浅谈面板堆石坝裂缝原因及处理方案

浅谈 面板堆石坝裂缝原因 及处理方案

董格

身份证号码： 42900519901223****

摘要：某水电站挡水建筑物为面板堆石坝，坝顶宽度为8.0m，坝长473.5m，最大坝高146.3m，面板厚0.3～0.786m（低）。本工程面板施工三期进行，一期面板（EL675m以下）；二期面板（EL675m～EL715m）；三期面板（EL715～EL753.3m）；面板混凝标号为C30F300W12（二级配），由于混凝土面板其超薄结构的特性及施工环境因素使得裂缝成为混凝土面板的通病，本文主要阐述了混凝土面板堆石坝裂缝的成因及其处理方法。

关键词：混凝土面板；裂缝；原因；处理方法。

1 裂缝分析

1.1塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝是指在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现，混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在千热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。

由于混凝土面板其超薄结构的特性，所以面板混凝土水化热温升阶段短，最高温度值出现较早，随后很快出现降温趋势，面板表面及时连续保温保湿，有利于降低混凝土的热交换系数。本工程面板混凝土采用薄膜覆盖蓄热养护法，当台车滑升后暴露的混凝土在收面后要均已及时用塑料薄膜覆盖，避免表面水份过快蒸发，待混凝土初凝后覆盖保温被，在混凝土浇筑完毕后12～18h内开始进行洒水养护至28d以上，因此不存在混凝土凝结之前表面失水较快而产生收缩。

1.2温度裂缝

混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，导致裂缝。

降低浇筑温度：砂石成品料堆高度不低于6m，并采用从料堆底部地笼取料；混凝土拌和使用新抽取的低温河水；水泥、粉煤灰提前组织进场，降低出厂温度；对水泥、粉煤灰、骨料储存罐表面外包帆布刷白色，以反射阳光，降低储存罐的吸热率；台车搭设遮阳篷避免入仓混凝土照射，并将混凝土浇筑尽量安排在早晚、阴天和夜间施工。

降低水化热：优化混凝土配合比，加大骨料粒径，改善骨料级配，使混凝土中骨料大小均匀，能减少单位水泥的用量；混凝土的水灰比对水泥水化热的发散速度有影响，水灰比增大，水化热的发散速度将随之增加，在规范允许的范围内尽量减小混凝土的水灰比；选用了优质原材料，包括水泥、粉煤灰、砂石骨料及外加剂，从而提高混凝土抗裂性能指标；在保证不降低混凝土性能指标的前提下，尽可能减少水泥用量，从而降低水化热温升；控制浇筑层最大厚度和间歇时间；根据天气情况适时调整混凝土塌落度但必须控制在夜间5cm～7cm、白天7cm～9cm。

做好养护工作：在面板混凝土表面人工收面结束后立即覆盖一层塑料布，在混凝土终凝后在塑料布上铺一层保温被，喷淋洒水养护时间不少于28d；采用塑料布覆盖可以减少因太阳直射和刮风引起的混凝土水分散失；采用保温被覆盖并洒水养护。

三期面板混凝土试验取样（C30F300W12），抗压试块计：86组28天抗压强度最大值42.7MPa，最小值30.0MPa，平均值35.0MPa；从浇筑后拆模情况看振捣密实、无蜂窝麻面，可以排除施工本身造成的面板混凝土裂缝的可能性。

1.3沉降收缩裂缝

沉降裂缝的产生是由于结构基础平整度较差及坝体填筑的时间较短造成不均匀沉降所致，混凝土结构产生裂缝。

本工程坝体填筑于2011年6月19日开始填筑，为了保证大坝填筑进度，单位科学现场组织管理，充分利用有效施工时间，不断提高施工工效，取得良好效果。在13个月的有效填筑工期里，月平均填筑量为39.23万m³，并创造最大日填筑量2.63万m³最大月填筑量63万m³的纪录。三期面板高程EL715-EL753.3，坝体填筑分三阶段:EL715-EL720高程于2012年7月23日完成（二期面板施工）；EL720-EL736高程于2012年11月6日结束施工（进入冬季停工)；EL736-EL753.3高程于2013年3月26日开始填筑，于2013年5月5日大坝填筑结束。高程EL715-EL736坝体沉降时间充足，高程EL736-EL753.3沉降期相对较短。

