临海吹填地质超长大体积混凝土池类结构物防裂施工技术措施

姚坤

（中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概况

马来西亚吉马火电站（Jimah），电站总装机容量2x1000MW,位于马六甲海峡森美兰州波德申，距首都吉隆坡约90 公里，离波德申港约20 公里，是为解决能源短缺局面由马来西亚国家能源公司重点规划的捷径电站项目，称为捷径3B 项目。项目业主为Jimah East Power&马来西亚国家电力公司TNB，日本IHI 公司、东芝公司和韩国现代公司组成的联合体中标该火电项目，土建咨询工程师为英国BMT 马来分公司。我方承建汽机房、中控楼和BOP 相关建筑物等三个标段的土建工程，总工期35 个月。污水处理池作为主要建筑物，底板下为吹填砂质地基，在地基中设121 根预应力高强度混凝土管桩，管桩直径为0.5 米、长度38-46 米、纵横间距4.5-5 米，结构物长51.8 米、宽46.3 米、高5.3 米、底板厚度为0.8 米、边墙厚度为0.5 米、中间设两道隔墙，在宽度方向上分为22 米、12 米、9.5 米三段，垫层为10 公分厚C15 混凝土，结构主体为C30 混凝土，外部涂刷两层液态沥青，内部涂刷环氧图层，厚度不小于500 微米。该电站共两个储煤池，基础类型和地基加固措施及混凝土强度等级与污水处理池相同，结构物长60.7 米、宽52.3 米、高3.1 米、底板厚度为0.8 米、边墙厚度为0.3 米。

2 混凝土裂缝的分类及产生的主要原因

2.1 混凝土裂缝分类。微观裂缝和宏观裂缝为混凝土结构的两类常见裂缝，其中微观裂缝有三种：粘着裂缝，是骨料和水泥石粘合面上的裂缝；第二种是水泥石裂缝，也叫水泥石自缝；第三种是骨料裂缝，即骨料本身裂缝。在结构中微观裂缝通常表现为分布不规则、不贯通，随时间推移微观裂缝扩展变形为宏观裂缝按深度不同混凝土裂缝可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表层裂缝，贯穿裂缝是切断了结构的某个断面，破坏结构了的整体性，使污水处理池这类结构物失去使用价值。在养护过程中或者28 天养护期内混凝土内、外部温差大可能导致贯穿裂缝，内外温差使混凝土不能同步变形，外部形成不自由约束导致内部混凝土产生裂缝最终导致微观裂缝扩大成为危害性最高的宏观裂缝。一般来讲，表面裂缝、微小裂缝不影响结构功能，宏观裂缝影响压力水类结构物。

2.2 混凝土裂缝产生的原因。结构受力变形开裂和无荷载变形开裂是混凝土的裂缝产生的两个主要原因。外荷载引起的裂缝称为结构变形裂缝，例如地基变形（不均匀沉降）引起的裂缝，及结构温差所引起的裂缝；钢筋锈蚀、温度收缩、混凝土腐蚀、塑性、碱-骨料反应和惯性震动等是引起无荷载变形裂缝的主要原因。

3 裂缝控制的技术措施

3.1 保证混凝土的质量和降低入仓温度。针对马来西亚的干燥天气，通过保证混凝土的质量来应对干缩裂缝的措施有：①选用合适的水泥种类，例如良好抗渗性、低水化热、稳定性高的水泥。例如矿渣水泥、火山灰水泥、低热矿渣水泥等；②通过降低入仓温度从而控制绝对温升达到减小干缩裂缝的目的，保证混凝土的入仓温度不超过23.5 度；③在混凝土浇筑中及初凝后用冷水喷雾增强仓号周围局部环境的湿度，同时可以降低局部环境温度。

