中国水利水电第三工程局有限公司 陕西省西安市 710024
摘要：面板裂缝现象经常会出现在砼面板堆石坝项目中，对坝体的可靠性、完整性以及结构安全有着严重影响，其中结构性与非结构裂缝是引起坝体裂缝的主要原因，因为裂缝的原因不同，所以要使用的防治技术也不同，只有这样才能对坝体裂缝问题进行有效解决。为此，文章将对堆石坝混凝土面板裂缝成因进行分析，然后针对裂缝的主要成因，提出相应的防治技术。
关键词：堆石坝；混凝土面板；裂缝成因；防治策略
前言：
随着一批又一批的面板堆石坝的兴起，推动了相关的理论研究以及施工技术的发展，其工程实践经验十分丰富。但是值得探讨的是，混凝土面板堆石坝仍存有诸多关键的技术问题，譬如因为受结构性与非结构裂缝的影响而使坝体产生裂缝，进而对坝体安全造成影响等，为此，文章将对堆石坝混凝土面板裂缝成因进行分析，然后针对裂缝的主要成因，提出相应的防治技术。
1裂缝原因阐述
1.1结构性裂缝的影响因素
结构性裂缝产生的原因在于外力影响面板而造成的，重点是坝体自重及浪压力、水压力等其他荷载影响下导致坝基出现其它方向位移，或不均匀沉降现象，进而引起坝体变形，致使面板架空，荷载作用引起裂缝。
站在宏观的角度来看，柔性体主要为堆石，刚性体主要为面板，面板的可靠性受堆石体变形的干扰，所以，有必要确保面板和堆石体的协调变形。就受力来说，水压力属于面板主要承受的负载，通过垫层的摩擦阻力和支撑力来平衡面板，堆石的变形会影响堆石上的垫层，并会发生应变，并且面板的内部应力也会出现重组，甚至出现结构性裂缝。
1.1非结构性裂缝的影响因素
1.1.1面板温度裂缝的影响因素
砼面板之所以会产生变形是因为受温度影响，又受外界及内部各种约束、限制。在此种情况下，砼的抗裂强度会被超越，从而出现裂缝，而主要的原因在于约束条件、温差值大小，因为实际工程不同，所以约束条件也有所不同，通常裂缝影响温差的详细情况主要有以下两点：
⑴季节性温差。重点是指砼固结温度与使用过程中面板最低温度差。季节性温差引起的砼面板变形重点是受面板摩阻力与垫层摩阻力约束导致的裂缝，对于砼面板内部各质点（内部温度梯度派生）之间的约束力。
⑵昼夜温差。对砼内部而言，昼夜温差会使其产生一定的温度梯度，进而引起砼内部各质点之间的约束，受这种约束的影响会出现表面裂缝，在砼早期强度较低时发生的频率较多。
1.1.2面板干缩裂缝的影响因素
砼凝结期间，会逐渐脱离开多余的拌和用水量，使砼出现失水干缩，体积变小的现象。在此期间，会持续出现微观结构（水泥中各种矿物间）收缩的现象，同时与面板内部钢筋，或者面板与垫层摩阻力产生的约束互相影响，各质点间也会相互形成制约，进而表面裂缝现象会因为这种制约而产生。
2防治技术研究
2.1防治结构性裂缝的技术
2.1.1双层面板技术分析
设计面板为双层板，为减弱两层间约束、功能分离，层间设中间层，这样能对层间变形进行有效释放，对面板拉应力进行降低，进而实现抗裂防渗的目标。双层砼面板通常由沥青砼面板及普通砼面板构成。沥青砼因为极限拉应力大、变形功能好、具有较小渗漏系数、容易维修、具有耐久性，所以在防渗抗裂中应用的频率比较多；而降低摩阻力、对上下层间的约束进行消除，进而抵消变形的是中间层的作用；将面板总体刚度提升是普通砼面板的作用。
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2.1.2面板科学配筋、分缝
