水闸闸墩裂缝成因及防治措施分析

张德强

徐州市水利工程建设有限公司

水闸闸墩裂缝成因及防治措施分析

张德强

徐州市水利工程建设有限公司

本文简单介绍了水闸闸墩裂缝的内涵，并通过实际工程案例，对水闸闸墩裂缝形成因素进行详细分析，同时提出相应的防治措施，以供参考。

水闸闸墩;裂缝;成因；防治

1 前言

在水利工程建设中,闸墩施工质量问题是人们关注的一个重点问题。影响水闸闸墩质量的因素有很多,其中裂缝是影响水闸闸墩的一个关键性因素。因此为了保护水闸闸墩的质量,必须进行水闸闸墩裂缝成因及防治措施的研究。

2 水闸闸墩裂缝简介

水闸的构成主要包括了两个部分，一个是底板，另一个就是闸墩，其属于T字型的水工混凝土结构构造，而水闸的闸墩底部是由可自由伸缩的上部和固定状态的下部组成。通过对相关施工资料和问题工程的现场调查发现，闸墩出现裂缝是有一定共性特征的，比如，闸墩大多数都是在其墩墙中部出现裂缝，并且裂缝出现的位置一般都高于墩高的一半，也就是上下都不着边，通常情况下下部距离底板10-30cm，接近为竖直的方向，且呈现出中间大两头小的“核桃状”贯穿型裂缝。

3 工程概况

某水闸工程中水闸闸底板厚度为1.13m，中墩厚度为1.24m，边墩厚度为1.02m，闸墩高度为7.5m。闸墩结构为大体积混凝土结构，依据施工记录可知，闸体混凝土浇筑施工阶段，拆模后7d左右闸墩表面出现裂缝，部分裂缝深度较大，裂缝具体表现为两端小、中间大，裂缝宽度在0.13-0.34mm之间，裂缝深度在0.41m左右。

4 水闸闸墩裂缝形成因素分析

4.1 混凝土配合比

工程实践表明，大体积混凝土中的粉煤灰掺加量不超过30%时，随着粉煤灰掺量的增加会减少混凝土的收缩量，这是因为加入粉煤灰后减少了水泥用量，粉煤灰早期较少参与水化反应，生成的水泥石硬化体结构相对疏松，小孔含量降低，早期自收缩明显减少；同时粉煤灰混凝土早期强度较低，弹性模量较小，从而在混凝土收缩受约束时引发的弹性应力较低且发展较慢，使混凝土有足够的时间发挥其徐变性能，松弛弹性应力。分析认为，先期闸墩混凝土浇筑粉煤灰的掺量选用15%，显然是偏少的，应对粉煤灰的掺量进行适当的增加。

4.2 温度收缩

混凝土浇筑结束后，其内部的水泥成分持续水化，释放水化热，使混凝土内部温度上升，达到最高温度值后，混凝土温度持续降低，通过与外界的热交换，其温度逐渐回归到环境温度值。这时，热量变化引起温度变形，如结构拉应力超过此时的混凝土允许拉应力强度，结构构件就会出现温度裂缝。类似工程实测资料表明，混凝土未开裂前，钢筋应力很小，只有在开裂以后钢筋应力才显著增加，它只能发挥限制裂缝宽度的作用，温度钢筋在控制温度裂缝的作用中，只能被动防御，因此只有考虑合适的结构体形，施工时采取措施低温浇筑，降低混凝土的温度应力，才能减少或避免裂缝现象的产生。

4.3 底板约束

混凝土产生温度应力，在其约束的情况下，当其超过其拉伸强度时，会引起拉伸应力和裂纹。闸墩混凝土在温度应力和收缩应力的作用下会容易发生混凝土的变形，由于闸底板的约束，不能自由变形，这就导致闸墩最薄弱处的混凝土产生有规则的裂缝。在本项目中，闸墩底板的约束作用是解除不了的，只能对其加强施工控制，尽量减少混凝土的温度应力，控制混凝土产生的拉伸应力不超过抗拉强度而导致裂缝产生。

5 水闸闸墩裂缝的防治措施

5.1 明确混凝土原材料的配合比

只有根据混凝土拌合物的组料情况，确定好最优配合比，才能使水利工程基础建设的质量控制得以加强，同时还要与施工实际需求相结合，把粉煤灰控制在20%的掺量，以0.50水胶比对混凝土进行配置，并掌握好配置中水泥用量以及用水量，从而确保混凝土配置处于最佳状态。在此基础上应当就混凝土拌和物强度以及和易性开展试验研究，以确定最优配合比，为水闸闸墩裂缝防治提供有利条件。

5.2 施工过程控制

在原材料质量控制方面，施工人员应当对水闸闸墩施工中所需的原材料进行严格的质量把关，尤其是要加强水泥、粉煤灰、砂石骨料等材料的选取和控制，确保其具备质量检验合格证并且满足施工的具体要求。在施工过程中应当严格依照水闸闸墩施工的相关制度对进入施工现场的原材料进行抽样检查，确保原材料的质量和性能满足施工标准。在此基础上，应当结合施工期间气候条件和材料具体变化适当调整原词啊聊配合比，坚持具体问题具体分析的原则，最大程度上降低水闸闸墩施工裂缝的形成。

在混凝土施工控制方面，要求施工人员从施工细节入手，加强混凝土浇筑施工的管理与控制，尤其是要做好原材料的温度控制工作，基于混凝土拌和了的出机口温度和入仓温度入手，加强混凝土拌和料的性能与质量控制。在砂石料顶部设置遮阳篷和喷雾装置，便于子啊外界气温过高条件下对混凝土材料进行妥善处理。施工人员应当注意的是，砂石料堆放过程中其高度应当在6m以上，施工操作时从料堆底部取料，以免影响砂石料的使用性能。在散装水泥与粉煤灰进罐过程中，施工人员应当控制好具体温度，必要条件下是哪庄水泥与粉煤灰温度过高时，应当将其置于阴凉处静置一段时间，确认降温后方可进罐。尤其是夏季温度较高的施工条件下，水箱降温处理后方可对混凝土进行拌和操作，以免影响混凝土拌和质量。

5.3 混凝土的养护

为加强混凝土施工质量控制，降低水闸闸墩裂缝发生几率，应当对及时对混凝土进行温度观测，并做好混凝土养护工作，确保混凝土施工质量满足水闸闸墩施工的相关标准。因此施工人员应当在不同季节条件下将温度观测仪安置于闸墩结构相关位置，对浇筑后的混凝土进行温度测量并加以准确记录，以促进混凝土养护工作的顺利开展。待混凝土浇筑完成并拆模后，为避免裂缝出现，应当在混凝土外部涂抹适量养护剂，将水闸闸墩墩面覆盖，适量洒水以保持墩面处于湿润状态，依据观测温度调整混凝土养护时间，从而对闸墩裂缝进行科学化防治。

6 结束语

总而言之，在水利工程中水闸闸墩产生裂缝的原因较为复杂，牵涉的范围也是比较广泛的，所以在对水闸闸墩裂缝进行防治工作时，必须要认清裂缝的类型，从而采取相应的措施，使良好的防治效果得到保障。

[1] 胡永彬.论水闸闸墩裂缝成因及防治措施[J].湖南水利水电,2014(2):64～66.

[2] 赵宏伟.论述水闸闸墩裂缝成因及防治措施[J].黑龙江科技信息,2015(16):278.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.104