水工建筑物混凝土裂缝成因分析及处理措施论文

合集下载

水工建筑中混凝土裂缝问题及应对分析

水工建筑中混凝土裂缝问题及应对分析

水工建筑中混凝土裂缝问题及应对分析在水工建筑中,混凝土裂缝是一种常见的问题,如果不及时采取有效的应对措施,会对工程的稳定性和使用寿命造成严重影响。

对于混凝土裂缝问题及其应对措施的分析和研究具有重要意义。

混凝土裂缝的形成原因有很多,主要包括以下几个方面:1. 施工原因:施工过程中如果混凝土浇注不均匀,或者振捣不到位等,都会导致混凝土的内部应力不均匀,从而引起裂缝的产生。

2. 材料原因:混凝土中的骨料可能存在大小不一致、含有腐蚀物等问题,这些都会对混凝土的力学性能产生不利影响,从而导致裂缝的产生。

3. 温度影响:混凝土是一种随温度变化而膨胀和收缩的材料,当温度变化较大时,混凝土内部的应力也会发生较大的变化,从而可能引起裂缝的产生。

对于混凝土裂缝问题的应对措施,可以从以下几个方面进行分析:1. 设计阶段:在设计阶段应充分考虑水工建筑的使用环境、工程要求等因素,合理确定混凝土的配合比和结构形式,选择适当的钢筋布置方式等,以提高混凝土的抗裂能力。

2. 施工阶段:在混凝土施工过程中要严格按照施工工艺要求进行操作,保证混凝土的浇筑均匀,并通过充分振捣保证混凝土的密实度,减少内部应力集中的可能性。

3. 养护阶段:混凝土浇筑结束后,要及时进行养护,保持适当的湿度和温度,从而提高混凝土的强度和抗裂能力。

4. 使用阶段:在水工建筑的使用过程中,要及时排除积水,避免混凝土受到渗水或冻融等环境因素的影响,以减少裂缝的产生。

对于已经出现裂缝的混凝土结构,应根据裂缝的类型和严重程度采取相应的修复措施,例如利用封缝剂进行填充、加密混凝土表面等。

水工建筑中的混凝土裂缝问题是一个复杂而重要的问题,需要在设计、施工、养护和使用各个阶段都采取相应的措施来预防和处理。

只有全面提高混凝土的抗裂能力,才能保证水工建筑的稳定性和使用寿命。

水利工程建筑物混凝土裂缝分析论文

水利工程建筑物混凝土裂缝分析论文

水利工程建筑物混凝土裂缝分析论文在许多的重力坝、水闸、渡槽、涵洞水利工程中,由于混凝土的施工和本身变形、约束等一系列因素,均产生大量的表面裂缝和贯穿性裂缝。

因为裂缝的存在和发展,破坏了水工建筑物结构的整体性,影响了水工建筑物的结构受力状况与稳定,给水工建筑物结构的运行事带来不确定性,而且易导致水工建筑物内部与钢筋锈蚀,降低水工建筑物结构的耐久性,甚至会引起渗透变形,危及水工建筑物的结构的稳定性。

由此可见,分析裂缝的成因,探讨防治措施,对水利工程建筑物的应用有着极其重要的意义。

当然,引起水工建筑物混凝土结构产生裂缝的原因是多方面的。

但是,归纳起来可分为荷载作用引起的裂缝和非荷载引起的裂缝两类。

本文对这两类因素进行了分析,并根据实践经验对在施工中进行预防的措施,供参考。

2荷载作用引起的裂缝2.1水工建筑物混凝土结构在使用荷载作用下,由于截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的,所以构件在使用时总是带缝工作的。

