水闸大体积混凝土工程施工注意事项之我见期刊

摘要：水闸工程施工项目中时常涉及到大体积混凝土施工。本文主要就大体积混凝土裂缝产生的原因，对做好大体积混凝土工程施工的注意事项，避免有害裂缝的出现阐述了自己的观点，可供同行交流。
关键词：水闸工程；大体积混凝土；裂缝；施工；注意事项
1.前言
水闸施工时必须认真控制好底板、闸墩、止水设施等主要部位的施工质量；只有保证这些部位的施工质量才能控制好整个工程的施工质量。大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证闸室底板等关键部位大体积混凝土的施工质量。

2.大体积混凝土裂缝产生的原因

由于大体积混凝土的截面尺寸较大，在混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩，以及外界约束条件的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。产生裂缝的主要原因有以下几方面：

2.1 水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小

源于：论文的格式要求www.udooo.com

，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。

2.2 外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。
温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

2.3 混凝土的收缩

混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的，而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩主要原因是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。

3.水闸大体积混凝土施工准备阶段注意事项

3.1 材料选择

3.

1.1 水泥

考虑到水闸工程混凝土的抗渗要求及泵送混凝土的泌水小，保水性能好的要求，应采用强度适中的硅酸盐水泥，并掺加合适的外加剂；改善混凝土的性能，提高混凝土的抗裂和抗渗能力。
3.

1.2 粗骨料

可采用碎石，粒径5mm～25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
3.

1.3 细骨料

采用机制混合中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
3.

1.4 粉煤灰

为了改善混凝土的和易性便于泵送，可以考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对降低水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此要求粉煤灰的掺量控制在10%左右。

3.2 混凝土配合比

大体积混凝土配合比在满足设计强度和混凝土可泵性良好的前提下，采用低水化热水泥；降低混凝土浇灌入模温度；选择级配良好的粗骨料；掺加一定量的外加剂、混合材料；施工时底板混凝土掺加20%以下的块石吸热；利用混凝土后期（90d、180d）强度来降低水泥用量。

3.3 现场准备工作

3.1 基础底板钢筋及闸墩插筋预先安装施工到位，并进行隐蔽工程验收。

3.2 基础底板上的预留闸门门槽底槛采用木模，并安装好门槽插筋。

3.3 将基础底板上表面标高抄测在闸墩钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。

3.4 浇筑混凝土时，预埋的测温管及覆盖保温所需的塑料薄膜、土工布等应提前准备好。

3.3.5 管理人员、现场人员、后勤人员、保卫人员等做好排班，确保混凝土连续浇灌过程中，坚守岗位，各负其责。

4.水闸大体积混凝土施工阶段注意事项

大体积混凝土裂缝的产生是不可避免的，在施工中应采取措施，避免有害裂缝的出现。在施工中必须创造各种有利条件，确保混凝土的内在质量。

4.1 降低水泥水化热

4.

1.1混凝土的热量主要来自水泥水化热，因此选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土。

4.

1.2充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中的水泥用量。

4.1.3使用粗骨料，施工中根据现场条件尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料；采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术，可以改善混凝土的和易性，降低水灰比，以达到减少水泥用量，降低水化热的目的。
4.1.4在施工中我们应严格控制混凝土的塌落度，在现场设专人进行塌落度的测量工作，将混凝土的平均塌落度始终控制在120mm，对于塌落度大于130mm的混凝土杜绝使用。
4.

1.5在基础内部预埋冷却水管，通循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。

4.1.6在闸墩基础施工中，掺加10％～15％的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。

4.2 降低混凝土入模温度

4.2.1选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热大气浇筑混凝土。夏季应采用温度较低的地下水搅拌混凝土，同时对于骨料进行遮阳、洒水降温，运输及浇筑过程中也采用了遮阳保护、洒水降温等措施，以降低混凝土拌和物的入模温度。
4.

2.2掺加相应的缓凝型减水剂。

4.

2.3在混凝上入模时，采取强制通风措施，加速模内热量的散发。

4.3 加强施工中的温度控制
4.3.1 在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬季应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。
4.3.2 采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
4.3.3 加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制。采用热敏温度计监测或专人多点监测，随时掌握与控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，以有效控制有害裂缝的出现。
4.

3.4 合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土堆积过大高差。

4.4改善约束条件，削减温度应力。
在大体积混凝土基础与垫层之间设置滑动层，施工时采用刷热沥青作为滑动层，以消除嵌固作用，释放约束应力。

4.5 提高混凝土的抗拉强度

4.5.1 砂、石含泥量过大，不仅增加混凝土的收缩，而且降低混凝土的抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝上拌制时必须严格控制砂、石的含泥量，为此在施工中应精选砂、石料厂将石子含泥量控制在小于l％，中砂含泥量控制在小于2％，减少了因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响。
4.5.2 采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水和最下层的含粉煤灰较大的一层砂浆；加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
4.5.3在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的混度配筋，以改善应力分布，防止裂缝的出现。

5.小结
水闸大体积混凝土裂缝施工期开裂比较常见，原因也比较复杂，作为水利工程施工技术人员，需要在施工实践中，不断摸索和改进施工工艺，做好包括温度控制以及养护等各种措施，切实有效的控制裂缝的产生。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。