淺析大體積混凝土裂縫

1、大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)高等教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）模板 網(wǎng)絡(luò)高等教育本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目：淺析大體積混凝土裂縫學(xué)習(xí)中心： 層 次： ?？破瘘c(diǎn)本科 專 業(yè)： 土木工程 年 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： III淺析大體積混凝土裂縫內(nèi)容摘要本文詳細(xì)闡述了大體積混凝土中裂縫發(fā)生的機(jī)理和主要裂縫形式，以及裂縫對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的危害。針對(duì)混凝土不同裂縫產(chǎn)生的原因，制定了切實(shí)可行的裂縫預(yù)防和處理措施。并通過實(shí)際水利工程案例，針對(duì)大體積混凝土采取的裂縫預(yù)防措施和裂縫處理措施的闡述和分析，使讀者可以對(duì)大體積混凝土裂縫從發(fā)生機(jī)理、裂縫的預(yù)防、裂縫的處理、檢查評(píng)價(jià)等有個(gè)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，

2、可以對(duì)大體積混凝土同類裂縫的處理提供一定參考。關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；化學(xué)灌漿；案例分析目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因分析21.1 水泥水化熱21.2 收縮裂縫31.3 外界氣溫變化引起的裂縫42 大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施52.1 注意原材料的選擇52.2 采用合理的施工方法52.3 科學(xué)、合理的養(yǎng)護(hù)、保護(hù)措施62.3.1混凝土養(yǎng)護(hù)62.3.2混凝土保護(hù)72.4 采用鋼纖維混凝土73 大體積混凝土裂縫的處理方法83.1 表面修補(bǔ)法83.2 灌漿處理83.3 錨固法83.4 水泥基滲透結(jié)晶型防滲涂料的應(yīng)用84 案例分析104.1 案例一104.1.1 工程概況1

3、04.1.2 預(yù)防措施104.1.3 取得效果134.2 案例二144.2.1 工程概況144.2.2 處理方法144.2.3 取得效果165 結(jié)論18參考文獻(xiàn)19引 言隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，大型混凝土施工設(shè)備的不斷出現(xiàn)，大體積混凝土在建筑行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，特別是在基礎(chǔ)設(shè)施工程中，例如橋梁、碼頭、機(jī)場、水利工程中更是得到了廣泛應(yīng)用。例如正在興建的錦屏一級(jí)水電樞紐工程，壩高305m，為世界第一高雙曲拱壩，大壩混凝土總量達(dá)到500萬立方米，單倉最大面積約1800平方米，最大澆筑厚度為4.5m，可以說是大體積混凝土施工的一個(gè)代表。 大體積混凝土施工雖然在土建工程中得到了廣泛應(yīng)用，但是由于其施工過

4、程中的技術(shù)復(fù)雜性、施工工藝千變?nèi)f化、結(jié)構(gòu)布置多種多樣，同時(shí)受到客觀認(rèn)識(shí)的局限性和材料使用上的限制，大體積混凝土的裂縫可以說在所有的工程中都或多或少的出現(xiàn)，無法完全避免，如何減少裂縫數(shù)量、降低裂縫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)一直是困擾大體積混凝土施工中的一個(gè)難點(diǎn)，也是影響混凝土質(zhì)量和安全性的一個(gè)不可忽略的重要因素。本文先從大體積混凝土裂縫的發(fā)生機(jī)理開始，先后闡述混凝土的裂縫的主要形式和危害和防止裂縫的主要措施和處理方法，從作者親身經(jīng)歷過的工程實(shí)際，為您全面呈現(xiàn)一個(gè)大體積混凝土裂縫的處理過程，為大體積混凝土裂縫的處理提供一定有價(jià)值的參考。 1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因分析所謂大體積混凝土，在工業(yè)與民用建筑混凝土

5、結(jié)構(gòu)工程中一般指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的混凝土。對(duì)于水工混凝土，一般結(jié)構(gòu)尺寸較大，例如混凝土重力壩、拱壩的混凝土，單倉澆筑邊長可以達(dá)到2000，澆筑厚度一般為1.5m3.0m，都屬于大體積混凝土施工范疇。大體積混凝土在建筑物的結(jié)構(gòu)中一般屬于主要的結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)中屬于關(guān)鍵部位，有的大體積混凝土兼具有防滲、防凍、抗侵蝕、抗沖刷等作用，因此一旦結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，無論對(duì)結(jié)構(gòu)的整體受力還是防滲效果、抗風(fēng)化、耐久性等都將產(chǎn)生不利影響，最終影響到建筑物的使用功能。由于混凝土的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度，一般在壓應(yīng)力作用下不致破壞的混凝土，當(dāng)受到拉應(yīng)力作用時(shí)，常因抗拉強(qiáng)度不是而產(chǎn)生裂縫。大體積混

