臨海吹填地質超長大體積混凝土池類結構物防裂施工技術措施

姚坤

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概況

馬來西亞吉馬火電站（Jimah），電站總裝機容量2x1000MW,位于馬六甲海峽森美蘭州波德申，距首都吉隆坡約90 公里，離波德申港約20 公里，是為解決能源短缺局面由馬來西亞國家能源公司重點規劃的捷徑電站項目，稱為捷徑3B 項目。項目業主為Jimah East Power&馬來西亞國家電力公司TNB，日本IHI 公司、東芝公司和韓國現代公司組成的聯合體中標該火電項目，土建咨詢工程師為英國BMT 馬來分公司。我方承建汽機房、中控樓和BOP 相關建筑物等三個標段的土建工程，總工期35 個月。污水處理池作為主要建筑物，底板下為吹填砂質地基，在地基中設121 根預應力高強度混凝土管樁，管樁直徑為0.5 米、長度38-46 米、縱橫間距4.5-5 米，結構物長51.8 米、寬46.3 米、高5.3 米、底板厚度為0.8 米、邊墻厚度為0.5 米、中間設兩道隔墻，在寬度方向上分為22 米、12 米、9.5 米三段，墊層為10 公分厚C15 混凝土，結構主體為C30 混凝土，外部涂刷兩層液態瀝青，內部涂刷環氧圖層，厚度不小于500 微米。該電站共兩個儲煤池，基礎類型和地基加固措施及混凝土強度等級與污水處理池相同，結構物長60.7 米、寬52.3 米、高3.1 米、底板厚度為0.8 米、邊墻厚度為0.3 米。

2 混凝土裂縫的分類及產生的主要原因

2.1 混凝土裂縫分類。微觀裂縫和宏觀裂縫為混凝土結構的兩類常見裂縫，其中微觀裂縫有三種：粘著裂縫，是骨料和水泥石粘合面上的裂縫；第二種是水泥石裂縫，也叫水泥石自縫；第三種是骨料裂縫，即骨料本身裂縫。在結構中微觀裂縫通常表現為分布不規則、不貫通，隨時間推移微觀裂縫擴展變形為宏觀裂縫按深度不同混凝土裂縫可分為貫穿裂縫、深層裂縫及表層裂縫，貫穿裂縫是切斷了結構的某個斷面，破壞結構了的整體性，使污水處理池這類結構物失去使用價值。在養護過程中或者28 天養護期內混凝土內、外部溫差大可能導致貫穿裂縫，內外溫差使混凝土不能同步變形，外部形成不自由約束導致內部混凝土產生裂縫最終導致微觀裂縫擴大成為危害性最高的宏觀裂縫。一般來講，表面裂縫、微小裂縫不影響結構功能，宏觀裂縫影響壓力水類結構物。

2.2 混凝土裂縫產生的原因。結構受力變形開裂和無荷載變形開裂是混凝土的裂縫產生的兩個主要原因。外荷載引起的裂縫稱為結構變形裂縫，例如地基變形（不均勻沉降）引起的裂縫，及結構溫差所引起的裂縫；鋼筋銹蝕、溫度收縮、混凝土腐蝕、塑性、堿-骨料反應和慣性震動等是引起無荷載變形裂縫的主要原因。

3 裂縫控制的技術措施

3.1 保證混凝土的質量和降低入倉溫度。針對馬來西亞的干燥天氣，通過保證混凝土的質量來應對干縮裂縫的措施有：①選用合適的水泥種類，例如良好抗滲性、低水化熱、穩定性高的水泥。例如礦渣水泥、火山灰水泥、低熱礦渣水泥等；②通過降低入倉溫度從而控制絕對溫升達到減小干縮裂縫的目的，保證混凝土的入倉溫度不超過23.5 度；③在混凝土澆筑中及初凝后用冷水噴霧增強倉號周圍局部環境的濕度，同時可以降低局部環境溫度。

