摘要：船闸是目前应用最广泛的通航建筑物，船闸开裂现象非常普遍，船闸大体积混凝土产生裂缝会严重影响船闸结构的耐久性，认真分析船闸大体积混凝土裂缝的原因，采取有效措施进行控制具有重要作用。
关键词：船闸工程；大体积混凝土；裂缝成因；预防措施
引言
船闸工程一般闸室底板面积较大，又是大体积混凝土，施工质量难以控制，易出现裂缝问题。为防止船闸底板开裂，设计方面通常采取优化混凝土结构尺寸，适当提高配筋率等措施，但仍避免不了出现裂缝。
1、船闸大体积混凝土裂缝成因
1.1干缩裂缝
大体积混凝土结构的体积比较大，在混凝土浇筑施工中，内外水分蒸发量不同，其中，内部湿度变化比较小，而外部水分损失比较大，这样就容易造成混凝土结构发生干缩变形，出现干缩裂缝因此，大体积混凝土干缩裂缝的产生与其干缩程度有一定的关联，如果混凝土湿度比较低，水泥浆体的干缩性比较强，则容易产生干缩裂缝
1.2塑性收缩裂缝
在混凝土浇筑完成后，当其处于塑性状态时，容易产生塑性收缩裂缝通常情况下，混凝土浇筑完成后4-5h，水泥的水化热反应比较强，在水分的快速蒸发过程中，会产生泌水现象，导致混凝土结构失水而产生收缩裂缝一般情况下，如果天气环境比较干热，或者大风天气，则容易产生塑性收缩裂缝。
1.3温度裂缝
混凝土结构具有热胀冷缩的性质，如果混凝土结构内部温度或者外部环境发生变化，则会造成混凝土发生变形，进而产生拉应力，而如果拉应力大于抗拉强度，则混凝土结构表面就会产生裂缝。
2、船闸大体积混凝土裂缝预防措施
2.1工程概况
某船闸工程闸室采用不透水钢筋混凝土整体坞式结构，闸室总长290m，其中消力池镇静段长10m,闸室有效长度280m。闸室内总宽23.2m，净宽23.0m，闸室边墙底宽3.0m，闸室底板厚2.5m。闸室共分20个结构段，结构分段长度从上游往下游依次为（10+18*15+10） m，结构缝内设置铜片止水，并采用聚乙烯闭孔泡沫板填充。
2.2优选施工工艺
船闸底板混凝土浇筑必须注意两个关键问题，一是合理安排施工次序并严格执行，避免相邻结构段出现较明显的变形；二是混凝土浇筑工艺合理、措施得当。
在施工工艺方面，为减少混凝土表面拉应力，降低底板负弯矩，通常采用“墩底分浇、预留宽缝、后期封合”的施工方法。闸室底板根据设计按长度、宽度方向需要分块浇筑。根据设计施工缝位置，闸室底板分为两侧边墩底板及中间施工宽缝，施工应先浇筑底板和边墩，再浇筑底板施工宽缝。两侧宜对称同步进行。按设计预留底板施工宽缝，施工宽缝为二期膨胀硅，可根据规范要求在后期适时浇筑。
预留宽缝施工方法可使结构和填土的自重荷载引起地基变形发生在局部区域，能减小结构自重荷载引起的底板负弯矩，还能削弱地基对底板的约束作用，从而减小温度荷载引起的船闸底板拉应力。可见，底板宽缝混凝土浇筑尤其重要，施工不当，就会造成底板出现裂缝。
宽缝混凝土浇筑的时机应选择好：（1）底板宽缝硅浇筑一般控制在各分块底板浇筑60天以后（结构完全稳定后）；（2）底板宽缝浇筑需要待闸墙及边墩沉降基本稳定后施工；
（3）宽缝浇筑宜在气温较低时浇筑，但不宜过低，温度过低会影响膨胀效果。若进度允许可选择春、秋季施工。宽缝施工前15天应进行沉降观侧，每天观侧一次，并绘制沉降曲线，直到边墩沉降基本稳定后（连续10天昼夜沉降平均速率小于0.1mm/d,累计沉降不大于1mm）。
宽缝浇筑前按要求对基础面、施工缝进行处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆施工缝的处理应清理覆盖物和表面松动的混凝土层（乳皮）；对接触面进行凿毛处理，使表层石子半露，并用高压水枪清洗干净；浇筑前保持宽缝两侧混凝土充分湿润；浇筑前清理宽缝，保证无积水和残渣。
混凝土施工期间，严格控制坍落度及坍落度损失量，严禁超出规定范围，严格按照初凝时间或温控要求控制浇筑间隔时间，避免出现冷缝。混凝土浇筑要严格按照规范施工进行平仓、振捣。振捣要密实，防止漏振。分层振捣时振动器应插入下层混凝土中不少于50mm，以使上下层有效结合成整体避免出现施工缝。
