引水工程閘底板澆筑分析

1、摘要：隨著大中型水利樞紐的開(kāi)挖建成，攔河閘閘底板基礎(chǔ)澆筑施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)大壩樞紐的基礎(chǔ)穩(wěn)定起著非常至關(guān)重要的作用。本文主要針對(duì)大中型的水利樞紐工程基礎(chǔ)混凝土施工進(jìn)行研究分析，由于河床式電站和樞紐軸線布置沿河床分布，那么大型閘底板澆筑施工往往也會(huì)經(jīng)常遇到。本文著重對(duì)xx右岸3#4#閘底板澆筑施工的各個(gè)主要工序（倉(cāng)內(nèi)溫控、施工工藝、結(jié)構(gòu)縫分析）進(jìn)行主要敘述。因此本文有廣泛的實(shí)際應(yīng)用和指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：塑性收縮裂縫 塑鋼纖維砼 桁架法澆筑1、前言：1.1研究背景：隨著我國(guó)各類(lèi)大型水利項(xiàng)目工程的不斷拔地而起，都離不開(kāi)對(duì)大體積混凝土的施工技術(shù)研究，而對(duì)該課題的的研究也就漸漸走向成熟，但隨著科學(xué)技術(shù)的提高和

2、發(fā)展在施工過(guò)程中也不斷涌現(xiàn)了一些新的施工方法和技術(shù)革新。對(duì)此加以總結(jié)，對(duì)以后的大體積混凝土施工技術(shù)積累了很多的經(jīng)驗(yàn)、好的方法，以便對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)行一定的指導(dǎo)作用。2、工程部位概況：xx供水工程由攔河閘、輸水系統(tǒng)及附屬工程等建筑物組成。壩址位于xx縣xx鎮(zhèn)上游、大小xx匯合口下游段，距xx鎮(zhèn)上游0.8公里處。攔河閘設(shè)14孔，孔寬12米的開(kāi)敞式擋水閘，1#6#閘室地板高程1.5米，7#14#閘底板高程3.0米。擋水閘總長(zhǎng)204米。其中3#4#閘底板寬29米（樁號(hào)閘縱0+290+58閘縱），長(zhǎng)16米（樁號(hào)閘上0+015.5閘下0+005.5）工作門(mén)槽軸線樁號(hào)為0+000，底寬2.13米；檢修門(mén)槽軸線

3、樁號(hào)為閘上0+008，底寬1.6米。上游測(cè)和左右側(cè)設(shè)兩道止水，分別為水平銅止水一道，652橡膠止水一道，下游設(shè)652水平止水一道。閘室底板從-1.51.0高程，其中底層2米C25W4F50砼，上層0.5米采用C40W4F100塑鋼纖維砼，砼總工程量為1180立方米。底板面層布設(shè)三層鋼筋網(wǎng)，上層兩橫向間距10公分，縱向間距20公分；底層鋼筋間距為雙向20公分；層間凈距為7公分、主筋為28、副筋16;面板上部按設(shè)計(jì)設(shè)置閘墩插筋。3、施工準(zhǔn)備階段：施工準(zhǔn)備階段主要體現(xiàn)在對(duì)原材料的選擇,主要體現(xiàn)在對(duì)水泥、骨料、配合比、外加劑的選擇上：3.1水泥的選擇：內(nèi)部混凝土主要考慮抗裂性能好、兼顧地?zé)岷透邚?qiáng)兩方面

4、的要求，主要采用地?zé)岬V渣水泥，中熱硅酸鹽水泥摻入一定量的粉煤灰。由于閘底板建成后常年出于水下，所以水泥選用粉煤灰水泥，并且水位變化區(qū)的混凝土有一定的抗凍、抗?jié)B、抗沖刷、抗磨損的要求，所以標(biāo)號(hào)要425號(hào)水泥要求。3.2骨料的選擇：選用結(jié)構(gòu)致密，并有足夠強(qiáng)度的優(yōu)良骨料，特別是中粗骨料，具體應(yīng)符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程。除此之外還應(yīng)注意以下問(wèn)題：骨料要求表面潔凈，不含雜質(zhì)。砂子采用中砂，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析砂子的細(xì)度模數(shù)為2.68。石子采用卵石，結(jié)合本工程采用xx河道開(kāi)挖的砂卵石經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格的篩分系統(tǒng)分級(jí)篩分。砂子含泥量不得超過(guò)3%，石子含泥量不得超過(guò)1%。粉煤灰在混凝土的配合比以部分粉煤灰代替水泥，不僅可以

