邕寧水利樞紐工程混凝土裂縫成因分析及對策

李雙軍

（中鐵二十局集團第六工程有限公司，陜西 西安 710032）

邕寧水利樞紐工程解決了西津至老口河段航運水位銜接問題，兼顧水力發電，對加快推進南寧“中國水城”建設，打造西江黃金水道和百里秀美邕江，進一步提高南寧城市生態環境建設，都具有重要意義。且郁江流域地處低緯度，屬于亞熱帶季風氣候區，多年月平均最高氣溫28.3℃(7月)，多年月平均最低氣溫12.8℃(1月)，易造成混凝土內外溫差過大。采取措施合理減少并控制混凝土裂縫發展是保證邕寧水利樞紐工程質量的關鍵。

1 項目概況

邕寧水利樞紐工程位于邕江干流南寧邕江河段下游青秀區仙葫開發區牛灣半島處，上游距老口航運樞紐74 km，下游距西津水電站124 km，是一座以改善城市環境、水景觀、航運為主，兼顧水力發電及其他的綜合性水利樞紐工程，屬大型水庫，樞紐工程等別為Ⅱ等。該工程位于亞熱帶季風氣候區，平均氣溫較高，大部分為混凝土施工，混凝土總量約為61.82 m3，施工條件復雜，對其混凝土施工及后續養護造成很大的困難。

2 混凝土結構裂縫分析

2.1 溫度裂縫

邕寧水利樞紐工程區溫度較高，多年月平均最高氣溫28.3℃(7月)，在混凝土硬化初期，水泥放出熱量較多，又散熱速度慢，使得聚集在混凝土內部的熱量不斷增加，內部溫度可達50℃～70℃。又因為內部膨脹和外部收縮相互制約，混凝土表面產生的拉應力越來越大，致使混凝土產生裂縫。同時，邕寧水利樞紐工程混凝土澆筑在約束地基上，使得其裂縫逐漸變寬、深進，甚至貫穿，嚴重影響了結構安全。

2.2 沉降收縮裂縫

施工中由于工期較緊及人為因素，使得混凝土澆筑振搗不實，沉實強度不夠，表層浮漿過多，構件表面呈現泌水狀態，同時，混凝土保護層厚度不夠，其沉降受到鋼筋的阻力，使得沿箍筋方向產生一道道橫向沉降裂縫，形成了較為嚴重的沉降收縮裂縫。

3 混凝土裂縫防治措施

3.1 溫度控制

本工程混凝土澆筑強度較高，與類似工程相比較，對混凝土溫控要求比較突出，需采取混凝土溫控措施。壩址區多年平均氣溫21.6℃，極端最高氣溫40.4℃，極端最低氣溫-2.1℃，采取常規溫控措施如降低混凝土拌和溫度、降低混凝土入倉溫度和降低混凝土水化熱，即可確保混凝土施工質量。

3.1.1 混凝土拌和系統溫控措施

粗細骨料高堆料方式堆料，地下坑道取料，骨料溫度不受日氣溫影響。骨料溫度達到（或接近）月（或旬）平均氣溫。依據工程實際情況，以旬平均氣溫作為標準，控制骨料溫度達到（或接近）旬平均氣溫。粗細骨料料倉搭棚遮陽，用塑料波紋瓦或鐵皮波紋瓦遮蓋，阻止太陽直曬。在骨料料倉安置淋水系統，采取噴霧、噴淋方式冷卻骨料。冬季利用高堆料方式蓄熱，使骨料溫度不受低溫影響。

3.1.2 其它材料的溫度控制

水泥罐、煤灰罐頂部及東西向安設遮陽棚，阻止陽光直曬。必要時，在罐壁周邊噴淋水冷卻。

3.2 原材料控制

3.2.1 砼原材料選用原則

（1）水泥。大體積混凝土宜選用低水化熱的水泥，以防止因水化熱過高而引起混凝土內外溫差過大，從而導致混凝土內部因溫差應力而產生裂縫；（2）骨料。級配良好的骨料，可以有效改善混凝土的密實度。一般選用中砂、5 mm～25 mm的碎石；（3）外加劑。外加劑可明顯改善混凝土的性能，減少水泥用量；（4）摻和料。粉煤灰能減少水泥用量并有效降低水化熱。粉煤灰需水量小，可降低混凝土的用水量和水泥用量，可減少混凝土自身的體積收縮。礦粉不僅可提高混凝土的和易性，改善混凝土的微觀結構，提高抗滲性，還可延遲凝結時間，降低混凝土早期水化熱。