6、凝土的裂縫種類主要有由于溫度變化產(chǎn)生的溫度裂縫、混凝土水分散失引起的干縮裂縫、由荷載引起的結(jié)構(gòu)性裂縫，另外混凝土的脆性和不均勻性，原材料不合格，模板等支撐系統(tǒng)變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等外界不利因素也是引起混凝土產(chǎn)生裂縫不可忽視的原因。1.1 水泥水化熱水泥與水作用放出的熱，稱為水化熱。影響水泥水化熱的因素很多，包括水泥熟料礦物組成、水灰比、養(yǎng)護(hù)溫度、水泥細(xì)度、混合材摻量與質(zhì)量等，但主要是決定于熟料礦物的組成與含量?；炷聊踢^程中由于水泥水化釋放大量水化熱使混凝土內(nèi)部溫度逐步上升，對(duì)尺寸小的結(jié)構(gòu)由于散熱較快溫度不高不致引起嚴(yán)重后果，但對(duì)大體積混凝土最小尺寸也常在35米以上，而混凝土導(dǎo)熱性能隨熱傳導(dǎo)

7、距離呈非線性衰減，大部分水化熱將積蓄在澆筑塊內(nèi)，使塊內(nèi)溫度達(dá)3050，甚至更高。由于內(nèi)外溫差的存在隨著時(shí)間的推移混凝土內(nèi)溫度逐漸下降而趨于穩(wěn)定與多年平均氣溫接近。大體積混凝土的溫度變化過程可分為如圖所示的三個(gè)階段，即溫升期、冷卻期或降溫期和穩(wěn)定期， 顯然混凝土內(nèi)的最高溫度Tmax等于混凝土澆筑入倉溫度Tp與水化熱溫升值Tr 之和。由Tp到Tmax是溫升期，由Tmax到穩(wěn)定溫度Tf是降溫期之后混凝土體內(nèi)溫度圍繞穩(wěn)定溫度隨外界氣溫略有起伏?；炷翝仓瓿珊髢?nèi)部溫度變化過程詳見圖1.1-1。 圖1.1-1 混凝土內(nèi)部溫度變化曲線大體積混凝土的溫度變化必然引起溫度變形，溫度變形若受到約束勢必產(chǎn)生溫度應(yīng)

8、力，由于混凝土的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度在溫度壓應(yīng)力作用下不致破壞的混凝土當(dāng)受到溫度拉應(yīng)力作用時(shí)常因抗拉強(qiáng)度不足而產(chǎn)生裂縫。隨著約束情況的不同大體積混凝土溫度裂縫有如下兩種：（1）表面裂縫混凝土澆筑后由于水化熱溫升體積膨脹如遇寒潮氣溫驟降表層降溫收縮，內(nèi)脹外縮在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力表層產(chǎn)生拉應(yīng)力，各點(diǎn)溫度應(yīng)力的大小取決于該點(diǎn)溫度梯度的大小。在混凝土內(nèi)處于內(nèi)外溫度平均值的點(diǎn)應(yīng)力為零，高于平均值的點(diǎn)承受壓應(yīng)力低于平均值的點(diǎn)承受拉應(yīng)力。當(dāng)表層溫度拉應(yīng)力超過混凝土的允許抗拉強(qiáng)度時(shí)將產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在塊體側(cè)壁，方向不定，數(shù)量較多。由于初澆的混凝土塑性大，彈模小限制了拉應(yīng)力的增長故這種裂縫短而淺，稱

9、為表面裂縫，隨著混凝土內(nèi)部溫度下降外部氣溫回升有重新閉合的可能。（2）貫穿裂縫和深層裂縫變形和約束是產(chǎn)生應(yīng)力的兩個(gè)必要條件。由溫度變化引起溫度變形是普遍存在的，有無溫度應(yīng)力出現(xiàn)的關(guān)鍵在于有無約束。人們不僅把基巖視為剛性基礎(chǔ)，也把已凝固、彈模較大的下部老混凝土視為剛性基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)對(duì)新澆不久的混凝土產(chǎn)生溫度變形所施加的約束作用稱為基礎(chǔ)約束。這種約束在混凝土升溫膨脹時(shí)引起壓應(yīng)力，在降溫收縮時(shí)引起拉應(yīng)力，當(dāng)此拉應(yīng)力超過混凝土的允許抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫，稱為基礎(chǔ)約束裂縫。由于這種裂縫自基礎(chǔ)面向上開展，嚴(yán)重時(shí)可能貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)塊故又稱為貫穿裂縫，此種襲縫切割的深度可達(dá)35米以上，故又稱為深層裂縫，裂縫

10、的寬度可達(dá)13mm，且多垂直基面向上延伸，既可能平行縱縫貫穿也可能沿流向貫穿。1.2 收縮裂縫收縮裂縫是由混凝土澆筑完成后，由于內(nèi)部水分散失導(dǎo)致濕度變化引起的?；炷潦且运酁橹饕z結(jié)材料，有時(shí)為了降低成本減少水泥用量大量參加粉煤灰，同時(shí)以砂、石骨料加水拌合，經(jīng)過澆注成型、凝結(jié)硬化形成的人工石材。在施工中，為保證其和易性，特別是在泵送混凝土、溜槽混凝土中往往選用較大的水灰比。多出的這些水分以游離態(tài)形式存在，并在硬化過程中逐步蒸發(fā)，從而在混凝土內(nèi)部形成大量毛細(xì)孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土體積收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形受到外部約束時(shí)，將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開裂。1.3