这类裂缝总是与主拉应力方向大致垂直,且最先在荷载效应最大处产生。

如果荷载效应相同,裂缝首先在混凝土抗拉能力最薄弱处产生。

2.2预防荷载作用引起的裂缝的措施是合理的配筋。

在施工过程中,选用混凝土粘结较好的变形钢筋,控制钢筋的应力不过高,钢筋的直径不过粗,并用钢筋不在混凝土中分布比较均匀。

这样就能较好地控制正常使用条件下裂缝宽度,不致过宽。

3非荷载引起的裂缝在水工建筑物混凝土物件中,大部份缝是由非荷载因素引起的,如温度变化、混凝土收缩、基础不匀沉降、塑性坍落、钢筋锈蚀、碱—骨科化学反应等等。

3.1温度变化引起的裂缝3.1.1水工建筑结构件随着温度的变化而产生变形,即通常所说的热胀冷缩。

当变形受到约束时,便产生了裂缝,约束的程度越大,裂缝就越宽。

预防热胀冷缩的措施:一是撤去约束,允许自由的产生变形;二是设置伸缩缝。

3.1.2水泥和水所引起化学反应引起裂缝。

大体积混凝土开列的主要原因之一,是由于混凝土在硬化过程中,水泥和水起化学反应,产生大量的水化热引起混凝土的温度上升,如果热量不能很快散失,内部和外部温差过大,就将产生温度应力,使结构内部受压,外部受拉。

水工建筑物混凝土裂缝处理

水工建筑物混凝土裂缝处理

水工建筑物混凝土裂缝处理混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。

由于由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题,使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。

硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,正是由于这些初混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重的将威胁到人民的生命、财产。

一、水工建筑物产生裂缝因素混凝土裂缝产生的原因很多,水工建筑物产生裂缝主要有以下几种:(1)混凝土在硬化的过程中,由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝,这种裂健的宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。

(2)大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发,导致混凝土内外温差较大,使混凝土的形变超过极限引起裂缝。

(3)在厚度较大的构件中,由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。

(4)当有约束时,混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩,因为受约束力的限制,在内部产生了温度应力,由于混凝土抗拉强度低,容易被温度引起的拉应力拉裂,从而产生温度裂缝。

由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。

(5)混凝土加水拌和后,水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应,析出的胶状碱一一硅胶从周围介质中吸水膨涨,体积增大三倍,从而使混凝土涨裂产生裂缝。

(6)在炎热的大风天气,混凝土表面蒸发较过快,造成混凝土内部水化热过高,在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态,易产生塑性收缩裂健。

(7)构件超载产生的裂缝,例如:构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩,出现垂直于构件纵轴的裂缝,构件在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。

(8)当构造的根底出现不均匀沉陷,就有可能会产生裂缝,随着沉陷的进一步发展,裂缝会进一步扩大。

(9)当钢筋混凝土处于不利环境中,例如:侵蚀性水,由于混凝土保护层厚度有限,特别是当混凝土密实性不良,环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈,生成氧化铁,氧化铁的体积比原来金属的体积大的多,铁锈体积膨胀,对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。

水工建筑中的混凝土裂缝问题及其应对措施分析

水工建筑中的混凝土裂缝问题及其应对措施分析

174YAN JIUJIAN SHE水工建筑中的混凝土裂缝问题及其应对措施分析Shui gong jian zhu zhong de hun ning tu lie feng wen ti ji qi ying dui cuo shi fen xi钟展宏水利工程施工中,经常会遇到的一项难题就是混凝土作业过程中出现的裂缝,这在很大的程度上会对建筑施工的质量产生严重的影响,水利工程项目的进度也将难以控制,其后期投入运营使用后,也会因裂缝问题难以持续发挥作用,造成巨大资源浪费。

所以,要设法加强水利施工中的混凝土裂缝特性研究,对其产生的原因做好全面梳理分析,提前做好完善的应对控制措施,从而保障水利工程的建设顺利推进。

本文就水工建筑混凝土产生裂缝的原因进行分析,并提出应对措施,同时举出了裂缝出现后相应的加固与完善措施,以供参考。

一、水工建筑中混凝土产生的各种裂缝原因分析总的来说,产生各种典型性的混凝土裂缝,基本上是由于混凝土结构受到了内外各种因素综合作用下才逐步发生了物理结构的改变而导致的。

当裂缝出现以后,混凝土结构在承载负荷、稳定性及防水性方面都受到了巨大的影响,将会导致水工建筑出现严重的安全隐患,危及人民的生命财产安全以及国家的经济建设,所以必须设法采取有效的预防措施避免产生裂缝。

