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广东佛盈汇建工程管理有限公司 广东佛山 528000
摘要：泵站作为承担调水、排涝、灌溉等功能的重要水工建筑物，其质量安全关乎人民生命财产安全。而泵站工程施工过程中，混凝土往往容易出现裂缝，对泵站质量安全造成重大威胁，故本文将裂缝的成因进行了从材料、工艺、设计等方面进行了剖析，并提出了对应预防措施。
关键词：泵站；混凝土；裂缝；成因分析；预防措施
1.引言
泵站工程是承担调水、排涝、灌溉等功能的水工建筑物，随着城市化进展推进，泵站在城市供、排水或防洪方面的重要作用日益突出，是城市经济发展、人民生命财产安全的重要保障。在以往不少泵站施工过程中，极易出现混凝土裂缝对泵站结构整体性造成破坏，极大影响泵站质量安全和使用效能。所以，泵站施工过程中出现的混凝土裂缝形成的原因和如何防范及处理就成为泵站施工过程中质量把控的重要关键点之一。本次研究主要从裂缝成因特点以及对应的防范处理措施进行探讨。
2.泵站施工混凝土的裂缝成因
2.1裂缝分类及常见部位
在泵站施工过程中，混凝土出现的裂缝主要有以下几类：根据时间区分的早期、后期、施工期、使用期裂缝；根据走向区分的水平、垂直、横向、纵向、斜向裂缝；根据危害程度区分的有害、无害裂缝；根据大小区分的微观、宏观裂缝；根据形状区分的放射状、网状裂缝；根据混凝土自身原因导致的化学、温度裂缝。
根据以往泵站施工的实践经验可知混凝土裂缝经常出现于泵站工程的流道、地板砖、挡水墙等大体积混凝土结构，在这些结构中，最容易诱发裂缝的是流道和底板。
2.2裂缝的成因
导致混凝土裂缝产生的因素有各种各样，较为常见的因素有混凝土材料（表现为化学收缩、温度变形）；施工工艺、安排及环境；结构设计（主要为不均匀沉降）等因素。
2.2.1混凝土材料原因
混凝土材料选取不严格将极易导致裂缝的产生：水泥受潮；因为温度过高导致的不正常凝结，水泥含量大的混凝土将会引发收缩裂缝；如存在太高的碱含量或游离CaO、MgO均可导致异常膨胀；使用了超强或早强的水泥将会受混凝土的早期脆性较大因素影响而引发裂缝；如采用线膨胀系数过大、清洁度较差、砂率和细度模数大小不均、弱包裹层、含泥量较高、骨料级配不良等情况的粗细骨料，采用碱活性骨料或风化岩石等，以上种种因素均会对泵站混凝土抗裂性能、强度产生严重影响。此外，如使用了不匹配（或不当）的外加剂、水泥、矿粉、硅灰等掺合料的掺量不当等也将会令混凝土引发裂缝。
在施工较大体积的混凝土结构时，由于水、粉煤灰、水泥则会在混凝土固结期间产生巨大的水化反应，从而会有大量的水化热被释放出来，此时，内部将会有大量的热量积聚但又不容易散发，从而导致内部温度骤然上升；但外部却因为有大面积的表面可与外界进行接触、因此可以迅速地散发出热量；最终内外部将会产生比较大的温差，由于受到热胀冷缩的不同程度影响，将会使混凝土产生拉应力。到了混凝土固结的后期，内部产生的水化热则会逐渐的减少、积聚的热量将会得以散发，最终到稳定的温度。此时，因为受到原有的基础和混凝土的约束影响，内部则会出现拉应力，当上述的拉应力超过了混凝土的抗裂能力极限值之后，就会产生裂缝。
2.2.2施工工艺、安排及环境原因
关于导致泵站裂缝的施工因素：
施工工艺因素：坍落度较大，振捣不实，骨料泌水、下沉；混凝土的拌合时间不够或不均匀；不牢固的钢筋搭接，且预埋件、钢筋遭受到了扰动，钢筋保护层厚度不足；过早的拆除模板、支撑出现沉降、漏浆、渗水或变形；滑模工艺塌陷或拉裂；在混凝土硬化前发生荷载遭受扰动等，以上种种因素均可有可能促使裂缝的产生。
施工安排因素：混凝土浇筑安排不合理均可促使裂缝产生：如连续浇筑过程间隔的时间过长，接缝处理的不恰当；浇筑分块、分缝、分层不合理等。浇筑前期、中期未采取有效措施严格控制出机口混凝土温度及浇筑温度，后期未能够及时采取应有的保湿、保温等有效养护措施，亦未采用有效措施内部降温以缩小混凝土的内外温度差。
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施工环境因素：施工环境也可引发混凝土裂缝，如施工过程中没有根据季节交替、天气变化时候的气温、湿度来采取对应的有效措施以控制低温、高温和剧烈干燥等各种不利情况的冲击，那么则会令混凝土呈现弹性应力状态；雨天浇筑混凝土，则会极大地改变其水灰比；养护期未采取有效措施，使混凝土遭受急剧冻害或干燥；这些均会导致混凝土产生裂缝。
2.2.3结构设计原因