11、 外界氣溫變化引起的裂縫大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對(duì)裂縫的產(chǎn)生有著很大的影響?；炷羶?nèi)部的溫度是由澆筑入倉溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫和采取的溫控措施有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度一般也就會(huì)愈高；如果外界溫度降低則又會(huì)增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度，溫度變形若受到約束勢必產(chǎn)生溫度應(yīng)力，由于混凝土的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度在溫度壓應(yīng)力作用下極易引發(fā)混凝土的開裂。2 大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施目前的土木建筑工程，以混凝土結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位，特別是在大型的水利工程中，澆筑混凝土總量可以達(dá)到幾百萬立方米?；炷两Y(jié)構(gòu)由于內(nèi)外

12、因素的作用不可避免地存在裂縫，而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。因此必須采取有效的措施，將裂縫的有害程度控制在允許的范圍內(nèi)。本章將就混凝土結(jié)構(gòu)中常見裂縫裂縫的不同成因，可以分別采用的相關(guān)措施進(jìn)行分析。2.1 注意原材料的選擇大體積混凝土的水泥、粉煤灰等膠凝材料水化熱是產(chǎn)生裂縫的一個(gè)重要原因，那么可以從降低膠凝材料的用量來減少水化熱，降低混凝土的水化熱總量，從而達(dá)到降低混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)的目的?？梢圆扇〉闹饕胧┤缦拢海?）減少每立方米混凝土的水泥用量是降低直水泥水化熱的重要措施。一般可以根據(jù)結(jié)構(gòu)物的不同受力條件求對(duì)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行混凝土分區(qū)，對(duì)于不同分區(qū)采用不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土

13、。一般高級(jí)配混凝土膠凝材料用量大，這樣通過分區(qū)在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下盡可能選用低強(qiáng)度的混凝土，有效降低混凝土水化熱。（2）采用低流態(tài)或無坍落度干硬性貧混凝土。減少混凝土的坍落度，就可以相應(yīng)減少膠凝材料用量。目前碾壓混凝土在水工大壩的廣泛應(yīng)用，就是利用降低混凝土坍落度從而達(dá)到降低膠凝材料用量的目的。（3）改善骨料級(jí)配，增大骨料粒徑，盡量選用高級(jí)配混凝土。例如在結(jié)構(gòu)塊較大的部位盡量選用四級(jí)配混凝土，對(duì)局部鋼筋密集區(qū)域選用一級(jí)、二級(jí)混凝土進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，對(duì)少筋混凝土壩可埋設(shè)大塊石等，都是降低混凝土水化熱的有效措施。（4）大量摻粉煤灰，特別是在水工混凝土施工中，摻合料的用量可達(dá)水泥用量的2560，大量減

14、少水泥用量，從而降低水化熱。（5）采用高效外加減水劑不僅能節(jié)約水泥用量約20，使28d齡期混凝土的發(fā)熱量減少530，且能提高混凝土早期強(qiáng)度和極限拉伸值。常用的減水劑有木質(zhì)素、糖蜜、MF復(fù)合劑、JG3等。（6）根據(jù)水泥的品種和性能，盡量采用低發(fā)熱量的水泥，減少水化熱發(fā)熱量。2.2 采用合理的施工方法采取合理的施工方法，降低混凝土入倉溫度、加快混凝土散熱，可以有效控制混凝土最高溫度內(nèi)外不的溫差，降低混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)。（1）合理安排澆筑時(shí)間在施工組織上應(yīng)進(jìn)行合理安排，如：春、秋季多澆，夏季早晚澆，正午不澆，重要部位安排在低溫季節(jié)、低溫時(shí)段澆筑，以降低混凝土入倉溫度，避免出現(xiàn)溫度裂縫。（2）采用加冰或加

15、冰水拌合對(duì)一些重要的結(jié)構(gòu)物混凝土，為了降低混凝土入倉溫度可以采用加冰或加冰水拌合，降低混凝土入倉溫度，這一措施在大體積混凝土施工中廣泛應(yīng)用。（3）對(duì)骨料進(jìn)行預(yù)冷骨料預(yù)冷的方法有：水冷、風(fēng)冷、真空氣化冷卻等，一般不對(duì)膠凝材料和細(xì)骨料進(jìn)行遇冷。（4）加速混凝土散熱主要可以采用薄層澆筑以增加散熱面，并適當(dāng)延長間歇時(shí)間；在高溫季節(jié)，已采用預(yù)冷措施時(shí)，則可采用厚塊澆筑，防止因氣溫過高而熱量倒流，以保持預(yù)冷效果；在混凝土內(nèi)預(yù)埋蛇形冷卻水管，通循環(huán)冷水進(jìn)行降溫冷卻；澆筑面設(shè)置噴霧機(jī)進(jìn)行噴霧降溫。2.3 科學(xué)、合理的養(yǎng)護(hù)、保護(hù)措施混凝土的養(yǎng)護(hù)與保護(hù)都是混凝土施工中十分重要的施工程序及主要防裂措施，養(yǎng)護(hù)重在保濕