以下是几种典型裂缝产生原因的分析。

1.塑性收缩裂缝的产生众所周知,混凝土自身会随着凝固的加快而不断蒸发水分,其整体结构体积会随之而产生收缩。

混凝土收缩变形过程中不免会有其他外界力量对其发生作用,同时就产生了混凝土的收缩应力。

随着收缩应力不断增加直至超出混凝土结构承受能力范围时,裂缝就这样产生了。

另外,混凝土中的粗细集料含泥量过多,或者颗粒集配不恰当,也会促使混凝土收缩变形加剧。

另外,水泥品种用量不当、混凝土强度不够、混凝土外加剂或者掺和料不当,也同样会促使混凝土收缩变形加剧,导致裂缝的产生。

2.温差导致裂缝产生一般在冬季来临的时候,混凝土浇筑完成后,在凝固硬化过程中混凝土内部其内部温度较高,而表面温度低很多,这样就形成了一个明显的温度差,如果没有采取稳妥的保温措施,混凝土在冷热交替的温度差作用下,其中所含的水分就会逐渐固结成冰,导致混凝土内部结构膨胀作用而受力,同样的结果是使这种拉伸作用力超出混凝土承受极限,裂缝就不可避免地生成了,给整个水利工程带来极大的安全隐患,处理起来非常困难。

水工混凝土裂缝的成因及防治措施

水工混凝土裂缝的成因及防治措施

水工混凝土裂缝的成因及防治措施水工混凝土工程是水利工程的重要组成部分,但在水工混凝土结构中,裂缝是不可避免的问题。

裂缝的出现会影响工程的安全性和使用寿命,因此加强对水工混凝土裂缝成因及防治措施的研究和探讨,对于保障工程的安全和可靠性具有重要意义。

本文将分别探讨水工混凝土裂缝的成因及防治措施。

一、水工混凝土裂缝的成因1、材料因素水泥混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料和水等原材料组成的,而裂缝的形成与水泥混凝土材料的特性有直接关系。

水泥混凝土的收缩性和变形性是裂缝形成的主要原因之一,水泥混凝土在凝固硬化过程中会产生收缩,这种收缩会导致混凝土内部产生应力,最终形成裂缝。

2、施工因素水工混凝土工程的施工环境和施工工艺会直接影响到混凝土的质量和结构,从而引起裂缝的产生。

施工现场环境干燥或者风大,会导致混凝土表面的水分流失过快,从而引起混凝土的收缩,促使裂缝的形成。

不合理的浇筑和养护方法也是裂缝产生的原因之一。

3、设计因素水工混凝土工程的设计也会影响到裂缝的产生,比如结构设计不合理、温度和收缩预测不到位等,都可能导致水工混凝土裂缝的产生。

4、外部因素水工混凝土在使用过程中会受到水流、水压、温度变化等外部因素的影响,这些外部因素也可能引起水工混凝土裂缝的产生。

1、合理选材合理的原材料选用是预防水工混凝土裂缝的重要环节。

选择低收缩水泥、粉煤灰以及合适的粗细骨料,可以有效减少混凝土的收缩性和变形性,从而减少裂缝的产生。

2、施工控制在施工过程中,要加强对浇筑浆料的质量检查,确保混凝土的坍落度、流动性和均匀性,避免混凝土中存在空洞和缺陷。

控制施工现场的施工环境,保持适当的湿度和温度,合理安排浇筑过程,减少混凝土的收缩。

3、合理设计在水工混凝土结构的设计过程中,要充分考虑材料的性能和外部环境的影响,对结构的尺寸、形状和受力要求进行合理设计,从而减少裂缝的产生。

4、加强养护在混凝土浇筑之后,要加强对混凝土的养护工作,尤其是在混凝土初凝后的保护工作。

分析水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理对策

分析水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理对策

工程施工Construction– 122 –大量的实践充分表明,水工混凝土工程不可避免地会出现不同程度的裂缝问题。

为此,相关工作人员要及时采取有效措施修补局部细微裂缝,否则,轻微裂缝会发展成为严重裂缝,这样既威胁建筑物的稳定性与整体性,又会造成渗漏问题,严重者导致损失大量的水分,以至于无法保障水工建筑物运行的安全性。

