混凝土面板堆石坝面板裂缝的控制

混凝土面板堆石坝面板裂缝的控制

訾愿

云南建投第一水利水电建设有限公司 云南 昆明 650000

摘要：面板堆石坝防渗结构主要是面板，面板裂缝的产生，会降低面板的防渗效果，处置不当极易引发坝体渗漏，导致对坝体的承载力、安全性和耐久性造成很大的影响。所以，怎样减少或者避免混凝土面板产生裂缝，是水利工程建设过程中需要解决的一个难题。

关键词：混凝土面板、面板裂缝

面板堆石坝在水利工程中已经得到了较为普遍的应用，对混凝土面板质量的要求也随之提高，而面板裂缝的出现直接影响着面板的防渗效果，所以采取怎样的措施控制面板裂缝的发生，已经成为了面板堆石坝工程中水利人员亟待解决的一个问题。

1、混凝土面板裂缝成因分析

影响面板发生裂缝的因素有很多，如原材料中水泥的品质和质量、砂石骨料的性质和质量、外加剂的品质和质量以及水灰比；混凝土面板的配合比和拌合物质量，混凝土面板施工工艺和浇筑质量，面板浇筑时间的选择和养护情况；混凝土面板合理的分缝和配筋、面板基层的强度和平整度以及坝体填筑质量等方面都是混凝土面板发生裂缝的直接因素或间接因素。因此，多方面的因素就造成面板产生结构性裂缝和非结构裂缝。

2、混凝土面板裂缝防裂控制措施

为了避免或减少混凝土面板结构裂缝和非结构裂缝的发生，在混凝土面板结构裂缝上，在设计上进行合理的分缝和配筋，严格控制坝体填筑质量，坝前设置反向排水管，严格控制面板基层施工质量等措施和方法都是比较有效的途径；对于混凝土面板非结构裂缝，可以采用优质的原材料、性能稳定的混凝土、加强施工管理以及改善施工工艺等来避免。

2.1、结构性裂缝的控制

结构性裂缝是面板支撑体在自重或者反向水压力等外力荷载作用下产生的不均匀沉降和水平位移，面板在外力作用下导致基层与面板之间脱空，改变了面板的力学性能，导致面板结构性裂缝的发生；面板结构性裂缝的控制就是要采取措施防止面板支撑体不均匀沉降和超限的水平位移造成基层与面板之间的脱空。

2.1.1、合理的面板配筋及分缝

对于面板配筋，在面板重要部位如面板受拉、受压部位以及周边缝部位等考虑设计双层钢筋，增强面板抵御外部形变时的抵抗能力；面板分缝要依据面板承拉和受力的特点，在面板受拉部位设计张性缝，在面板受压部位设计压性缝，压性缝可采用塑性填料填充。

2.1.2、降低面板基层约束力

面板和面板支撑体要减少面板支撑体对面板的约束，面板基层就要具有低强度、低弹模的特点；所以，面板基层考虑采用挤压边墙护坡、喷乳化沥青、接缝部位沥青砂浆垫层等方法来减少面板基层对面板的约束和应力；同时对面板基层不平整部位，及时进行修补平整，保证面板基层的密实度和平整度，从而减少对面板的约束；插入坝体的面板架立筋通过设置马凳筋后进行切除，减少面板和基面的摩擦力。

2.1.3、面板堆石坝坝体填筑质量的控制

面板的支撑结构主要是堆石坝坝体，堆石坝坝体的填筑质量将直接影响到面板裂缝的产生和发展。堆石坝坝体填筑质量主要控制填筑材料和填筑密实度，填筑料的控制主要是对不同的填料区按照设计要求级配、粒径等进行取料填筑，各填筑区互不侵扰。填筑密实度的控制主要是控制不均匀沉降，不均匀沉降的原因主要是某一填筑部位随地基不均匀移动发生沉降或是坝体某一局部部位压实度不够引起局部沉降；所以，首先要严格控制坝基开挖质量，减少后期坝基因质量问题造成对坝体的位移；其次在堆石坝填筑过程中，应选择全断面填筑的方式，减小填筑高差产生的不均匀沉降，提高堆石坝整体变形的能力；最后严格按照设计参数和碾压试验参数进行施工，优化填料级配，重型机械填筑碾压，并应用先进的检测方法进行控制，同时安设观测仪器设置沉降观测点，定期进行沉降观测，保证压实质量和沉降符合要求。

在坝体填筑后不立即浇筑面板，应留够足够堆石坝坝体的沉降期，沉降期一般为一个雨季或150d以上，经历沉降期，坝体沉降基本稳定，沉降稳定后可避免不均匀沉降所造成的面板脱空而引起面板结构裂缝的出现。