张力区域的面板应设计为窄板，宽板应用作压力区的面板，设置分缝，将拉伸接缝设置在拉伸区域中，将压力接缝放置在压力区域中。合理地在压力接缝之间填充材料，以防止面板因压力而升翘。除此之外，将钢筋科学、合理地布置在面板受拉区、压应力相对较大区域，以对面板总体强度进行提升，特别要提升其抗拉强度。
2.1.3将堆石填方压实密度提升
对于堆石的压实密度，应使用重型压实工具使整体变形模量最大，以减少大坝的不均匀沉降率和变形率。另外，间隔平衡应该得到高度重视，主堆石区的压实标准不应高于下游堆石区，同时二者变形模量之差不应太大。
2.1.4坝体留有一定的预沉降期
在面板施工之前，应留一定的时间，使坝体预先出现一定的沉降，进而对后期的不均匀沉降进行减少，从而避免因为后期沉降而发生面板结构性裂缝，这样还能对面板脱空及结构性裂缝的出现率进行有效降低。可将这一时期成为预沉降期，一般情况下，这一时期最少要90天。
2.2防治非结构性裂缝的技术
2.2.1高度关注面板砼原料及配合比
⑴为降低砼弹性模量，提升砼抗裂韧性，从而对砼的极限抗拉强度进行有效增强，以高效避免坝体裂缝现象出现，可通过优化砼级配的方式来实现。⑵为有效避免温度裂缝，部分可选用粉煤灰或者选用水化热低的水泥，利用降低水化热温升的方式，来对面板内外温度梯度进行有效缓和，进而避免温度裂缝。⑶为防止干缩裂缝，可使用砼减水剂对面板砼拌和用水量进行有效降低，进而对砼的干缩量进行有效减少，从而达到防止干缩裂缝的目的。⑷采用掺纤维砼。与普通砼相比，掺加钢纤维或（C3H6）n纤维，掺纤维砼的初裂强度、抗冻性能及韧性等方面均比较高，对表面裂缝的出现及发展具有有效抑制的作用。
2.2.2加强管理与控制面板施工质量
为降低温度裂缝，可通过减少面板砼的入仓温度来对基础温度进行降低的方式来实现。除此之外，面板施工过程中，对面板的保温工作、保湿工作、防风工作以及养护工作要进行严格控制和管理，进而有效控制和管理面板砼的温度变形、干缩变形，这样还能有效降低干缩应力值、温度梯度应力。为消除面板的表面裂缝，可通过面板二次压面的施工技术来实现。
2.2.3对垫层约束作用力进行降低
在面板砼建筑之前，有必要实施垫层的脱空检查，与此同时对脱空部位进行认真处理，然后对坡面进行修正，以达到施工质量平整度的要求。为降低垫层料的摩擦系数，从而减少垫层料作用于面板的剪切力的效率，应尽量防止面板钢筋插入垫层，同时将乳化沥青涂抹在垫层上，然后再浇筑面板。这时垫层对面板的约束力可看成是摩擦力，面板变形后也不会因为约束力的影响过大而出现裂缝。
结束语：
总之，文章主要对堆石坝混凝土面板裂缝成因进行了分析，然后针对裂缝的主要成因，提出了相应的防治技术。通常情况先，裂缝有非结构裂缝及结构性裂缝，非结构裂缝由温度及干缩引起，而结构性裂缝则由外力作用引起。裂缝的影响因素不同，所以使用的防治技术也不同。对结构性裂缝，可使用双层面板技术，提高堆石填方的压实密度等方式来防治，对于非机构性裂缝，可使用加强管理与控制面板施工质量，减小垫层约束作用力等防治方式，以便对砼面板堆石坝面板的裂缝进行有效防治。
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论文作者:高继军
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/14
标签：裂缝论文; 面板论文; 结构性论文; 混凝土论文; 成因论文; 温度论文; 温差论文; 《建筑细部》2019年第12期论文;