拌合站至右岸低線公路運輸，后期從拌合站至下游圍堰運輸至現場。主要采用長臂反鏟垂直運輸入倉，人工用Φ70mm型振搗棒振搗密實，底板采用人工抹面，左、右邊墻交叉澆筑。

5）養護：混凝土養護，采用鋪蓋氈毯、人工灑水的形式進行養生，養護期為28d。

2、裂縫調查統計

溢洪道泄槽段底板混凝土裂縫檢查，自混凝土澆筑后月90天后開始普查混凝凝土裂縫，裂縫共計75條，總長320.1米。其中縫寬0.1mm以下裂縫35條，計120.25m；0.1～0.2mm裂縫28條，合計102.65m；大于0.2mm裂縫12條共97.2m。

二、混凝土施工質量檢測情況統計分析

1、溢洪道泄槽段底板混凝土，共檢測136組，工程量19921m?，檢測28天抗壓強度最小值42.0MPa，平均值46.0MPa，標準差1.52MPa。混凝土生產質量等級滿足標準差≤3.5MPa良好等級，強度保證率99.9%，抗壓強度等指標滿足設計要求。

混凝土抗壓強度檢測與評定

強度

等級 檢測

組數 抗壓強度 （MPa） 標準差

（MPa） 保證率

（%） 合格率

（%） 檢驗評定 質量

判定

平

均值 最

大值 最

小值 P（%）≥

95% f/ck，min≥

0.9fc Cv<0.14

C9040

F100

W6 泄槽段底板136 46.0 51.0 42.0 1.52 99.9 100 99.9>95% 42.0>36.0 0.03<0.14 優良

備注

C40混凝土抗壓強度檢測符合設計及規范SL 176-2007評定標準要求。

3、抗凍、抗滲檢測結果統計見表2-2，泄槽段底板混凝土抗壓強度質量管理分析圖2-3，從圖就可以看出混凝土95.6%的點均在3S標準差范圍內，屬控制管理優良。

混凝土抗滲、抗凍、劈裂抗拉強度檢測統計表

檢測項目 檢測組數 設計要求 檢測結果 質量判定

極拉 2 / 3.11、3.08 合格

抗滲 17 W6 >W12MPa 合格

抗凍 4 F100 >100個循環 合格

備注 檢測頻次符合設計要求。

4、溢洪道泄槽段底板、混凝土澆筑情況檢測統計分析

從溢洪道泄槽段底板混凝土澆筑情況看，澆筑在氣溫較低的時段為2010年11月5日-2011年5月10日，在高溫季節澆筑的時段為，2011年5月10日以后至2011年9月9日，從混凝土施工澆筑情況檢測統計分析，最高氣溫37℃，最低氣溫0℃，最大極差37℃，平均溫度差18.8℃；混凝土最高澆筑溫度31℃，最大極差31℃，平均溫度差11.2℃。

從溢洪道消能防沖挑坎底板混凝土澆筑情況看，澆筑在氣溫較低的時段為2011年1月5日-2012年1月15日，在高溫季節澆筑的時段為，2011年6月30日-2011年8月28日，從混凝土施工澆筑情況檢測統計分析，最高氣溫35℃，最低氣溫1℃，平均溫度差22.8℃；混凝土最高澆筑氣溫33℃，平均溫度差17.2℃。

從混凝土澆筑時段和檢測的情況分析，由于溫度應力而生的溫度裂縫，仍然不可忽視，從使用的水泥品種情況分析，采用P.MH 42.5中熱水泥后，在高溫季節混凝土平均溫度26.4℃，高于20℃，雖然自身水化溫度有所降低，但仍然不能很有效的抑制裂縫的發展。

溢洪道混凝土澆筑情況檢測統計分析

三、裂縫的成因分析

1、混凝土澆筑時正值高溫季節施工，氣溫較高，最高氣溫達37℃，雖采用了骨料倉搭遮陽棚、拌合時采用抽堵河涼水拌制混凝土、倉面噴霧等措施，但混凝土出機口、入倉溫度仍偏高，盡管對混凝土運輸車采取了隔熱措施，但混凝土澆筑溫度都在28℃以上；因此采用常規的降溫措施也只能降低2℃左右，再者混凝土設計指標比較高C40，水泥用量大，混凝土水化熱高；分析主要原因為溫度應力變形產生的裂縫。

2、混凝土倉面較大，內外溫度差產生的溫度梯度比較大，內外溫差產生溫度應力造成裂縫，其中有幾倉，白天和夜間溫度差在12℃～28℃，混凝土溫差大、入倉溫度越高，則裂縫越多，由此可以肯定，在氣候條件較高季節澆筑混凝土是不利的。

3、先澆筑塊混凝土對新澆筑混凝土之間的約束，形成局部擠拉應力，引起裂縫。

4、從7月份后，在咨詢專家、設計、業主的建議下，溢洪道及時采用了三峽牌P.MH42.5中熱水泥，以降低混凝土的水化熱。從檢查的裂縫發展及裂縫形狀看，在摻加中熱水泥后對混凝土的水化熱有一定的降低，同時在降低裂縫的數量及寬帶方面也有所改善，如80塊～100塊底板，裂縫就較少。

5、從溢洪道泄槽段底板裂縫可以發現，大部分裂縫都集中在溢洪道左右側墻兩側部位，而中間部位的底板，在同一澆筑時段，裂縫相比之下較少。分析原因，有可能兩側側墻重力，造成地基不均勻沉降，造成此段底板變形而破裂。

6、根據混凝土拌制參數的控制情況分析，混凝土本身施工基本沒有問題。從混凝土出機口拌合、運輸到倉面，每道工序配備專人負責檢測，氣溫、混凝土塌落度、混凝土入倉溫等各項指標嚴格把關。

7、施工質量評價：本分部工程共計838個單元工程，施工完成838個單元工程，監理單位復核：單元工程全部合格，其中優良單元工程791個，優良率94 %。

四、結束語

綜上所述，混凝土裂縫題目一直嚴重困擾著混凝土的施工質量，在混凝土生產以及施工過程中有針對性地采取預防措施，盡量減少裂縫的數目和寬度，特別是避免有害裂縫的出現，以確保工程質量，使建筑物具備良好的耐久性和結構穩定性。