2.3混凝土浇筑温度控制
（1）高温时段施工
在夏季炎热天气浇筑混凝土时，骨料温度较高，考虑拌和、运输、浇筑升温，可采用制冷水及加冰拌和等措施将浇筑温度控制在26℃左右。夏季应尽量选择早、晚气温较低时浇筑。因为砂、石、水的温度受气温影响，在胶材温度一定的情况下硅浇筑温度主要取决于环境温度，因此选择适当的时间浇筑硅比较重要。
热天施工出机口温度控制可采取以下措施：①利用温度较低时段施工，避开中午高温时段；②在水泥筒仓外表面采用遮阳布进行遮挡；新进水泥在筒仓内放置至少一天时间，确保其降至常温后使用；③在骨料堆场设置遮阳棚避免暴晒；④粗骨料设置地下水喷淋系统对其降温；⑤采取冷却系统制冷水或加冰拌和混凝土。夏天浇筑温度控制措施：①提高混凝土浇筑能力，缩短暴露时间：②缩短混凝土运输时间：③对混凝土运输车进行降温、遮晒。在运输车在运输混凝土过程中进行覆盖；在每工班开始前、施工过程中对运输车的车厢进行淋水降温。
（2）气温较低时段施工
冷天施工，气温较低，原材料不须采取降温措施，但要控制混凝土入模温度不低于5℃。①冬季硅浇筑时尽量选择在白天进行，避免夜间低温时段；②采用帆布对料场进行遮盖；③缩短硅的运输时间低温时运输车设遮盖；④硅浇筑过程中对暴露面进行遮盖；⑤硅浇筑完毕后及时覆盖保温，并推迟拆模时间，防止冷击，并不使用冷水养护。
2.3混凝土内外温差控制
通过埋设冷却水管，通冷却水降低混凝土的温峰值是大体积混凝土施工中常见的有效温控措施。通水冷却有利于减少底板早期表面应力及后期内部应力。通水冷却的效果受水管排列方式、管径、管间距、管长、水温、流量等因素的影响。其中控制管间距是最有效的控制冷却效果的手段。但需要注意内部早期降温幅度过大，易引起较大的应力。冷天在冷却水源方面，建议采用底层河水进行冷却。
设置冷却水管的硅自浇筑时起，浇筑混凝土前先进行通水试验，冷却水管内须立即灌入冷却水，连续通水15天（高温时段施工通水时间宜再延长一周），通水流向一天一换，且在开始7天内，需控制水温，使混凝土内表温差不得大于25摄氏度。
通水过程中对水管流量，进出口水温度、侧温孔温度每隔1-2小时侧量，记录一次。根据侧得的温度可以得出最高内部温度、升温速率、内表温差及降温速率。如发现异常情况，应根据侧温结果和外界环境温度变化的实际情况缩短温度侧量时间，并及时采取下列措施：①最高温度偏高可采取加大冷却水流量、降低冷却水温度的措施，但注意控制冷却水温度在比混凝土中心温度低10~25℃之间。②内外温差偏高，可加大通水流量加强内部降温，并增加保温层厚度以加强外部保温。
大体积混凝土由于内部水泥水化热难以释放，必然会产生高温，为了保证混凝土施工质量，必须对混凝土内部温度及其发展变化情况加强监侧，通过监侧及时完善温控措施，确保温度应力不超过混凝土的抗拉强度，从而避免出现温度裂缝。温度控制标准为：①硅浇筑温度不高于30℃,不低于5℃；②硅内表温度差不宜大于25℃； ③砼内部最高温度不高于70℃；④硅块体降温速率不大于2℃/d；⑤冷却水的温度与硅内部温度之差不超过25℃。
结语
综上所述，通过结合实例，对船闸裂缝的成因进行分析，从而提出施工过程中的合理控制等措施，以实现对船闸混凝土裂缝的有效控制。
参考文献
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[2]任强. 船闸工程大体积混凝土裂缝控制及对策[J]. 山西建筑，2017，21：110-111.
论文作者:王杨
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/28
标签：混凝土论文; 船闸论文; 底板论文; 裂缝论文; 温度论文; 体积论文; 措施论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;