3.2 合理設置分塊間距，嵌埋木條構造伸縮縫。在混凝土底板及邊墻中間位置設置水平及豎向350 毫米橡膠止水，橡膠止水的縱橫水平間距為3 米，邊墻高度15 公分處施工縫設置水平橡膠止水。在底板混凝土表面及邊墻兩側模板內側預埋2 公分寬4 公分高木條，木條位于橡膠止水中心線上方，在澆筑混凝土后形成誘導縫，誘導縫成為應力集中部位，后期用填縫材料進行回填。該措施將有效減少分塊內部裂縫的產生。

3.3 設置防裂構造鋼筋。根據設計規范要求臨海回填區域地下混凝土保護層厚度為七公分，在保護層中間，收縮縫止水帶之間區域鋪設鐵絲網片，在鐵絲網片下方防止墊塊，鐵絲網片能有效防止產生溫度及收縮裂縫。

3.4 使用抗裂纖維。除成本較高之外，在面層混凝土中增加抗裂纖維也是一個較好的防裂措施，不管哪類原因導致混凝土裂縫的產生，都可以通過提高混凝土的抗拉強度來解決，其中添加聚丙烯纖維是一種常用預控混凝土開裂的方法。聚丙烯纖維以100%聚丙烯為原料，具有質輕、強度高、彈性好、耐磨、耐腐蝕、具有電絕緣性和保暖性吸濕性低的特點。其原理是對聚丙烯表面用特殊工藝處理，在水的浸泡和攪拌機摩擦力的作用下，與砂漿或者混凝土充分均勻拌和，在混合料內形成網絡纏繞從而起到加強筋作用，在儲煤池底板施工中使用了該材料，防裂效果明顯。、

3.5 合理確定澆筑方法、控制澆筑過程、減少混凝土裂縫的產生。采用分層法澆筑混凝土，澆筑前確定混凝土的的分層厚度，根據每層混凝土方量、混凝土運距、初凝時間等因素確定混凝土泵車、罐車數量，保證混凝土能連續澆筑而不出現冷縫。

3.6 保證混凝土振搗密實，減少裂縫產生。嚴格按照規范要求進行振搗，在接觸面、鋼筋等部位應充分振搗但不能超振，并且在初凝前進行二次振搗，最大程度排出殘留在混凝土內部的氣泡，增大混凝土密實度，降低產生裂縫的概率。

3.7 澆筑完成后禁止樁基施工對墻體的震動，減少裂縫的產生。火電站施工中由于地質特點大型建筑物基礎都需要通過高強預應力混凝土管樁進行加固，因此樁基施工持續時間較長。在超長大體積池類結構物混凝土澆筑后14 天內禁止在結構物周圍進行樁基施工，防止樁基施工的巨大沖擊力對底板及墻體混凝土產生擾動而產生裂縫。

3.8 延長拆模時間待混凝土終凝，降低變形裂縫的產生。在施工中為了施工進度，經常在混凝土強度達到2.5 兆帕之后或者澆筑一天后拆除混凝土。由于超長大體積池類結構物邊墻寬度較小、較長、較高，在強度不高、拆模擾動等因素的影響下容易產生變形裂縫。因此對于超長大體積邊墻混凝土最好在7-14 天后拆模。

3.9 采用覆蓋泡沫板及灌水層的保溫、保濕養護方法：工程所在區屬于熱帶海洋氣候，晝夜溫差大，為了降低混凝土內外溫差，底板混凝土澆筑后在底板頂部利用邊墻作為圍擋，灌水10 公分養護，養護水上方覆蓋5 公分泡沫板，減少夜間養護水溫度降低從而保證混凝凝土的內外溫差在20 度左右范圍，最高不超過25度，達到減少溫度裂縫的產生的目的。邊墻混凝土采用在塑料軟管上鉆孔淋水的方法連續養護14 天以上。

4 總結

超長大體積混凝土裂縫控制是控制砼質量的關鍵環節，關系到整個結構物質量，是施工難點和重點。也直接影響工程的施工成本、施工進度的控制，因為施工質量的好壞直接關系到后期施工缺陷處理的費用，控制超長大體積混凝土裂縫的數量和寬度，保證這些關鍵部位砼的質量是減少竣工前缺陷處理費用及質保金返還的關鍵。