除此之外,裂缝问题会引发渗漏溶蚀、冻融破坏、环境水侵蚀以及钢筋锈蚀等方面问题。

以上病害如果与裂缝形成恶性循环,将会给水工建筑物的耐久性造成极为不良的影响。

不同类型裂缝的形成原因不同,这就要求相关工作人员立足于具体工程条件实施全方面的调查与试验,在完成综合分析之后,做出准确的评估。

以下主要围绕着水工混凝土建筑物裂缝出现原因展开简单分析:一、水工混凝土建筑物裂缝的类型及成因分析(一)裂缝类型依照位置的不同,可以将裂缝划分为表层裂缝、贯穿裂缝以及深层裂缝等几种类型;按照开度变化可以将裂缝划分为死缝、活缝以及增长缝等几种类型;按照形成原因的不同,可以将裂缝划分为沉陷缝、温度缝、干缩缝、应力缝以及施工缝等几种类型。

(二)裂缝成因混凝土属于一种多相复合脆性材料,造成混凝土出现裂缝的原因包括:第一,拉应力大于抗拉强度;第二,拉伸变形大于极限变形等。

一般来说,水工混凝土建筑物有着较大的体积,而混凝土有着热胀冷缩的特点,在湿度、温度以及基础约束的影响下,极容易出现裂缝问题。

由此可以看出,造成裂缝的原因多分析水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理对策赵彩霞(安徽省驷马山水利水电建筑安装有限公司,安徽 马鞍山 238251)摘 要:水工混凝土建筑物中经常会出现各种形式的裂缝,其中,不同类型的裂缝对水土混凝土建筑物造成的损害程度有所不同,而即使是极为轻微的裂缝也会腐蚀混凝土内部钢筋材料,给钢筋混凝土结构的耐久性、承载力以及使用价值等方面,产生极为不利的影响;而程度较重的裂缝甚至会给人们的生命财产安全带来不良影响。

水工建筑物混凝土出现裂缝的原因及控制措施分析

水工建筑物混凝土出现裂缝的原因及控制措施分析

水工建筑物混凝土出现裂缝的原因及控制措施分析水工建筑构筑物的结构安全和防渗等主要由混凝土承担,因此混凝土的质量极其重要。

因此,减少和控制混凝土裂缝的产生和扩展,对提高混凝土结构的质量,进而提升水工建筑物的安全起着极为重要的作用。

本文主要对水工建筑物混凝土出现裂缝的原因及控制措施进行了分析探讨。

标签:水工建筑;混凝土;裂缝成因;控制措施引言:在水工建筑物中混凝土出现裂缝是一个常见的问题,是不可避免的,它在很大程度上都影响着建筑物的结构整体性、受力情况、结构的稳定性及耐久性。

混凝土产生的裂缝也是有范围要求的,当在可以接受的范围内一般不会对水工建筑物产生太大影响,但是超过规定范围就必须采取措施。

一、水工混凝土施工特点1、工程量大,工期较长大中型水利水电工程的混凝土工程量往往都是几十万到几百万立方米,施工也需要经历3年到5年时间,有时工期更长。

2、重视对温度的控制水工混凝土基本都是属于大体积混凝土,很多时候都需要分缝、分块进行浇筑,为了能够让混凝土不出现温度裂缝,使得建筑物的整体性保持良好,需要根据当地的气温条件来严格控制混凝土温度、加强表面保护,甚至是采用接触灌浆等技术措施。

3、施工机械化程度较高水工混凝土本身具有工程量大的特点,为了能够有效的保证混凝土的质量与工期,就必须要采用机械化的施工手段,同时还需要经济合理的、技术先进的施工方案来作为保障。

当前大型水利水电工程混凝土施工主要的都是依靠塔带机、皮带机、门机或者是塔机加吊罐等各种施工机械来对混凝土进行输送,甚至是在部分工程中采用泵送的方式。

二、水工建筑物混凝土裂缝的成因形式及危害1、水工建筑物混凝土裂缝的危害1.1混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏。

渗漏的结果,一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展;另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏,并可能由此导致混凝土结构物的破坏。

1.2混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱,在裂缝部位,水拉性能减弱,裂缝进一步扩大,形成更大的危害。