5、改善混凝土的和易性有利于施工操作，而且對(duì)降低混凝土的水化熱有益。在混凝土施工中摻入粉煤灰應(yīng)滿足：選用細(xì)度合格、質(zhì)地優(yōu)良的粉煤灰：摻入量以15%20%為益。3.3配合比及外加劑：本工程使用混凝土配合比表：如表3-1 單位：Kg品種配合比外加劑坍落度CM水泥水砂小石中石HW-3減水劑DH9引氣劑型粉煤灰C25W4F502221085295728580.80.0115546C40W4F10042313174110410.80.0135表3-1該配合比嚴(yán)格按照水工混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（DLT5330-2005）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土水灰比，在滿足施工要求的前提下，盡可能減少混凝土坍落

6、度，以提高混凝土的密實(shí)性。4、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要類(lèi)型和原因分析：大體積混凝土與普通混凝土結(jié)構(gòu)相比，除了必須滿足普通混凝土的強(qiáng)度、剛度和整體性及耐久性等要求外，主要就是如何控制溫度變形裂縫的發(fā)生和開(kāi)展。大體積混凝土開(kāi)裂施工中常見(jiàn)的一種病害。但施工中應(yīng)盡可能采取有效的措施控制裂縫，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別使避免出現(xiàn)有害裂縫，以確保工程質(zhì)量。4.1、大體積混凝土裂縫的主要類(lèi)型及原因4.1.1干縮裂縫混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水

7、分損失過(guò)快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對(duì)濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05mm0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見(jiàn)，較薄的梁板中多沿其短向分布。通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂，影響混凝土的承載力等等。4.1.2沉陷裂縫沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致?；蛘咭?yàn)槟?/p>

8、板剛度不足，模板支撐間距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)沉陷裂縫。特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類(lèi)裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，且多以與地面垂直或呈30°45°角方向發(fā)展。較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯(cuò)位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系，地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。4.1.3溫度裂縫大體積混凝土結(jié)構(gòu)，澆筑后水泥的水化熱很大，由于混凝土體積大，聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土的內(nèi)部溫度將顯著升高。而混凝土表面則散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。

9、如果溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過(guò)此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。如果此時(shí)混凝土表面不能保持潮濕的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，則混凝土表面由于水分蒸發(fā)較快而使初期的混凝土產(chǎn)生干縮，將加劇裂縫的產(chǎn)生。4.2大體積混凝土裂縫控制施工技術(shù)措施本工程分析原因上面介紹的4種裂縫中沉降裂縫出現(xiàn)可能不大，因?yàn)橛捎趚x壩區(qū)河道特殊的地質(zhì)條件（主要以砂卵石結(jié)構(gòu)夾雜這不連續(xù)的淤泥帶，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)變更，閘底板地基處理均加設(shè)了外部尺寸為矩形灌注樁，所以沉降裂縫的可能性不大。其它三種裂縫可以采取相應(yīng)如下措施盡量避免：4.2.1嚴(yán)格控制骨料級(jí)配并根據(jù)設(shè)計(jì)要求在混凝土中摻加一定用量外加劑，如DH9引氣劑、HW-3減水劑、型粉

10、煤灰等外加劑，來(lái)降低混凝土水化熱的溫升。4.2.2采用適當(dāng)?shù)臐沧⒎椒ê晚樞?，如“分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，薄層澆筑（一般控制住40左右），循序推進(jìn)，一次到頂”的方法等。4.2.3嚴(yán)格控制混凝土入模溫度，自來(lái)水預(yù)可先放入地下蓄水池中降溫，一般遇到高溫天氣，在拌合水中加一定量的冰塊或?qū)λ槭癁⑺禍亍?.2.4.澆筑過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)泌水情況，及時(shí)有專(zhuān)人處理排除，以減少塑形收縮裂縫。4.2.5加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)。澆筑完畢后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，拆模后砼表面立即蓋上毛毯，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于28d。這對(duì)砼表面的干縮裂縫極為重要。5.大體積混凝土施工：5.1分次澆筑：我國(guó)現(xiàn)行的大體積混凝土澆筑一般采用平鋪法和臺(tái)階法

