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1、水工墩墙裂缝的防治措施探讨摘要：水工墩墙结构广泛分布于水闸、涵洞、挡土墙等水利工程中，水工墩墙开裂已成为水利工程建设的一个通病。针对引起裂缝的原因，从材料、结构优化、温度控制、施工方法等方面采取相应的措施，以尽量控制墩墙裂缝的产生。关键词：水工墩墙； 裂缝； 控制水工墩墙结构是一种典型的水利工程结构形式，广泛分布于水闸、涵洞、挡土墙等工程中。由于水工墩墙较窄，一般为1m左右，加上施工设备的改进，现在大多采用泵送混凝土或商品混凝土，在相当多的工程中墩墙产生了大量的表面裂缝甚至贯穿裂缝。这不仅破坏了结构的整体性，影响结构的受力状况与稳定，使结构的运行带来不确定性，而且容易导致内部钢筋锈蚀，降低结构
2、的耐久性，有时还会引起渗透变形，危及基础的稳定性。因此，在设计和施工中注意防裂措施，有特别重要的意义。 1.水工墩墙混凝土裂缝产生的原因分析 墩墙混凝土裂缝形成的原因很多，大量的工程实践经验表明，墩墙裂缝主要是由墩墙混凝土的内外温差、外部约束及混凝土的干缩等原因引起的，除此之外，自生体积变形也是引起墩墙裂缝的原因。 1.1.墩墙混凝土的内外温差引起的裂缝 由内外温差引起的裂缝可分为2种：一种是水泥水化产生的水化热引起的温差，另一种是结构物建成后由环境变化引起的内外温差。在气候条件不是很复杂的地区以第1种裂缝为主。 众所周知，水泥水化会产生大量的热能，在混凝土浇筑完毕的3.d内，水泥可释放出50
3、的热量，当混凝土达到最高温度后又降温，直至与环境温度相同。在墩墙混凝土浇筑的头几天内，混凝土温度处于上升期，由于表面的混凝土散热远高于内部混凝土，尽管此时墩墙内外都处于升温时期，但是由于表面散热快，从而导致了内外温差，引起裂缝的产生。 1.2.外部约束引起的裂缝 墩墙一般修筑在底板(或基础)上，而上部却无约束，是自由的结构。底板(或基础)如果修建在弹性模量较小的地基上，则底板受到的约束较小，变形容易，墩墙出现裂缝的现象也较少；如果地基的弹性模量大，底板就会受到较大的外部约束，开裂现象可能会比较严重。墩墙结构的底板与墙体的施工间隔较长，通常是在底板(或基础)浇筑完后再经过一定时间才开始浇筑墩墙，
4、此时底板混凝土已具有一定强度，能对墙体起一定的约束作用。 1.3.混凝土的干缩引起的裂缝 混凝土内部含水量很大，少部分水分用于水泥水化，其余部分大都蒸发或沁出。随着水泥的凝结和硬化，混凝土中的水分缓慢散发，由此会引起混凝土体积的缩小，在墩墙结构表层很浅的位置发生裂缝。墩墙结构混凝土表面产生干缩裂缝是比较普遍的现象，裂缝细小且毫无规律可循。裂缝在初期非常细微，常常被人忽视。在通常情况下，干缩裂缝在短时间内不会对混凝土结构造成影响，危害程度不大，当混凝土结构的墩墙运行的年限较长时，由于温差和冻融的影响，裂缝会渐渐扩大，时间久了也会对混凝土结构产生不良影响。 二、水工墩墙混凝土裂缝防治措施 (一)理
5、论上的防治措施 针对水工墩墙裂缝的成因从理论上分析可采取以下几种措施： (1)降低混凝土浇筑过程中的水化热现象。一是选用低水化热的水泥品种，如矿渣硅酸盐水泥等。二是优化骨料级配及混凝土配合比，尽量选用粒径较大的粗细骨料，控制砂石含泥量；调整水灰比，控制混凝土的坍落度。三是减少水泥用量，在混凝土中掺入混合料如粉煤灰，虽然掺入粉煤灰降低了混凝土抗拉强度，但也减少了水化热，因此适当地掺入粉煤灰对混凝土的抗裂有利。加入缓凝剂，减少混凝土温度峰值，可以改善混凝土的和易性，延缓混凝土凝结时间，提高混凝土早期强度和混凝土的质量。使用外加剂也是减少水泥用量和降低混凝土水化热的重要措施之一。四是墩墙适当部位采取
6、抛石、埋石，从而减少混凝土的水化热量，降低混凝土的水化热温度。 (2)控制内外温差。混凝土浇筑后加强混凝土保温、保湿工作，必要时可以采用水管冷却的办法来降低混凝土的内部温度，也可以在混凝土表面保温，减少混凝土的内外温差。 推迟混凝土的拆模时间，延长混凝土的养护时间，保证混凝土的内外温差在一定的范围内，从而提高混凝土自身的抗裂能力。 (3)增加混凝土温度应力钢筋。 减少配筋直径，增加配筋密度，从而增加混凝土表面的抗裂性能。 (4)增加添加剂。选用抗裂防渗纤维和防裂剂作为混凝土掺入剂，可直接改善?昆凝土抗裂防渗性能。 (二)在工程中的主要做法及效果 江阴市在水闸工程建设中，由于机械设备的改进，混凝
7、土采用泵送混凝土或商品混凝土越来越普及。为此，在水闸建设中我们主要采用了以下几种裂缝防治措施，并取得了明显实效。 (1)在闸墩墙设计时，增加闸墩墙的水平钢筋，如东横河西节制闸、白屈港控制闸基础处理均为钢筋混凝土灌注桩，闸墩墙的水平钢筋为中1220cm，以此来防止表面裂缝。 (2)在施工过程中，如采用商品混凝土或泵送混凝土，就加入缓凝剂，来减少混凝土温度峰值。如应天河控制闸采用商品?昆凝土，白屈港控制闸采用泵送混凝土，混凝土中均加了缓凝剂。 (3)闸墩墙的适当部位采用抛石、埋石，减少水化热。如应天河控制闸上闸首的中墩厚3.Om，在闸墩墙浇筑中就适当埋人一些石头，来减少水化热。 (4)掺人混凝土抗
8、裂材料派尼尔防裂纤维或JM一防裂剂，来改善混凝土的抗裂性能。如东横河西节制闸采用自拌混凝土，只采用了派尼尔防裂纤维，白屈港控制闸为泵送混凝土，采用了派尼尔防裂纤维和JM一防裂剂。 三、结语 水工墩墙结构混凝土开裂的主要原因是温差、约束和收缩。因此，从防止裂缝的角度出发，所采取的工程措施都以减小这些因素的不利影响为目的。科学合理的工程措施，严格有序的施工管理，是保证工程质量、防治裂缝的重要手段。参考文献： 【1】黄国兴，惠荣炎.混凝土的收缩.北京：中国铁道出版社，1990. 【2】赵之瑾，关新强.水闸闸墩裂缝成因及防治措施.水利水电科技进展，2003，23(4)：6265. 【3】张相宝.混凝土构筑物裂缝原因分析与处理.混凝土，200O，(10)：3943.