浅议水工混凝土建筑物裂缝产生原因、分类及预防措施

浅议水工混凝土建筑物裂缝产生原因、分类及预防措施

浅议水工混凝土建筑物裂缝产生原因、分类及预防措施【摘要】混凝土裂缝是水工建筑物普遍存在而又难于解决的问题,也是影响建筑工程质量的重要因素之一。

为此,本文真对水工建筑物裂缝产生的原因进行了分析,并提出了预防措施。

【关键词】混凝土;裂缝;预防裂缝在水工混凝土建筑物病害中最为常见,其产生是多种因素共同作用的结果。

混凝土硬化过程中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。

当混凝土受到荷载、温差等作用之后不断地扩展和连通,最终形成混凝土裂缝。

具统计水工建筑物由于裂缝、冲蚀引起的溃坝占溃坝总数的38%。

因此,在施工中应切实采取有效措施控制混凝土裂缝的产生。

一、水工混凝土建筑物裂缝的分类1. 按裂缝产生原因分为:荷载裂缝(混凝土结构由于承受各种荷载后产生的裂缝)和变形裂缝(因环境温度、湿度变化或混凝土结构内部温、湿度或水分变化使其变形而产生的裂缝,包括塑性裂缝、温度裂缝、干燥收缩裂缝、自收缩裂缝和碳化收缩裂缝等。

另外还有碱—骨料反应裂缝、钢筋锈蚀裂缝等)。

2. 按裂缝危害程度分为:有害裂缝(严重影响混凝土结构耐久性和使用性能,必须治理)和无害裂缝(可以不治理,仅影响建筑物外观)。

二、水工混凝土建筑物裂缝产生的原因混凝土自浇筑开始便经受外界环境和内部因素的作用而产生应力。

当应力超过混凝土的极限强度或其应力变形超过了混凝土的极限变形值,混凝土结构物即产生裂缝,发展到严重程度,结构物会因失去承载能力而遭到破坏。

从力学观点分析,结构物有其本身的承载力或抗裂能力,设计者通常用这种力来抵御外界或其本身的破坏力。

破坏力主要包括:(1)外荷载应力(2)温度应力(3)干缩应力(4)膨胀产生的应力(5)自生体积变形应力(6)基础变形和模板走样产生的应力(7)塑性收缩和碳化收缩产生的应力。

三、水工混凝土建筑物裂缝的分类及其特征裂缝产生的原因复杂,有时几种原因并存,根据裂缝产生的部位、发生的时间和裂缝走向,将其分为以下4类:1、塑性收缩裂缝:多发生在竖向尺寸较大的混凝土上表面或侧面吗,出现在混凝土浇筑后终凝前,约在浇筑后4~15h。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

水工建筑物混凝土裂缝成因分析及处理措施【摘要】裂缝是水工建筑物混凝土常见的病害之一,若处理不当,很可能会影响到混凝土的使用功能和建筑物的质量。

为此,本文结合工程实例,就水工建筑物混凝土裂缝产生的原因进行分析,并在此基础上提出相应的裂缝处理措施,旨在提高混凝土质量,以指导实践。

【关键词】水工建筑物;裂缝;温差;处理措施
水工建筑物是实现各项水利工程目标的重要组成部分,具有调节水流、防治水害和开发利用水资源等重要功能。

但在水工建筑物应用过程中,时常会出现混凝土裂缝的现象,这些混凝土裂缝的存在和发展,不仅会破坏到建筑物结构的整体性,影响混凝土结构的受力状况和稳定,而且也影响到建筑物的使用功能和使用寿命,严重情况下还会造成财产的损失。