16、保護(hù)則重在保溫，其目的均是為混凝土成熟發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良好的外部環(huán)境，提高混凝土耐久性防止裂縫發(fā)生發(fā)展。2.3.1混凝土養(yǎng)護(hù)在混凝土澆筑完畢后的一段相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作，使其連續(xù)保持適當(dāng)?shù)臏囟群妥銐虻臐穸?，以防因水分蒸發(fā)而使水泥水化作用不能充分的進(jìn)行，混凝土強(qiáng)度增長受阻甚至導(dǎo)致產(chǎn)生干縮裂縫。多年來大體積混凝土養(yǎng)護(hù)基本沿用灑水和覆蓋兩類傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)法，其中灑水養(yǎng)護(hù)方法使用最為普遍，常采用人工噴灑和排管噴淋兩種方法。人工噴灑多用于平面和斜面的養(yǎng)護(hù)，但由于噴灑難以連續(xù)進(jìn)行時(shí)干時(shí)濕不能保證養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，不利于溫控防裂。排管噴淋主要用于斜面和豎直面的養(yǎng)護(hù)。覆蓋養(yǎng)護(hù)方法通常用于過流面、永久結(jié)構(gòu)面和

17、長間歇施工縫面等處的養(yǎng)護(hù)，覆蓋材料多采用草袋、鋸末和濕砂、麻袋片、土工布等。除上述兩類基本養(yǎng)護(hù)方法外，有些工程還采用了蓄水養(yǎng)護(hù)、化學(xué)養(yǎng)護(hù)、噴霧養(yǎng)護(hù)和塑膜保濕養(yǎng)護(hù)等養(yǎng)護(hù)方式，各種養(yǎng)護(hù)方式各有其特點(diǎn)及適用性。其中噴霧養(yǎng)護(hù)節(jié)水、且養(yǎng)護(hù)效果好并可對(duì)有特殊要求的部位提前進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，但管理要求嚴(yán)格?；炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間一般是從混凝土澆筑完畢后1218h開始，持續(xù)養(yǎng)護(hù)1428d或更長。具體養(yǎng)護(hù)期的長短應(yīng)根據(jù)水泥品種、混凝土性能、氣候條件以及建物結(jié)構(gòu)形式和部位等確定，養(yǎng)護(hù)期間要保持混凝土面濕潤。2.3.2混凝土保護(hù)根據(jù)大體積混凝土施工實(shí)踐和觀測資料的分析，大體積混凝土裂縫除少數(shù)是基礎(chǔ)貫穿性裂縫和深層裂縫以外，絕大部分

18、屬于表面裂縫。雖表面裂縫的深度和長度不大、寬度也較細(xì)微，但有可能進(jìn)一步發(fā)展影響混凝土的耐久性。表面裂縫成因十分復(fù)雜，但溫度濕度的變化是其主要成因。低溫季節(jié)對(duì)大體積混凝土進(jìn)行表面保護(hù)是混凝土防凍防裂的必要措施應(yīng)予以高度重視。（1）表面保護(hù)的分類表面保護(hù)分短期保護(hù)、長期保護(hù)和冬季保護(hù)三類。短期保護(hù)也稱初期表面保護(hù)，其保護(hù)目的是防止混凝土早期由于日氣溫變幅較大，或寒潮襲擊時(shí)突然降溫而產(chǎn)生表面裂縫，重點(diǎn)是齡期較短的混凝土的保護(hù)。長期保護(hù)除防止表面裂縫以外，一方面是防止已經(jīng)產(chǎn)生的表面裂縫向不利的方向轉(zhuǎn)化，另一方面是防止結(jié)構(gòu)溫度超冷，而引發(fā)貫穿性裂縫，防護(hù)期長達(dá)數(shù)月以至數(shù)年。冬季保護(hù)的目的則主要是防裂和防

19、凍。（2）表面保護(hù)所用材料表面保護(hù)所用材料品種繁多，隨地域氣候及年代不同而有所區(qū)別。近年來隨著我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以往傳統(tǒng)多采用的草簾、毛氈、麻袋等材料，逐步被泡沫塑料板、EPE片材等保溫新材料所取代。表面保護(hù)材料施工，一般水平面直接鋪設(shè)，其他豎直面及異型部位一般采用木條固定，或者采用膠水粘結(jié)，無論采用何種方式固定，必須保證保護(hù)材料和混凝土緊密連接，起到保護(hù)作用。2.4 采用鋼纖維混凝土鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻入亂向分布的短鋼纖維所形成的一種新型的多相復(fù)合材料。這些亂向分布的鋼纖維能夠有效地阻礙混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展及宏觀裂縫的形成，顯著地改善了混凝土的抗拉、抗彎、抗沖擊及抗疲勞性能，具有

