浅议九峰水库面板混凝土裂缝控制

赵海洋

(浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020)

1 工程概况

金华九峰水库拦河坝型式为混凝土面板堆石坝,坝顶高程为148.5m,防浪墙底高程为144 m,顶高程为149.6 m,趾板底高程82.0m,最大坝高66.5m。坝顶长382m,宽6.0m。上下游坝坡坡比均为 1∶1.3。大坝防渗体系由钢筋混凝土防渗面板、防浪墙、趾板、岸墙、防渗帷幕及分缝间的止水等组成。面板采用C25F100W 8钢筋混凝土,与防浪墙相接,底部座落于混凝土趾板上。面板垂直缝间距为12m,面板厚度40 cm。周边缝设2道止水,底部为止水铜片,顶部为SR塑性嵌缝填料止水。面板垂直缝设1道铜片止水,防浪墙与混凝土防渗面板相接。

2 混凝土面板的结构设计

本工程混凝土面板从左向右共分为32块,板宽均为12 m,最大面板长100.5m,总面积28 334m2,总量约11 311 m3。面板混凝土设计标号为C25F100W 8。面板上下等厚,均为40 cm,面板采用单层双向配筋,纵向配置Ф20,间距20 cm,水平向配置Ф20,钢筋间距20 cm。

3 施工中控制面板混凝土裂缝产生采取的主要技术措施

3.1 严格控制坝体填筑质量及混凝土浇筑质量

为保证面板混凝土的浇筑质量,尽量减少面板混凝土产生裂缝,在施工中主要采取了以下几方面的技术措施:①大坝填筑过程中,采用大功率碾压机械(20T振动碾)碾压,对碾压参数进行严格控制,保证了坝体填筑质量,坝体碾压密实可以减少后期沉降;②大坝从坝体填筑完毕至面板混凝土开始浇筑时已有6个多月时间,给坝体充分预留了沉降时间,坝体施工期沉降已趋于稳定。保证坝体填筑质量和坝体预沉降措施,为减少因坝体不均匀沉降造成混凝土面板裂缝创造了条件;③因薄层混凝土施工质量受气温和昼夜温差影响较大,为此面板混凝土浇筑安排在10月初进行,施工时间为3个月;④减少基础垫层面对面板混凝土的约束,垫层坡面采用M10砂浆抹面,同时严格控制坡面砂浆表面平整度,平整度采用3 m×3 m方格网控制,控制允许偏差值为+5～-8 cm。在砂浆抹面之前,先对垫层坡面进行斜坡碾压,碾压经抽检合格后,开始进行垫层固坡砂浆施工;⑤为减少由于基础约束产生裂缝,面板钢筋架立筋全部采用板凳筋,直接支撑在砂浆表面,不嵌入砂浆垫层内,间距控制在2m×2m范围内;⑥面板混凝土浇筑采用跳仓浇筑,为防止先浇筑面板块侧面对后浇筑块产生约束,施工中严格加固侧模板,确保混凝土侧面的垂直度和平整度,对拉接钢筋严格割除干净,并涂刷3 mm厚沥青。

3.2 优化混凝土配合比

3.2.1 混凝土配合比

面板混凝土配合比采用中国水利水电第十二工程局施工科学研究所提供的混凝土配合比,共做了3组,其中推荐使用的混凝土配合比及试验结果见表1和表2。

表1 九峰水库面板混凝土推荐配合比表

表2 九峰水库面板混凝土推荐配合比试验结果表

混凝土配合比中水泥选用金华尖峰集团生产的42.5R普通硅酸盐水泥;砂石骨料为当地库区内筛分的天然骨料,选用球形粒形、吸水率低、空隙率小的洁净骨料,级配为二级配;粉煤灰选用兰溪热电厂生产的优质粉煤灰,密度2.72 g/cm3,比表面积413.1m2/kg。外加剂选用河北水利水电工程局生产的防裂剂、NMR高效减水剂、BLY引气剂。

配合比中1m3混凝土用水泥265kg,水泥用量较低,粉煤灰掺量较高,用量55 kg。水泥用量的减少和粉煤灰掺量的增加,降低了混凝土水化热,改善了混凝土抗裂性,由于粉煤灰比表面积大于水泥,颗粒比水泥细,起到了填充水泥及砂料的孔隙作用,增加了混凝土的密实度,提高了混凝土抗渗、抗冻性能。

混凝土水灰比为0.33,水灰比比较低,水灰比高低在很大程度上决定混凝土的抗渗性,随着水灰比的减少,混凝土密实度增加,渗透性降低。混凝土坍落度71mm,控制在较低值,保证了混凝土拌和物具有良好的粘聚性和保水性。

3.2.2 混凝土拌和质量控制

(1)材料控制。混凝土原材料严格按照施工配合比进行准确称量,施工控制最大允许偏差必须符合下列规定(按重量计):胶凝材料(水泥、矿物掺合料等)±1%;专用复合外加剂±1%;粗、细骨料±2%;拌合用水±1%。

(2)配合比控制。搅拌混凝土前严格测定粗 (细)骨料的含水率,准确测定因天气变化而引起的粗(细)骨料含水量变化,以便及时调整混凝土施工配合比。含水率每班抽测2次,雨天随时抽测。

3.3 加强混凝土质量控制,完善施工工艺

为确保面板混凝土浇筑质量,施工单位在拌和站、坝面卸料点及浇筑仓面都配有专职试验员、质检员进行检测。在拌和站对原材料进行检测,合格后方可投入使用,在投料过程中严格按照配合比进行拌制,严格控制混凝土坍落度,仓面坍落度要求控制在5 cm以下,仓面和机口质检员随时抽样检查混凝土坍落度,掌握由于气候、温度的变化对坍落度产生的影响及变化规律。加强混凝土2次收面压光,尽量减少裂缝产生。

3.4 加强面板混凝土的覆盖及养护工作

为保护新浇筑混凝土不受风雨及外界气候的影响,在滑模架后部拖挂长10～15m,宽14 m的塑料布,起到保温、保湿作用,并及时用毛毯覆盖,洒水保湿。在坝顶设有自来水管,通过多孔水管连续流水,实行24 h养护,养护期不少于90 d。

4 结 语

为了控制和减少面板混凝土裂缝,从设计、施工等各方面要做到综合考虑,采取综合措施减少裂缝的产生,一方面要提高混凝土自身的抗裂性能,优化混凝土配合比设计,并与施工现场实际情况相结合;另一方面要采取好的施工工艺,严格控制混凝土施工质量,加强面板混凝土的养护工作,对减少混凝土面板裂缝产生起到非常重要的作用。