造成水工建筑物混凝土裂缝的原因是多方面的,包括气温温差、水化热温差、混凝土收缩及水下墙基础水平阻力系数差异大等。

因此,分析混凝土裂缝产生的原因,寻找有效的处理措施解决以避免混凝土裂缝的产生,对保证建筑物的质量具有重要意义。

1.概述
某水工建筑物长度42.47m,宽度13.2m。

发电机层高程185.75m,水轮机层和尾水平台高程180.40m,蜗壳层高程176.20m。

水电站主机间和水工建筑物水下墙长大约为31m,水工建筑物基础开挖至岩性为灰色细粒砂岩的新鲜基岩,并进行固结灌浆等基础处理。


工建筑物分段长度基本符合《水电站厂房设计规范(sl266-2001)》中构造设计要求(永久变形缝间距宜为20-30m)。

尾水平台段水下墙与其下尾水管大体混凝土相接,长16.5m;其余段水下墙与岩基相接,并在岩基上辅设一层100mm厚c10素混凝土垫层。

水下墙底高程为180100m,顶高程为185.75m。

水下墙厚500mm,构造筋10@250,配筋率0.157%;混凝土c20,4.25号水泥。

混凝土配比:水、水泥、砂、碎石重量(kg/m3)分别为:168、309、654、1269。

混凝土建材试验结果正常,试块强度达到或超过设计强度。

水工建筑物混凝土浇筑采用木模板,机械拌和震捣,浇筑时间为2002年3月初至4月下旬。

混凝土入仓温度约33℃,环境气温白天约23℃,夜间约13℃,平均18℃。

水工建筑物水下墙浇筑完半个月后发现在尾水平台两侧有2条垂直竖向裂缝具体位置见图1,裂缝从185.75m高程至179.40m高程,为贯穿性裂缝,缝宽
0.1-0.4cm。

现针对裂缝产生原因和采取的控制措施进行初步探讨。

2.裂缝成因分析
本工程水下墙竖向裂缝在施工期即水工建筑物主机间二期砼未浇筑和水工建筑物未封顶前产生,此时水下墙未挡水。

经分析属于变形变化引起的裂缝,主要是由于气温温差、水化热温差、混凝土收缩及水下墙基础水平阻力系数差异大等多种因素的综合作用造成。

2.1温差及混凝土收缩
2.1.1气候温差
气候温度从高温降至低温时温差将使水下墙混凝土内部受到外部约束时产生温度应力,根据施工资料分析水下墙施工时白天与夜间气温温差t1=10℃
2.1.2水化热温差
水化热温差t2计算如下:
式中:w为每立方砼水泥用量,w=309kg/m3;q为水泥水化热,q=334×103j/kg;c为砼比热,c=1.0×103j/kg℃;c为砼的容度,c=2500kg/m3;k为温降系数,k=0.5。

t2=20.6℃≈21℃
2.1.3混凝土收缩当量温差
混凝土收缩时,龄期t的收缩值ey(t)
ey(t)=3.24×10-4×(1-e-bt)·m
式中:m为修正系数,根据现场水泥品种、水泥细度、骨料、水灰比、水泥浆含量、自然养护时间、环境相对湿度、水力半径倒数、机械振捣及含筋率等因素实际情况并参照有关类似工程综合考虑
m=1.48;b为混凝土养护状况系数,由于养护较差b=0.02;t为龄期,按70天的收缩量考虑t=70。

ey(t)=3.24×10-4×(1-e-0.02×70)×1.48=3.89×10-4 当量温差
t3=ey(t)/a
式中:a为砼的线膨胀系数取1.0×10-5
t3=39℃。

2.1.4总温差产生的收缩变位
总温差t=t1+t2+t3=70℃
根据本工程施工顺序分析认为水下墙在降温作用下引起收缩变位,必将产生约束应力。

首先基岩或混凝土尾水管对水下墙底产生约束应力;其次水轮机层地面和尾水平台对水下墙也产生相似的约束;这种外界的约束将对水下墙混凝土产生拉应力。

由于水下墙的高度5.75m小于0.2倍的水下墙长度6.2m,混凝土内部约束应力接近于轴向受拉状态,在离开端部区域后,全截面可以认为是均匀受拉。

总温差引起收缩变位对水下墙混凝土产生最大拉应力计算如下:
式中:e为混凝土弹性模量,e=2.55×104n/mm2;a为混凝土线膨胀系数,a=1.0×10-5/e;t为混凝土总温差,t=-70℃;l为水下墙长度,l=31000mm;h(t,s)为混凝土松驰系数,h()=0.5;cx为水下墙基础水平阻力系数(按c10素混凝土垫层取值),
cx=0.6n/mm3;h为水下墙高度,h=5750mm。

c20混凝土抗拉强度标准值r标=1.54n/mm2,抗拉强度设计值r 设=1.10n/m2,rmax>r标,因此水下墙混凝土必将产生裂缝。

2.2水下墙基础水平阻力系数
水工建筑物尾水平台段下游水下墙基础为大体积砼,长度
16.5m,水平阻力系数cx=1.5n/mm3,远大于尾水平台两侧水下墙基
础的水平阻力系数cx=0.6n/mm3,取cx=1.5n/mm3计算可得
rmax=5.4n/mm3,可见水平阻力系数不同引起最大拉应力的变化也是很大的,相应地两段水下墙的收缩变形差异也较大,因此水下墙垂直竖向裂缝在尾水平台两侧位置产生。