20、較好的延性。由于鋼纖維混凝土成本較高，本身和易性差，振搗困難，一般應(yīng)用在結(jié)構(gòu)重要的部位，例如止水附近、具有防滲要求的外露面等部位。3 大體積混凝土裂縫的處理方法裂縫是混凝土最常見的缺陷之一，嚴(yán)重的裂縫會(huì)破壞建筑物的整體性，構(gòu)成滲水通道、改變荷載圖形，致使建筑物混凝土易受剝蝕，鋼筋易遭銹蝕，降低建筑物耐久性，對(duì)影響建筑物安全的裂縫必須認(rèn)真進(jìn)行檢查和補(bǔ)強(qiáng)處理。裂縫補(bǔ)強(qiáng)處理方法可分為表面修補(bǔ)法、灌漿或加布筋處理、必要時(shí)可采用錨固處理等。3.1 表面修補(bǔ)法表面處理處理的目的是進(jìn)行縫口封閉防止?jié)B漏和鋼筋銹蝕，對(duì)位于有抗沖磨要求的過流面裂縫處理后可增加其表面抗沖磨能力，是一種常用的處理方法。該方法主要用于

21、裂縫深度不大、寬度較小的表面裂縫。處理的方法包括沿縫口鑿縫、嵌縫、縫口貼橡皮板和做防滲層（澆瀝青防滲層），縫口涂涮、貼環(huán)氧玻璃絲布、高分子聚合物縫口浸漬等。近年在大型水利工程中也有使用GB板表面粘貼處理表面裂縫，特別是在水工混凝土面板壩中得到了廣泛應(yīng)用，但是該方法改變結(jié)構(gòu)物外觀，一般不宜在永久外露面使用。3.2 灌漿處理灌漿處理主要用于大體積混凝土內(nèi)部的深層裂縫及貫穿裂縫，也是一種比較常見的裂縫處理方法。常用灌漿處理方法有水泥灌漿和化學(xué)灌漿兩種。通過灌漿旨在恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，實(shí)踐證明只要選材得當(dāng)、工藝合理除可達(dá)到填塞裂縫達(dá)到防滲目的外，還可恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。灌漿補(bǔ)強(qiáng)的目的不同對(duì)漿材的要求也不同

22、，以堵漏為目的常選用丙凝水玻璃水溶性聚氨酯等材料，這些材料抗?jié)B性參極好有的具有失水干縮遇水膨脹等特性，能在靜水中和動(dòng)水中凝固有的能在極短的時(shí)間內(nèi)凝結(jié)。有的彈性好，能適應(yīng)裂縫活動(dòng)和變化以?；謴?fù)結(jié)構(gòu)整體性為目的則常選用粘結(jié)強(qiáng)度高的環(huán)氧甲凝類漿材3.3 錨固法常用于嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)整體性和可能造成運(yùn)行安全性的裂縫。錨固處理主要為采用預(yù)應(yīng)力錨索加固措施。隨著高強(qiáng)鋼絲的出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于水工混凝土建筑物的加固與補(bǔ)強(qiáng)，并且由單根發(fā)展成束取得了良好的效果。3.4 水泥基滲透結(jié)晶型防滲涂料的應(yīng)用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料是生產(chǎn)的含有特殊活性化學(xué)物質(zhì)以滲透結(jié)晶為主的無機(jī)防水材料，其防水性能優(yōu)越，是一種

23、無毒無公害環(huán)保型防水材料。主要用于剛性混凝土工程防水，施工后防水性能穩(wěn)定，效果良，同時(shí)兼具有細(xì)微裂縫修補(bǔ)的作用。水泥基滲透結(jié)晶與混凝土結(jié)合后，可向混凝土內(nèi)部滲透，在混凝土中形成不容于水的結(jié)晶體，填塞毛細(xì)孔道，從而使混凝土致密，防水。水泥基滲透結(jié)晶處理過的混凝土多年后遇水，材料中的活性物質(zhì)還能重新激活，與混凝土中未完全水化的成分再產(chǎn)生結(jié)晶，封閉后期形成的裂縫，可以作為裂縫修補(bǔ)方式的一種輔助措施，主要用于裂縫數(shù)量多，裂縫細(xì)微的部位。 4 案例分析4.1 案例一4.1.1 工程概況 錦屏一級(jí)水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣和鹽源縣交界處的雅礱江大河灣干流河段上，是雅礱江下游從卡拉至河口河段水電規(guī)

24、劃梯級(jí)開發(fā)的龍頭水庫，距河口358km，距西昌市直線距離約75km。本工程采用堤壩式開發(fā)，主要任務(wù)是發(fā)電。水庫正常蓄水位1880m，死水位1800m，正常蓄水位以下庫容77.65億m3，調(diào)節(jié)庫容49.1億m3，屬年調(diào)節(jié)水庫。電站裝機(jī)6臺(tái)，單機(jī)容量600MW。錦屏一級(jí)水電站混凝土雙曲拱壩壩頂高程1885m，建基面高程1580m，最大壩高305m，正常蓄水位1880m，死水位1800m，拱冠梁頂厚16m，拱冠梁底厚63m，最大中心角93.12，頂拱中心線弧長552.23m，厚高比0.207，弧高比1.811。設(shè)置25條橫縫，將大壩分為26個(gè)壩段，橫縫間距在20m25m，平均壩段寬度為22.6m，施