11、澆筑，閘室底板3#4#由于設(shè)計(jì)規(guī)定了C25W4F50二級(jí)配砼和C40W4F100細(xì)石塑鋼纖維砼，所以本段-1.5米1.0米2.5米高程采用臺(tái)階法施工工藝首次澆筑；1.01.5高程0.5米采用平鋪法二次澆筑的方案。首次澆筑完畢，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa后，再進(jìn)行第二次的上層混凝土平鋪法澆筑一次到位。模板一次安裝到位，首次澆筑前將底板鋼筋、架力筋及插筋安裝完畢，周邊止水安裝固定，面層鋼筋暫不安裝，留待二次澆筑前綁扎完成。這也是xx供水工程閘底板大體積混凝土澆筑的獨(dú)特澆筑方法。5.2混凝土施工安排：大型水利水電工程一般設(shè)攬機(jī)平臺(tái)和采用塔吊和大型履帶吊配吊罐入倉(cāng)澆筑。本工程由于不設(shè)攬機(jī)平臺(tái)，在左岸

12、縱向圍堰和閘底板、閘墩澆筑上采用5080噸履帶吊吊機(jī)和塔吊實(shí)行澆筑，右岸閘底板澆筑由于受到上游圍堰和施工進(jìn)場(chǎng)道路空間布置的影響直接采用桁架法進(jìn)行直接入倉(cāng)的形式。本工程采用桁架式澆筑方法有施工道路布置靈活，施工占地空間小，入倉(cāng)時(shí)間短、下料快、澆筑過(guò)程中平倉(cāng)分層均勻等特點(diǎn)。節(jié)省了用塔吊裝料或履帶吊裝料在入倉(cāng)的時(shí)間，但卻加大了倉(cāng)內(nèi)人工平倉(cāng)和澆筑的工作量和強(qiáng)度。固定小料斗一般下加串筒連接，待澆筑高度不斷升高后，在人工拿取。缺點(diǎn)是桁架橫向移動(dòng)過(guò)程頻繁，一般移動(dòng)范圍為56米范圍。6混凝土養(yǎng)護(hù)方法及效果分析：防止水泥水化熱引起結(jié)構(gòu)物開(kāi)裂，在溫控工藝上一般有兩大類(lèi)。第一類(lèi)是降溫法， 即在混凝土澆筑成型后，通過(guò)

13、循環(huán)冷卻水進(jìn)行降溫，以減少混凝土內(nèi)外溫差；第二類(lèi)保溫法(又稱(chēng)蓄熱法)，即在混凝土澆筑成型后，通過(guò)保溫材料、碘鎢燈或定時(shí)噴澆水等方法，提高砼表面及四周散熱面的溫度。降溫法由于它的實(shí)用性和靈活性，以及能控制整個(gè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的溫度，所以在國(guó)內(nèi)外水利工程中得到廣泛應(yīng)用。但其耗鋼量大，造價(jià)高，在建筑工程中很少用。建筑工程中常采用保溫法。這種方法施工方便，價(jià)格低廉。保溫法所用的保溫材料種類(lèi)較多，綜合本工程所處情況，施工單位決定、閘底板基礎(chǔ)底板混凝土養(yǎng)護(hù)采用保溫法，在有溫度監(jiān)測(cè)控制情況下，用一層塑料薄膜保濕，上鋪一層麻袋保溫，其最大溫差已控制在25 以?xún)?nèi)。效果檢查：基礎(chǔ)底板經(jīng)過(guò)約兩個(gè)月的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，一年后通過(guò)各方檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有害裂縫，證明這一次的大體積混凝土施工是有效的。結(jié)論：本文通過(guò)本人工作以來(lái)經(jīng)歷的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了一定的總結(jié)，很多