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水闸闸墩裂缝成因和防治措施探讨
摘要:分析水闸闸墩裂缝成因,主要是由于墩体内外温差、混凝土的干缩、自生体积变形和外部约束引起的,且各种原因都有一系列的影响因素.针对这些原因及影响因素,从材料、温度控制、施工方法与工艺和养护等方面采取措施,以达到防止和控制裂缝的效果.
关键词:闸墩;裂缝;混凝土
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
1前言
水闸是平原地区常见的主要水工建筑物,闸墩部位易出现裂缝的问题,长期以来困扰着工程界,一直未能得到很好的解决.闸墩裂缝的出现给水闸工程带来了多方面不同程度的危害,也越来越受到学术界的重视.在文献资料的基础上,本文针对这一现象的成因及其防治措施进行了概括性的分析和述评.
2 裂缝的成因分析
水闸工程,尤其处于严冷地区水闸工程,往往会产生一些裂缝,有的裂缝宽度、深度和长度较大,影响到工程的安全运用,需要进行处理。裂缝产生的原因很多,它与基础条件、工程布置、混凝土配合比、施工方法和混凝土的浇筑质量等因素密切相关,主要有如下原因。
2.1 裂缝是由不均匀沉降引起
水闸混凝土结构地基表面,有起伏高差,甚至不在一个水平面上,如果结构布置和分缝不合理,就会因不均匀沉降而产生裂缝;同样,即使基础在同一平面上,由于地基软弱不均,也会产生不均匀沉陷而导致裂缝产生;另一方面,基础由于受荷不均,即使均匀的地基,也会产生大的不均匀沉陷。某工程地基为细砂,在建成初期因翼墙外填土较高,边荷载大,而翼墙内防渗板和下游消力池、护坦板荷载小而产生较大的不均匀沉降,使防渗板、消力池底板及护坦板产生裂缝。不均匀沉降引起的裂缝,一般为贯穿性的,规律性较强,规模相对较大,危害也相对严重。防渗板、闸室底板产生贯穿性裂缝,破坏了底板的整体性,使渗径减短,会影响到水闸的抗渗稳定问题。
2.2 裂缝是由温度应力引起
温度应力产生裂缝的原因是温度差和基础约束。闸底板在长、宽方向尺寸较大,而厚度较薄,闸墩、边墩和翼墙在长、高方向尺寸较大,而墩厚较薄,均属薄壁混凝土结构,在混凝土内都不能形成一个恒温场,场内温度随外界气温的变化而变,在混凝土浇筑时,人仓温度加水化热使混凝土温度达到最高,建成后在低温季节混凝土温度降至最低,产生大的温度差,致使结构产生的温度应力超过混凝土的允许抗拉应力而开裂。水闸工程施工均是先浇底板,后浇闸墩,在软土上的水闸闸墩混凝土要受到底板的约束;建筑在岩基上的水闸,不仅闸墩受底板的约束,而且底板还要受基岩的约束,在上述情况下如果结构布置不当,温控措施不利就会导致温度裂缝的产生。
2.3 混凝土的干缩裂缝
混凝土在硬化的过程中要吸收水分,要发生失水干缩,一般干缩率为0.5%o,在混凝土硬化过程中,如果养护不周,在混凝土表面就会产生干缩裂缝,水闸工程混凝土表面产生干缩裂缝比较普遍。干缩裂缝特征是裂缝细小,不贯穿,无规律可循,深度较浅。干缩裂缝在短时间内,不会对混凝土结构造成影响,不会影响工程的安全运用,但常此以往,由于冻融影响,裂缝会日益发展,天长日久会对混凝土结构产生不良影响。在海滨地区的水闸工程干缩裂缝不可等闲视之,