25、工不設(shè)縱縫。我單位承擔(dān)113壩段混凝土施工，首倉混凝土在2009年10月24日開盤澆筑，截止2013年10月底，主體混凝土已經(jīng)澆筑至壩頂高程，累計(jì)混凝土總量約310萬立方米。4.1.2 預(yù)防措施 （1）選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配置混凝土，并大量參加粉煤灰和高效減水劑，有效降低了混凝土的水化熱。同時(shí)混凝土選用35cm較小的坍落度，和盡量選用四級(jí)配混凝土，減少水泥用量。并根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力部位不同分區(qū)設(shè)計(jì)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土。（2） 使用粗骨料，盡量選用粒徑較大，級(jí)配良好的粗細(xì)骨料，控制砂石含泥量，摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應(yīng)的減水劑，緩凝劑，改善和易性，降低水化比，以達(dá)到減少水泥用量，降低水化

26、熱的目的。尤其是砂石中的含泥量，若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形，又嚴(yán)重降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)抗裂的危害性很大。 （3）對(duì)特殊部位的混凝土，例如止水部位、流道部位、基礎(chǔ)約束區(qū)部位、長間歇期的以上首倉混凝土采用了鋼纖維混凝土，導(dǎo)流底孔等孔洞回填部位參加了微膨脹劑或膨化水泥，使混凝土得到補(bǔ)償收縮，防止裂縫發(fā)生。 （4）由于本工程混凝土澆筑總量大，歷時(shí)長，無法避免高溫天氣澆筑混凝土，為了降低混凝土入倉溫度，采用了溫控混凝土，混凝土入倉溫度保證在7以下，澆筑溫度不大于11。從而降低混凝土最高溫度。同時(shí)采用澆筑過程中噴霧降溫、覆蓋保溫被防止陽光直射、等減少溫度回升。（5）采取分層或分塊

27、澆筑大體積混凝土，在基礎(chǔ)約束區(qū)范圍內(nèi)采用1.5m澆筑分層，其他部位一般采用3m分層。同時(shí)適當(dāng)延長混凝土澆筑間歇期，利用層面散熱。（6）對(duì)混凝土進(jìn)行通水冷卻，控制混凝土溫度回升。 溫度控制要求為了控制大壩混凝土溫度，大壩混凝土分一期冷卻、中期冷卻、二期冷卻三個(gè)階段進(jìn)行混凝土冷卻降溫，各控溫階段應(yīng)嚴(yán)格控制各階段混凝土的降溫幅度，一期冷卻的降溫幅度不超過6，中期冷卻的降溫幅度不超過5，二期冷卻的降溫幅度不超過6，詳見表4.1.2-1。表4.1.2-1 大壩混凝土降溫幅度控制表降溫階段降溫幅度目標(biāo)溫度降溫速率降溫時(shí)間一期冷卻5621230.5/d20d中期冷卻35180.3/d30d二期冷卻36121

28、50.3/d45d水管材質(zhì)混凝土冷卻水管采用HDPE塑料管和焊接鋼管鋪設(shè)，一般情況下采用HDPE塑料管。在固結(jié)灌漿蓋重區(qū)內(nèi)及其它特殊部位，澆筑層面上的冷卻水管采用焊接鋼管，澆筑坯層面上的冷卻水管采用塑料管。HDPE塑料管主管規(guī)格：內(nèi)徑32.60mm，壁厚3.70mm，外徑40.00mm，支管規(guī)格為：內(nèi)徑28.00mm，壁厚2.00mm，外徑32.00mm。HDPE塑料管導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)1.6K/（m.h.）。焊接鋼管主管規(guī)格為：內(nèi)徑34.00mm，壁厚2.00mm，外徑38.00mm，支管規(guī)格：內(nèi)徑20.40mm，壁厚2.30mm，外徑25.00mm。水管布置壩內(nèi)埋設(shè)的蛇形水管的間距，基礎(chǔ)約束區(qū)冷卻

29、水管1.0m（水平間距）1.5m（垂直間距）布置，孔口區(qū)冷卻水管1.5m（水平間距）1.5m（垂直間距）布置，自由區(qū)蛇形冷卻水管的間距為1.5m（水平間距）3.0m（垂直間距）。冷卻水管支管采用蛇形布置，蛇形支管方向應(yīng)大致垂直于水流方向布置。單根蛇形支管的長度不大于300m，當(dāng)同倉面需要布置多條蛇形支管時(shí)，各蛇形支管長度應(yīng)基本相同。冷卻水管距上、下游壩面的距離一般要求為0.8m，局部不應(yīng)小于0.5m；冷卻水管距橫縫面的距離一般要求為0.8m（先澆塊）和0.5m（后澆塊）；冷卻水管距廊道、孔口、電梯井等內(nèi)壁面的距離不應(yīng)小于0.5m。同一倉面需要布置蛇形支管數(shù)量在3根以內(nèi)時(shí)，采用一組進(jìn)出水主管和各

