２０１３年第３期江苏水利 闸底板大体积混凝土施工质量控制 李庚文 （灌南县水利建筑工程有限公司，江苏连云港２２２５００） 摘要：在水工大体积混凝土施工中，大体积混凝土裂缝问题是最常见的质量缺陷，因而防止混凝土裂缝的 产生就显得尤为重要。结合连云港市义泽河闸的闸底板大体积混凝土施工，对施工过程中预防裂缝的产生与 施工质量控制措施进行了分析探讨，并采取相应措施使得后续水工建筑物的混凝土施工取得了良好的施工 效果。 关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；控制措施 中图分类号：ＴＶ５４４＋．９１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７—７８３９（２０１３）０３—００１７—０２ １大体积混凝土的特点 大浇筑方量），采用商品混凝土。于 ２００９年５月２１日开始浇筑闸底板两 边块混凝土（６５８ ｍ３），浇筑持续时间 １７ ｈ，滞后１２ ｈ开始浇筑闸底板中 很快，从而导致裂缝产生；三是当混 凝土内部温度达到高峰值后，热量逐 渐散发至使用温度或最低温度，其与 最高温度的差值即内部温差。这三种 温差都会使混凝土产生裂缝，但影响 最严重的是水化热引起的内外温差。 在浇筑后期，当混凝土内部逐渐散热 大体积混凝土主要特点是：结构 截面大、混凝土强度等级高、水泥用 量多。水泥水化所释放的水化热会产 生较大的温度变化和收缩作用，由此 形成的温度应力是导致混凝土产生 裂缝的原因。 ２工程概况 间块混凝土（９６０ ｍ３），浇筑持续时间 ２４ ｈ。 ３混凝土裂缝原因分析 （１）收缩裂缝 冷却、产生收缩时，却受到已硬化混 凝土的约束，不能自由收缩，在其接 触处将产生很大的拉应力。温差越 连云港市义泽河闸位于连云港 市灌南县境内的义泽河上，该河流属 影响混凝土收缩的主要因素是 混凝土中的用水量、水泥用量及水泥 淮河流域沂沭泗地区灌河水系，闸址 位于义泽河与盐河交叉东侧约５００ ｍ品种。混凝土中的用水量和水泥用量 越多，混凝土收缩越大。水泥品种对 干缩量及收缩量也有很大的影响，一 大，约束程度越高，产生的拉应力也 越大。当拉应力超过混凝土当时龄期 的极限抗拉强度时即产生裂缝，裂缝 从基底开始向上发展，甚至贯穿整个 混凝土断面，由此将给工程带来严重 的危害。 （３）安定性裂缝 处。本工程主要任务包括：老闸拆 除，新建３孔设计流量２９１ ｍ３／ｓ闸， ■目圜霸叠 般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩 量较小。 （２）温差裂缝 其中边孔每孔净宽１０．０ ｍ，中孔净宽 １６．０ ｍ，闸室上游设９ ｍ宽公路桥； 升卧式平板钢闸门１６ ｍ￣７．８ ｍ １块、 １０ ｉｎ×７．８ ｍ ２块，相应配套１台 ＱＨＱ－２￣３５ｏ ｋＮ和２台ＱＨＱ一２：＜２２５ 闸室底板由于体积大，水泥水化 热聚集在内部不易散发，浇筑初期混 凝土内部温度显著升高，外表散热 快，形成较大的内外温差，内部产生 压应力，外部产生拉应力，如内外温 差过大（２５℃以上），则混凝土表面将 产生裂纹。温差的产生主要有三种情 安定性裂缝表现为龟裂，主要是 由于水泥安定性不合格而引起的。 ４施工措施 要防止底板结构浇筑后产生裂 ｋＮ固定卷扬式启闭机及电气设备； ２５ ｍ长钢筋混凝土消力池，３０ ｍ长 海漫，上下游设灌砌块石护底、护坡。 缝，就要降低混凝土的温度应力，这 就必须控制浇筑后混凝土的内外温 差不宜超过２５％。可采取以下措施： （１）优化混凝土配合比设计 闸室底板顺水流方向１７ ｍ，垂直 水流方向４１．４ ｍ，厚２．２ ｍ，Ｃ２５钢筋 混凝土结构。分３节，中间一节为２４ ｍ￣１７ ｍ，两边均为７．７ ｍ￣１７ ｍ，其间 通过１ ｍ宽的后浇带铰接。中间一节 混凝土方量为９７０ ｍ３（本工程单次最 况：一是在混凝土浇筑初期，这一阶 段产生大量的水化热，形成内外温差 并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产 生在混凝土浇筑后的第３ ｄ；二是在 拆模前后，这时混凝土表面温度下降 水泥采用《海螺牌》Ｐ．０４２．５级普 通硅酸盐水泥；黄砂采用宿迁骆马 湖砂，细度模数为２．６～２．７，含泥量 作者简介：李庚文，男，工程师，主要从事水利工程建设。 ２０１３年第３期江苏水利 成四面会合，这样泌水和浮浆就在中 ≤３％；碎石采用连云港东山碎石，级 证率为１４３％，满足施工要求。 ■目目蜀圜■］● ●● ——配５￣３１．５ ｍｍ与５ １６ ｍｍ，含泥量≤ １％；泵送剂采用江苏苏博特新材料 股份有限公司产的ＳＢＴＪＭＲ一１０（缓 凝、泵送）混凝土高效减水剂；粉煤灰 采用连云港市节能建材厂的Ⅱ级灰； 矿粉采用山东日照钢铁厂的￥９５矿 渣微粉。 Ｃ２５混凝土配比设计。水：（水泥＋ 粉煤灰＋矿粉）：碎石：砂：泵送剂＝０．５： （０．６６＋０．１５＋０．１９）：３．４５：２．３：０．０１６；水 灰比０．５，砂率４０％，坍落度１４０＋２０ ｍｍ，初凝时间４ ｈ。 （２）混凝土拌和、输送 根据设计图纸尺寸，本工程的中 间一块闸底板，平面尺寸为２４ ｍｘｌ７ ｍ，底板厚度为２．２ ｍ，经计算，最大浇 筑面积约４０８ ｍ２，混凝土浇筑量约 ９７０ ｍ３，是本工程混凝土施工中一次 浇筑面积最大的部位。底板混凝土浇 筑考虑分７层浇筑，每层浇筑厚度约 为３１ ｃｍ，为保证上、下层混凝土拌和 物间不产生冷缝，在下层混凝土未初 凝前即开始覆盖上层混凝土，因此， 混凝土最大生产强度为： Ｑ＝Ａ…ｈ／Ｋ（ｔ２一ｔ１） 式中： Ａ一一最大底板块面积，Ａ…＝２４ｘ １７＝４０８ ｍ ： ｔ广初凝时间，普通硅酸盐水 泥考虑使用缓凝剂，根据有关试验成 果和经验，ｔ，＝４ ｈ； ｔｌ一混凝土运输时间，按最长 距离考虑取ｈ＝０．３３３ ｈ； Ｋ一时间利用系数，Ｋ＝０．９。 则Ｑ＝（９７０＋７）＋Ｅｏ．９ｘ（４—０．３３３）］ 一４２ ｍ ／ｈ 混凝土公司有两台拌和机，拌和 机容量均为１．２ １１１３，出料约１２０ ｍ３／ｈ。 因运输时间较长（２０ ｍｉｎ），项目经理 部与混凝土公司达成协议，在浇筑闸 底板混凝土期间，由混凝土公司提前 与其他需货方协商安排好，以保证集 中力量供料。 混凝土公司的生产能力为１２０ ｍ ／ｈ，若按５０％计算，实际产量也达 到１ ２０ｘ５０％＝６０ ｍ３／ｈ，混凝土生产保 混凝土的水平及垂直运输利用 汽车泵１台（６０ ｍ３１ｈ）。 混凝土拌和、运输能力能满足中 间块大体积混凝土的施工要求。 （３）温度监测 预埋测温管，监测混凝土内部温 度变化，并控制混凝土的内外温差不 大于２５℃。 （４）混凝土施工质量控制方法 大体积混凝土一般具有面积大、 厚度大的特点。同时，由于混凝土用 量大，大都采用泵送混凝土，而泵送 混凝土浆多、泌水多，所以，浇筑质量 控制有别于普通混凝土。 一般混凝土在大面积施工时可 采用分层分段踏步式推进，而大体积 泵送混凝土浇捣时由于混凝土流动 度大，在浇筑点插入振捣器后，混凝 土可在２ ｍ高度内斜向流动１４～１５ ｍ，因此不能形成踏步，也无法分段。 所以，一般采用“分段定点、一个坡 度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶” 的方法施工。这种自然流淌形成斜坡 混凝土的浇筑方法，能较好地适应泵 送混凝土工艺，避免经常拆卸输送混 凝土管道，可提高泵送效率，简化混 凝土的泌水处理，并保证上下层混凝 土浇筑不超过初凝时间。 根据泵送混凝土浇筑时自然形 成一个坡度的实际情况，在每条浇筑 带前后布置二道振动器。前道振动器 布置在底排钢筋和混凝土坡脚处，确 保混凝土下部的密实。后道振动器布 置在混凝土的卸料处，解决上部混凝 土的捣实需要。 大流动性混凝土在浇筑和振捣 中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土的坡 面流到坑底随混凝土向前推进，在支 模时，应在混凝土浇筑前进方向上的 侧模板底部留孔排出泌水和浮浆。少 量来不及排出的泌水和浮浆被混凝 土推至仓面顶端，可由顶端模板下部 的预留孔排出。当混凝土坡脚接近尽 端模板时，立即改变混凝土的浇筑方 向，由尽端往回浇，并在两侧加强混 凝土的浇筑，使最后的混凝土浇筑形 间形成水潭，可用泵及时排出。 大体积泵送混凝土在排出泌水 和浮浆后，表面仍有较厚的水泥浆， 在混凝土浇筑完后一定要认真处理， 经４～５ ｈ左右，按标高用长括尺括 平，在初凝前用滚筒来回碾压数遍．用 抹子打磨压实，待接近终凝前，用抹 子再打磨一遍，使收水裂缝闭合，然 后覆盖保温材料保温保湿养护。 将传感器用绝缘胶布绑扎好，放 到预定的测点位置与钢筋扎牢（要与 钢筋隔开不能直接与钢筋接触），待 各个传感器绑扎结束后，把传感器信 号线收成一束，在横向钢筋下固定并 引出到机房。将信号线与仪器连接好 后先进行试测，然后待混凝土浇筑至 中心部位时就开始测温。一般的测温 要求：第１ ｄ至第５ ｄ，每２ ｈ测一次； 第６ ｄ至第２５ ｄ，每４ ｈ测一次；第 ２６ ｄ至第３０ ｄ，每８ ｈ测一次；第３１ ｄ至第３７ ｄ，每１２ ｈ测一次；第３８ ｄ 至第６０ ｄ，每２４ ｈ测一次。测温时间 延续多久根据温差决定，测温频率大 小也根据温差梯度大小确定，如温差 小而稳定，可以提前结束测温。 为保证混凝土在规定龄期内达 到设计强度，做好混凝土养护工作很 重要。在混凝土表面采用覆盖塑料薄 膜、土工布、草帘并洒水进行养护、保 温，使混凝土在一定时间内保持湿 润。 ５结语 通过混凝土浇筑前的质量预控、 浇筑过程中的现场控制、浇筑后的覆 盖、养护、保温措施等，本工程闸底板 大体积混凝土施工取得预期的效果。 通过检测单位的检测，混凝土表面、 内部均未发现对混凝土结构产生影 响的有害裂缝。 水工大体积混凝土裂缝产生的 原因很多，但只要严格按规范规定施 工，认真积极地探索裂缝产生的原 因，及早采取相应的防治措施，就能 有效地控制水工大体积混凝土结构 产生裂缝。