由于泵站大多建于滨河地区，其基础常处于土质不均、含水量及孔隙较大、承载力不高的软土地基和中积淤土层上，如设计没有对地基采取有效处理措施，则会导致整体结构出现不同程度的不均匀沉降，最终导致裂缝产生。
2.2.4泵站施工常见混凝土裂缝成因及危害
出水流道的裂缝原因主要受温度应力过大、施工质量差影响导致；底板裂缝产生原因主要是由于温度应力、基础的不均匀沉陷以及突然断流产生的水击力或拍击力而引起；电机大梁裂缝大多是出现在运行期间，主要是因为机组的振动及不均匀沉陷引起；挡水墙及其它部位裂缝产生的原因主要是由于内外环境变化而引起。其中出水流道及底板裂缝对泵站质量安全危害最大，其他部位相对而言危害略小，具体需视裂缝实际情况而定。
3.泵站施工混凝土裂缝的预防
裂缝的主要预防措施，应从结构设计、材料选取、施工质量等方面加以考虑。
3.1结构设计预防措施
设计时应根据地质条件、结合现场实际条件，对建筑物的基础、构造等进行科学的设计：如应尽可能将工程设置在地基承载力大的地方，对地基承载力差的地基采用灌注桩等有效处理措施进行处理，从而避免不均匀沉陷，确保上部结构少出现裂缝。优化结构设计，防止由于结构设计不科学引起其它结构裂缝：设计时应结合工程现场实际情况，在确保结构的稳定性的质量安全前提下，适当调整结构刚度，对大体积混凝土进行科学削减，如在墩墙、底板等大体积的混凝土部位，可考虑用预制块和浆砌石替换部分混凝土，使水泥用量减少，减少水化热，令温度变化幅度减少，从而降低混凝土发生结构开裂的风险；对于流道与墩结合部位等应力集中的部位，可以密布细筋，用于抵抗温度变化产生的应力。在设计时，应将抗渗、抗冻标号等混凝土的耐久性要求等作为配合比关键指标，并明确必须经过试验室试验优化后，再最终确定混凝土的配合比。
3.2混凝土材料预防措施
如果要选用像普通硅酸盐水泥，矿渣水泥等这类低水化热的水泥品种，应当在满足混凝土强度、耐久性一级易性的前提下，优化骨料级配，从而保障材料等品质，进而大力减少混凝土等发热量。与此同时，还可以采用有优质粉煤灰和高效减水剂的材料，从而减少水泥的用量，并且可较大提高混凝土的指标性能。如条件允许，采用现场自拌泵送混凝土，能有效的控制混凝土的质量；如采用商品混凝土，则提前与供应商明确定制要求，并确保在运输过程中不得发生分离、漏浆，泌水等现象。以上措施可提高混凝土抗拉强度，提升混凝土材料的抗裂性能。
3.3施工质量预防措施
3.3.1控制施工工艺，提高抗裂能力。
我们通过控制混凝土的铺料，振捣等程序，可以达到增强混凝土抗裂能力等目的。也通过控制模版支立等方式保护混凝土厚度。然后，我们可以根据泵站的使用功能，实行分块浇筑混凝土，从而科学的利用施工裂缝对结构整体进行合理划分，然后分别进行浇筑。除此之外，对采用大体积混凝土的流道、墩墙等这类结构，可通过先进行砌浆块石墙或者先行浇筑一期混凝土芯墙，再加预埋插筋等措施，从而确保减少大体积混凝土的发热量，进而避免温度裂缝。
对混凝土浇筑的温度，我们应当采取有效的降温措施，比如，冰水拌合，加冰等方式进行降温。在我们对大体积的混凝土进行浇筑的时候，要通过内部埋设冷却水管的方式将混凝土内部产生的水化热及时的带出。除此之外，混凝土施工应当尽可能的安排在春秋季，比如在冬季和夏季进行施工的时候，要采取混凝土季节进行施工。
混凝土浇筑完成后，需及时根据环境变化采取对应的有效的温控养护措施，延长拆模的时间，加强混凝土保温以及保湿养护。除此之外，也要对底板，流道层等部位采取塑料膜加工布覆盖的保温保湿措施；也要在墙体浇筑完成后，覆盖土工布；最后在夏季进行洒水养护工作。
4.结语
泵站工程混凝土的裂缝形成原因多种多样，受到各种因素影响，无论哪种裂缝均可能极大威胁泵站质量安全，故在泵站工程实施前就必须进行科学论证，制定合理的设计、组织严密的施工，才能够确保尽可能的避免裂缝的出现，从而确保泵站质量安全，最终确保人民生命财产安全。
参考文献
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论文作者:余时倩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/7
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 泵站论文; 温度论文; 成因论文; 措施论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;