30、支管相連，支管數(shù)量大于3根時(shí)，需設(shè)多組進(jìn)出水主管和各支管相連，每根主管連接支管數(shù)量控制在3根以內(nèi)，且各組進(jìn)出水主管連接的支管數(shù)量盡量一致。冷卻蛇形管一般布置在各個(gè)澆筑層（或澆筑坯層）的底部，在澆筑坯層層高和設(shè)計(jì)水管垂直間距不一致時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整，原則上應(yīng)大致均勻。冷卻水管主管進(jìn)出口應(yīng)布置在壩體下游，管口外露長度不應(yīng)小于20cm。冷卻水管進(jìn)出口應(yīng)分散布置，進(jìn)出口處水管水平間距和垂直間距一般不小于1.0m，澆筑層下游面不具備設(shè)置出口條件時(shí)，冷卻水管主管進(jìn)出口可上彎，在下游具備條件時(shí)引出下游面；多組上彎的主管進(jìn)出口也應(yīng)分散布置，間距一般也不小于1.0m。冷卻水管不充許穿過橫縫、各種廊道及孔洞，也不允許

31、和墊座內(nèi)其它管路搭接、相交。冷卻水管需要跨廊道及孔洞時(shí)，應(yīng)采用預(yù)埋在跨廊道及孔洞底板下部的鐵管進(jìn)行繞接。冷卻水管要按布置要求和設(shè)計(jì)圖紙定位，有坐標(biāo)控制要求的，需進(jìn)行精確定位，經(jīng)監(jiān)理人驗(yàn)收合格，埋設(shè)記錄提交監(jiān)理人。倉內(nèi)蛇形冷卻水管在埋設(shè)前，水管的內(nèi)外壁均應(yīng)干凈、無水垢。(7) 在混凝土澆筑之后，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)、防護(hù)工作，防止裂縫產(chǎn)生。 混凝土澆筑過程中，倉內(nèi)氣溫高于23時(shí)，混凝土振搗密實(shí)后，混凝土坯層面上應(yīng)立即覆蓋等效熱交換系數(shù)10kJ/m2.h.的保溫材料進(jìn)行隔熱，直至上坯層混凝土開始鋪料或安裝冷卻水管時(shí)才能逐漸揭開，并且要求上坯層混凝土覆蓋時(shí)間控制在4h以內(nèi)。 混凝土澆筑收倉后，倉內(nèi)氣溫高

32、于20時(shí)，約束區(qū)混凝土層面上應(yīng)立即覆蓋等效熱交換系數(shù)10kJ/m2.h.的保溫材料進(jìn)行隔熱12h，但隔熱時(shí)間最長不超過24h，揭開隔熱材料后應(yīng)進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)。冬季長間歇的澆筑層，也應(yīng)在采用覆蓋等效熱交換系數(shù)10kJ/m2.h.的保溫材料方法進(jìn)行保溫。 新澆混凝土層面應(yīng)采用濕養(yǎng)護(hù)方法，以保持表面持續(xù)濕潤，或養(yǎng)護(hù)到新混凝土覆蓋或保溫覆蓋為止。氣溫驟降期間應(yīng)暫停層面濕養(yǎng)護(hù)，在混凝土層面上覆蓋等效熱交換系數(shù)10kJ/（m2.h.）的保溫材料進(jìn)行保溫，氣溫驟降結(jié)束后揭開隔熱材料，繼續(xù)進(jìn)行層面濕養(yǎng)護(hù)。 高溫季節(jié)宜采用表面流水冷卻措施?；炷两K凝后即開始表面流水，要求流水清潔、均勻覆蓋整個(gè)倉面。流水時(shí)間至混凝土

33、最高溫度出現(xiàn)3d，以后可換成灑水養(yǎng)護(hù)。 低溫季節(jié)混凝土拆模時(shí)間應(yīng)適當(dāng)推遲，氣溫驟降期間不允許拆模，根據(jù)氣象預(yù)報(bào)未來2d內(nèi)將發(fā)生氣溫驟降時(shí)也不允許拆模。 橫縫面拆模后，應(yīng)在48h內(nèi)覆蓋等效熱交換系數(shù)10kJ/（m2.h.）的保溫材料進(jìn)行保溫，保護(hù)材料應(yīng)緊貼被保護(hù)面。橫縫面保溫至縫面另一側(cè)澆筑塊混凝土澆筑前才能全部拆除。 上游面拆模后，在有防滲及其它保護(hù)要求的部位，應(yīng)立即進(jìn)行防滲或其它處理施工，對(duì)壩體上、下游面及孔洞長期暴露部位全年粘貼30mm50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板。以下為相關(guān)圖片。 倉面冷卻水管布置圖 混凝土降溫噴霧效果圖 模板掛保溫被混凝土保溫 混凝土外露面黏貼苯板保溫4.1.3 取得效