3.2 合理设置分块间距，嵌埋木条构造伸缩缝。在混凝土底板及边墙中间位置设置水平及竖向350 毫米橡胶止水，橡胶止水的纵横水平间距为3 米，边墙高度15 公分处施工缝设置水平橡胶止水。在底板混凝土表面及边墙两侧模板内侧预埋2 公分宽4 公分高木条，木条位于橡胶止水中心线上方，在浇筑混凝土后形成诱导缝，诱导缝成为应力集中部位，后期用填缝材料进行回填。该措施将有效减少分块内部裂缝的产生。

3.3 设置防裂构造钢筋。根据设计规范要求临海回填区域地下混凝土保护层厚度为七公分，在保护层中间，收缩缝止水带之间区域铺设铁丝网片，在铁丝网片下方防止垫块，铁丝网片能有效防止产生温度及收缩裂缝。

3.4 使用抗裂纤维。除成本较高之外，在面层混凝土中增加抗裂纤维也是一个较好的防裂措施，不管哪类原因导致混凝土裂缝的产生，都可以通过提高混凝土的抗拉强度来解决，其中添加聚丙烯纤维是一种常用预控混凝土开裂的方法。聚丙烯纤维以100%聚丙烯为原料，具有质轻、强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀、具有电绝缘性和保暖性吸湿性低的特点。其原理是对聚丙烯表面用特殊工艺处理，在水的浸泡和搅拌机摩擦力的作用下，与砂浆或者混凝土充分均匀拌和，在混合料内形成网络缠绕从而起到加强筋作用，在储煤池底板施工中使用了该材料，防裂效果明显。、

3.5 合理确定浇筑方法、控制浇筑过程、减少混凝土裂缝的产生。采用分层法浇筑混凝土，浇筑前确定混凝土的的分层厚度，根据每层混凝土方量、混凝土运距、初凝时间等因素确定混凝土泵车、罐车数量，保证混凝土能连续浇筑而不出现冷缝。

3.6 保证混凝土振捣密实，减少裂缝产生。严格按照规范要求进行振捣，在接触面、钢筋等部位应充分振捣但不能超振，并且在初凝前进行二次振捣，最大程度排出残留在混凝土内部的气泡，增大混凝土密实度，降低产生裂缝的概率。

3.7 浇筑完成后禁止桩基施工对墙体的震动，减少裂缝的产生。火电站施工中由于地质特点大型建筑物基础都需要通过高强预应力混凝土管桩进行加固，因此桩基施工持续时间较长。在超长大体积池类结构物混凝土浇筑后14 天内禁止在结构物周围进行桩基施工，防止桩基施工的巨大冲击力对底板及墙体混凝土产生扰动而产生裂缝。

3.8 延长拆模时间待混凝土终凝，降低变形裂缝的产生。在施工中为了施工进度，经常在混凝土强度达到2.5 兆帕之后或者浇筑一天后拆除混凝土。由于超长大体积池类结构物边墙宽度较小、较长、较高，在强度不高、拆模扰动等因素的影响下容易产生变形裂缝。因此对于超长大体积边墙混凝土最好在7-14 天后拆模。

3.9 采用覆盖泡沫板及灌水层的保温、保湿养护方法：工程所在区属于热带海洋气候，昼夜温差大，为了降低混凝土内外温差，底板混凝土浇筑后在底板顶部利用边墙作为围挡，灌水10 公分养护，养护水上方覆盖5 公分泡沫板，减少夜间养护水温度降低从而保证混凝凝土的内外温差在20 度左右范围，最高不超过25度，达到减少温度裂缝的产生的目的。边墙混凝土采用在塑料软管上钻孔淋水的方法连续养护14 天以上。

4 总结

超长大体积混凝土裂缝控制是控制砼质量的关键环节，关系到整个结构物质量，是施工难点和重点。也直接影响工程的施工成本、施工进度的控制，因为施工质量的好坏直接关系到后期施工缺陷处理的费用，控制超长大体积混凝土裂缝的数量和宽度，保证这些关键部位砼的质量是减少竣工前缺陷处理费用及质保金返还的关键。