2.1.4、坝体设置反向排水管

面板混凝土浇筑完成后，面板就会形成一个防水帷幕，坝体两岸坡的地表水等水量下渗使坝体内水位升高，面板内的水又排不出去，使面板内的水位高于上游水面形成水压力压迫面板，当压迫到一定程度时，就有可能引起面板发生位移而产生裂缝。所以，就必须严格控制面板上下游的水位差，在面板底部合适的位置上设置一个逆压阀的反向排水管，保证面板上游的水位高于面板内部水位，减少坝体内部水压力对面板的作用，防止裂缝的产生。设计上无逆压反向排水管的，在施工时，自己设置逆压反向排水管。

2.2、非结构性裂缝的防治

面板非结构性裂缝是由于周围环境和自身温度变化等因素产生的收缩变形，所以，面板非结构性裂缝的防治主要从面板混凝土本身及所用材料和面板施工方法上采取措施。对于面板混凝土本身及所用材料引起的裂缝，选用质量优良的原材料、加入适量的外加剂、控制水灰比和混凝土拌合物质量、选用不同的优化混凝土配合比等来避免；对于面板施工方法引起的裂缝，加强面板混凝土的施工管理和改善施工工艺等措施来控制。

2.2.1、选用质量优良的原材料

（1）、水泥

水泥选择高强度、干缩小、水化热低的专用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，尽量选择PO42.5MPa的优质水泥或者更高强度等级优质水泥，从而减少混凝土中水泥用量，降低水化热温度，减少混凝土的干燥收缩。

（2）、砂石骨料

在混凝土中，砂石骨料应优先选用热膨胀系数小、质地坚硬、清洁、集配良好的优质砂石骨料，降低砂石骨料对面板裂缝的影响。

2.2.2、掺入适量的外加剂

（1）粉煤灰

优质的粉煤灰中包含大量的微珠状颗粒，在混凝土中掺入可有效地改善混凝土的性能，提高面板混凝土抵御腐蚀的能力，增强面板抗裂能力。

（2）、其他外加剂

外加剂通常掺入的是减水剂和引气剂，掺入这些外加剂可减少水泥用量和拌和用水量，改善混凝土的和易性和耐久性，增强密实性。但外加剂种类多种多样，所以，要从中选择出满足设计和对施工最为有利的外加剂进行掺入来改善面板混凝土性能，提高混凝土抗裂性能，从而控制裂缝的产生。

2.2.3控制水灰比和混凝土拌合物质量

（1）水灰比

拌合用水量影响着水灰比，水灰比越小，浆体稠度高，混凝土黏聚性好，保水性良好，抗离析性能也会更好，但是黏度大，工作性能就较差。所以，在混凝土面板中，在保证混凝土施工性能前提下尽量减小水灰比并进行严格控制。应当注意的是在混凝土中加入的所有水包括外加剂中的水都应计入拌合用水量之内，拌合用水必须进行检测，满足《混凝土用水标准》才可以使用。

（2）面板混凝土拌合物的质量

面板拌合物质量控制主要通过搅拌站场地和拌合物生产、运输进行控制。搅拌站场地应进行硬化，设置完善的排水系统，有足够的围挡高度足够和材料标识标牌，减少混料情况的产生。在混凝土拌合物生产时，拌和站称量系统称量必须准确，并定期进行校核，严格控制投料顺序、拌合时间，保证拌合出来的混凝土性能稳定合格。混凝土运输时，运输时间应尽量小，运输工具要设置必要的遮挡和保温等措施。

2.2.4、选用不同的优化混凝土配合比

优化的面板混凝土配合比可以提升面板混凝土的性能，增强面板混凝土的抗拉强度，可有效地防止面板裂缝产生。但由于受浇筑时段和气候条件影响，一组混凝土配合比拌和出来的混凝土到入仓时其性能相差很大；所以，根据浇筑时段或温度条件选择使用不同的配合比，减少混凝土性能的差距。

2.2.5、加强混凝土面板的施工管理

面板施工一般采用滑模进行施工，滑模施工必须严格按照规范和方案规定的滑升速度施工，滑升时两端均匀平衡同步提升，这样可有效减少滑行造成拉裂情况的发生；混凝土入仓时，加强混凝土入仓管理，严格控制入仓温度；浇筑时，严格控制振捣次数和频率，保证混凝土密实；面板收面后，及时进行面板保温、保湿等覆盖养护工作；

2.2.6、改善面板混凝土施工工艺

（1）、采用二次压面收面工艺消除面板表面的裂缝；（2）、面板的施工时段尽量在气候适宜，昼夜温差较小的时间段；（3）、面板混凝土中加入纤维，增强其抗裂性能；（4）、面板浇筑期间做好混凝土的保湿、防水以及温度控制等工作；（5）考虑设置面板温度筋，减少温度对面板的影响。

总结
　　混凝土面板建设完成后，混凝土面板或多或少的会出现一些裂缝，所以，面板施工必须高度重视，以预防控制为主；若出现裂缝，要认真研究，是结构裂缝还是非结构裂缝，深究裂缝产生的原因，并采取相应的措施进行妥善处理保证安全。

参考文献：

[1]吴麾东.浅谈混凝土面板堆石坝面板裂缝产生的原因及防治措施.[J]建筑工程2016（11）