本工程水下墙混凝土水灰比偏大,没有掺粉煤灰等掺和料及现场未采用有效的保温措施等都会使水化热及入仓温度偏高;水下墙结构构造配筋偏小和钢筋间距偏大无法提高混凝土抗裂性能,从而促使裂缝产生。

3.裂缝处理措施
根据水工建筑物水下墙竖向裂缝成因分析结果,并针对裂缝成因的各种有关要素为避免竖向裂缝产生经分析认为可采用以下处
理措施。

3.1适当加大构造筋提高抗裂性能
水工建筑物水下墙可采取适当加大构造钢筋,使构造筋起到温度筋的作用,能有效地提高抗裂性能。

配筋应尽可能采用小值径,小间距。

采用直径8-14mm的钢筋和100-150mm间距是比较合理的。

配筋率应在0.3%-0.5%之间。

配筋后的混凝土极限拉伸与配筋率和钢筋直径的关系如下式:
εpa=0.5rf(1+p)×10-4
式中:εpa为配筋后的混凝土极限拉伸;rf为混凝土抗裂设计强度(mpa);p为截面配筋率μ×100;d为钢筋直径(cm)。

3.2设置/暗梁0
水工建筑物水轮机层以上水下墙一般厚度不大0.5m左右,高度也不高5m左右,为了防止边缘效应引起的裂缝,在水下墙纵横断面的四周以及施工缝上、下部位。

3.3采用“后浇缝“进行施工
采用“后浇缝”进行施工,控制施工期间的较大温差与收缩应力。

1)后浇缝间距首先应考虑有效地削减温度收缩应力,其次考虑与施工缝结合,在正常施工条件下后浇缝的间距约为20-30m。

2)后浇缝保留时间必须在施工期间不致影响设备安装和二期混凝土的浇筑,一般不应少于40天,最宜60天。

3)后浇缝一般宽度应在70-100cm左右,后浇缝处钢筋连续不断开,为便于清理凿毛亦可断开钢筋。

水工建筑物水下墙具有挡水功能,因此后浇缝应设置键槽,并在迎水侧设1道膨胀止水条。

如图2。

4)后浇缝的填充材料最宜采用浇筑水泥及其他微膨胀水泥,同时要求混凝土比原结构的强度等级高c5-c10,并长期潮湿养护不少于15d。

3.4间歇振捣时间的控制
采用两次振捣技术,增加混凝土的密实度减少内部微裂和提高混凝土的强度,提高抗裂性和抗渗性能等。

要求掌握好两次振捣的时间间歇2h左右为宜,否则会破坏混凝土内部结构,使强度等性能降低。

3.5选择合理的砂、石级配
选择合理的砂、石级配,严格控制含泥量,含泥量应不大于1.0%。

3.6有效降低水泥水化热
在水下墙混凝土中掺入一定的减水剂和粉煤灰,尽量减少水泥用量,降低水泥水化热。

3.7有效控制温差
水下墙混凝土须尽可能减小入模温度,溥层连续浇筑,随后采取保温养护,以减少内外温差,混凝土缓慢降温,越慢越好;同时保持混凝土处于潮湿状态,以增加强度和减少收缩。

4.结语
裂缝的产生对水工建筑物混凝土结构的危害是巨大的,若不进行有效的处理,则很可能导致严重的后果。

因此,施工管理人员有高度的责任心,实时对水工建筑物混凝土进行监控,一旦发现裂缝,应该制定应急措施,采取合理的方法控制裂缝进一步发展,最大限度避免混凝土裂缝的产生,以期发挥出水工建筑的综合效益。

参考文献:
[1] 吴嘉强.水利施工中混凝土裂缝的防治探讨[j].中国城市
经济.2011年第11期.
[2] 蔡玲.水工建筑物混凝土裂缝防治对策[j].建筑学研究前沿.2012年第08期.。

相关文档
最新文档