3.2.2 原材料控制要點

凡經過混凝土配合比設計選用的材料全部備齊、備足，并對原材料進行復試。施工過程中存在疑問的隨時抽樣復試。中間因材料供應、季節變化等原因需更換原材時，須報請總承包技術部門和監理，并提供新配合比與原配合比的對比論證結果。在混凝土中摻加的外加劑及混合料的品種和摻量，應通過試驗確定；所用混凝土外加劑的質量應符合現行國家標準的有關規定；混凝土減水劑、粉煤灰或復合礦粉的摻量應滿足配合比設計。工程結構所用水泥、砂石、外加劑、摻合料等混凝土用建筑材料，均具有法定檢測單位出的堿含量和集料堿活性檢測報告。混凝土拌合物中的總堿含量的控制以配比設計計算書為準。

3.3 現場混凝土施工控制

3.3.1 混凝土配合比

開盤鑒定時，若實際混凝土拌合物與試驗偏差較大，應對試驗配比進行調整。為了保證工程質量，混凝土供應期間選派專人定期對混凝土攪拌的各種原材料、配比和計量進行試驗和檢查。混凝土施工過程中，應及時與攪拌站進行協調和溝通成型后的混凝土構件的表觀質量和強度、抗滲性能等檢驗報告及工作性能等內容，提高混凝土質量。大體積混凝土在按照施工配合比攪拌時，應根據施工場所的周邊環境溫度、混凝土試驗配合比和其絕熱溫升值、溫度、裂縫控制等要求，嚴格控制混凝土的強度值，保證施工完成后的混凝土強度不大于設計強度的1.2倍。

3.3.2 混凝土運輸

混凝土進場前，采取預拌、預控措施，制定嚴格的開盤鑒定制度。開盤前，對不同批次、不同配合比的混凝土進行開盤鑒定；進場時，對第一車混凝土隨車提供該車混凝土“開盤鑒定”所要求提供的相關資料，便于施工現場復核；進場后，及時按照合同約定和工程規劃確定的技術要求和標準作好質量驗收工作，若驗收混凝土不能滿足目標要求，不得澆筑，并應根據實際情況對該批混凝土采取措施進行處理；到施工現場后，確保混凝土均勻、不離析、組成成分符合工程要求，并能夠保證混凝土的坍落度等工作性能合格；卸料過程中如發現拌合物出現離析、分層等質量問題，要立即停止卸料，盡快退場；結合運輸距離、路線情況及現場混凝土需要的澆筑量、進度計劃，合理安排運輸臺車量和頻數，確保坍落度損失、溫度損失控制在合理范圍內。

3.3.3 混凝土澆筑

邕寧水利樞紐工程混凝土采用分段、斜面分層的澆筑方式：混凝土一次澆筑到頂，利用自然流淌形成斜坡，采用常用的斜面式薄層澆搗方式，從澆筑層下端開始逐漸向上移動、振搗。每層厚度不大于振動棒的有效振搗深度，按垂直于斜面的距離計算，一般取500 mm左右。

3.3.4 混凝土振搗

砼振搗是澆筑過程中的一個重要環節，要嚴格遵照操作規程進行操作，力爭做到快插慢拔，防止上層混凝土振實強度太大而導致下層混凝土內部氣泡無法排出，同時，使混凝土能填滿振搗棒造成的孔洞。

振搗棒在振搗過程中間距控制在50 cm，保證插點均勻，上下抽動，插點端部離開模板距離不小于20 cm，行列分明不交錯，以免漏振，并在振搗上層混凝土時，在距離振搗棒端部65cm處進行深度標記，控制振搗棒插入下層至少50 mm，為保證插入精度，這樣可以使上下層砼之間進行更好的結合；掌握好振搗時間，不過長也不過短，一般控制在20 s～30 s之間，持續振搗，直至混凝土表面出現浮將，不出現氣泡，砼亦不再下沉為止，確保砼振搗密實。混凝土振搗過程中應保證其所需構件結構穩固，如振搗時要固定好鋼筋、模板，避免發生移位、跑模現象。對澆筑間歇時間進行控制，保證上層砼在下層砼初凝之前澆筑完工。

根據砼澆筑時的自然坡度情況，在每個澆筑帶的前部、后部以及中部加密振搗點布設，使得混凝土的振動流淌滿足均勻鋪攤的要求。先振搗出料口處的混凝土，使其形成自然流淌坡度，然后進行全面振搗，防止混凝土集中堆積。

3.4 混凝土養護

邕寧水利樞紐工程砼養護采用保溫法，即在砼終凝之前進行二次抹面工作，以減少表面收縮裂縫的產生，抹面完工后，在混凝土表面覆蓋塑料薄膜和草簾，塑料薄膜及草簾之間進行相互搭接，搭接寬度在200 mm左右，以減少水分的散發。

4 結語

混凝土裂縫是水利工程施工中常見的質量問題，影響工程安全性和實用性。混凝土裂縫成因復雜，種類多樣，如內外溫差、收縮沉降等都能使混凝土產生結構裂縫。具體施工中要多觀察、多比較，在出現問題后及時分析、及時采取有效措施進行處理，從根本上控制裂縫現象，提高工程質量。