综述:三期面板裂缝的出现主要是由于坝体填筑后沉降期相对较短而形成的。根据裂缝实际情况，采取相应措施进行处理。

2 处理方法

2.1处理原则

根据《水工建筑物化学灌浆施工规范》；《混凝土坝养护修理规程》及施工现场实际情况，确定对于贯穿性裂缝或者宽度≥0.15mm裂缝以及宽度0.1mm≤δ＜0.15mm、长度≥1.0m裂缝进行化灌水溶性聚氨酯处理且表面进行弹性聚氨酯涂层封闭；其他裂缝或宽度δ＜0.10mm裂缝只进行弹性聚氨酯表面封闭。面板裂缝处理温度宜在0℃以上条件下进行；当温度在-5℃～0℃时，裂缝表面进行弹性聚氨酯封闭时，可采用电吹风等小型加热设备，保证结合质量。

2.2处理方法

1）裂缝化学灌浆

布孔：砼裂缝灌浆有骑缝和斜孔布置两种形成，根据实际情况，采用斜孔布置，布孔的间距由缝的通畅情况而定，布孔间距15cm～25cm布置；孔深（垂直距离）不底于混凝土厚度的1/3。

洗孔：钻孔后，一定要将孔中的粉尘和碎末冲洗干净以疏通钻孔和裂缝形成的通道；可采用空压机和带压喷壶进行洗孔。

埋嘴灌浆：采用旋转膨胀密封专用止水针头。

压水试验：埋嘴结束后，需进行压水实验，以了解裂缝和各灌浆孔之间是否通畅，否则重新布孔埋设止水针头，直至完全满足要求后方可进行灌浆。

灌浆：灌注浆液应从第一枚针头开始，当浆液从裂缝处冒出，应立即停止，移入第二枚继续灌注，依次向前进行；灌浆压力限制为0.2MPa，灌浆结束标准以裂缝中浆液互窜为准，每个孔灌浆时间不应小于2～3min。

封孔修整：清孔，待浆液凝胶固化后，将裂缝表面止水针头取出，使用清理工具或电锤将灌浆孔壁周围的浆液清理干净，清理深度控制在5cm；封孔修整，将配制好的丙乳砂浆嵌填至孔内，封添密实，丙乳砂浆抹压后约4h后产生终凝，表面清理干净并恢复原状。

效果检测：化灌裂缝随机钻芯取样，所取芯样裂缝中浆液必须饱满密实；孔口压力为0.1～0.2MPa，检查孔单孔吸水量小于0.01L/min或缝面无渗漏。

2）裂缝表面涂刷

裂缝表面的清洗及打磨：根据裂缝处理标准对裂缝两侧各10.0cm进行处理，两条或多条裂缝相距较近时连在一起处理（两条裂缝间距<20.0cm时，连同一起处理)。

界面剂的涂刷：采用环氧树脂类界面剂，涂刷速度应根据材料凝结时间及裂缝封闭涂料涂刷速度确定，界面剂涂刷厚度控制在0.1～0.2mm，要求涂刷均匀，必须等到其表面用手触摸不粘手但又没有完全固化时。

封闭涂料的配制：根据施工速度及材料的凝结时间由专人按要求的比例准确称量，并搅拌均匀后方可使用。

涂刷封闭材料：单一裂缝时，涂料覆盖裂缝及左右各外延伸10cm；两条或多条裂缝相距较近时连在一起处理（两条裂缝间距<20.0cm时，连同一起处理），要求涂料涂刷均匀平整无气孔，涂刷厚度为1.0±0.2mm 。

3 结束

本文主要阐述了混凝土面板裂缝成因及裂缝处理施工方法，采用水溶性聚氨酯灌浆材料化灌，丙乳砂浆封孔，聚氨酯防水粘结材料封闭，针对不同开度和贯穿情况的裂缝，采用对表面处理，化学灌浆进行不同组合的处理方案，实例证明效果显著，对类似情况有借鉴意义。

参考文献

1.《混凝土裂缝的形成和控制》建筑工程质量安全网2012-03-05[引用日期2013-11-10]

2.《堆石坝面板混凝土裂缝修复技术研究》赵树东2010年中国高新技术企业第1期（总第136期）[引用日起2013-11-10]