34、果 錦屏水電工程采用了一系列防止裂縫控制措施，由于措施得當(dāng)，并精心組織施工，加強(qiáng)過程監(jiān)控，施工過程中未發(fā)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響的深層裂縫。對(duì)于局部的表面裂縫數(shù)量明顯少于類似工程，對(duì)上游壩面，流道等關(guān)鍵部位均未發(fā)現(xiàn)裂縫，應(yīng)該說在裂縫的預(yù)防上取得了不錯(cuò)的成果。4.2 案例二4.2.1 工程概況 分水江水利樞紐工程位于分水江干流中游河段，壩址在浙江省桐廬縣分水鎮(zhèn)上游2.5Km的五里亭，距桐廬縣城約37Km，距杭州市約105Km。分水江水利樞紐屬等大（2）型工程，工程任務(wù)是以防洪為主，結(jié)合發(fā)電，兼顧灌溉、供水和旅游等綜合開發(fā)利用。水庫總庫容19260萬m3，電站裝機(jī)容量215MW，多年平均發(fā)電量6837

35、萬KWh。樞紐采用河床式電站布置型式，主要建筑物包括攔河壩、泄洪閘、發(fā)電廠房及升壓站等。攔河壩采用混凝土重力壩，壩頂高程52.2m，攔河壩壩頂長度268.5m，壩頂寬度9.0m。溢流壩段長138.0m，最大壩高34.7m，壩基寬度33.0m；兩岸非溢流壩段長76.0m，上游面鉛直，下游壩坡1:0.7；電站廠房壩段長54.5m。混凝土澆筑17.19萬m3，大部分為大體積混凝土施工。泄洪閘布置在溢流壩段壩頂，共9孔，下游采用戽式消力池戽流消能，戽池長30.0m，池深3.5m，坎高1.5m。由于護(hù)坦平面尺寸較大，厚度較小，施工過程中發(fā)現(xiàn)了幾處裂縫，我單位采用了灌漿的方式進(jìn)行了處理。4.2.2 處理方

36、法 （1）混凝土裂縫描述2005年2月10日，在3#護(hù)坦靠4#護(hù)坦處發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫，繼續(xù)向右岸岸延伸至伸縮縫除橫縫部位中止。2月11日，4#護(hù)坦左側(cè)靠橫縫處又發(fā)現(xiàn)一條混凝土裂縫，長度約30cm，且與3#護(hù)坦的混凝土裂縫錯(cuò)開（見下照片所示），并及時(shí)施工了應(yīng)力釋放孔，2月13日后，該處混凝土裂縫未繼續(xù)延伸。裂縫發(fā)展走向：混凝土裂縫走向基本保持與沉陷縫垂直方向，深度在7cm35cm之間。裂縫與護(hù)坦布置的面層鋼筋一個(gè)方向平行?？p面狀態(tài)：混凝土裂縫面寬度主裂縫0.5mm1.0mm，派生裂縫0.5mm。滲水情況：裂縫表面干燥，未發(fā)現(xiàn)滲水跡象。4.2.2-1 裂縫分布現(xiàn)場照片（2）混凝土鉆孔檢查為了進(jìn)一步掌

37、握裂縫情況，對(duì)裂縫處進(jìn)行了鉆孔取芯樣檢查，孔深60cm。從檢查結(jié)果看，孔壁左右側(cè)可見長25cm裂縫。 4.2.2-2 裂縫處取芯和觀察孔現(xiàn)場照片（3）裂縫灌漿施工方法施工流程圖 施工流程圖灌漿管的制安裂縫采用48mm孔徑鉆孔，為保證孔內(nèi)排氣的通暢，灌漿管的埋設(shè)采用雙管。一根埋設(shè)至孔底，孔口設(shè)置排氣管。灌漿管采用15鐵管，單端加工絲扣連接不銹鋼閥門。通風(fēng)和排水裂縫灌漿管制安完成后，采用潔凈空氣從進(jìn)漿管進(jìn)風(fēng)，打開排氣管，吹盡孔內(nèi)的積水；再從排氣管進(jìn)風(fēng)，打開進(jìn)漿管輪換吹洗。待積水吹盡后，檢查灌漿區(qū)的密閉性。通風(fēng)壓力不宜過大，應(yīng)先小后大，壓力控制在0.2Mpa0.3Mpa之間?；瘜W(xué)灌漿施工通風(fēng)完成后，宜盡早開始化學(xué)灌漿。灌漿施工前，先進(jìn)行漿液配制。此次灌漿采用PSI-501型高性能改性環(huán)氧灌漿材料進(jìn)行裂縫化學(xué)灌漿施工，開灌配比為6:1（質(zhì)量比）。裂縫化學(xué)灌漿需遵循低壓慢灌的原則。同一條裂縫，先灌互相串通的進(jìn)漿孔，待