摘要：随着混凝土技术发展及混凝土结构日趋复杂，水利工程施工过程中常出现各类裂缝。如何有效避免裂缝的产生已越来越为工程技术人员所关注。本文针对环太湖大堤加固工程（浙江段）施工过程中大溇闸检修平台和徐家港闸内河侧翼墙裂缝产生原因作定性分析，并提出预防措施，为以后工程设计、施工借鉴参考。
关键词：混凝土结构；裂缝；预防措施
1 引言
随着混凝土技术发展及混凝土结构日趋复杂，水利工程施工过程中常出现各类裂缝。由于水工混凝土建筑物的类型、作用、所处的环境、采用的原料等各不相同，水工混凝土结构产生裂缝的原因较复杂，主要有荷载作用引起的裂缝和变形作用引起的裂缝。下面针对环太湖大堤加固工程（浙江段）施工过程中大溇闸检修平台和徐家港闸内河侧翼墙裂缝产生原因作定性分析，并提出预防措施。
2 工程概况
环太湖大堤加固工程（浙江段）位于浙江省湖州市，堤防全长49.21km，其中长兴段22.68km，湖州段26.53km，大堤沿线共有18座节制闸需原位或移位重建。
节制闸均为单孔，孔口尺寸为4.00m（或5.00m）×4.00m（宽×高），工作闸门为平板钢闸门，采用卷扬式启闭机进行启闭，闸门检修平台高程4.50m，上设启闭机室，启闭平台高程为11.00m，启闭机室旁设旋转楼梯通往启闭平台。节制闸由与太湖大堤连接段、闸前护坦段、闸室及交通桥段、闸后护坦段、与内河连接段共6部分组成。
3 大溇闸检修平台裂缝原因分析
3.1 裂缝发展简介
大溇闸为单孔闸，孔口净宽4m，检修平台高程5.70m，基础处理采用Φ800钻孔灌注桩。5.70m高程平面裂缝位置示意见图1。
大溇闸检修平台以下部分砼于4月份初浇筑完成，在养护过程中，未发现裂缝；直至7月底在闸室楼梯间段右侧闸墩上部中间部位发现首条裂缝，长度约1m，裂缝宽度细小，平台上亦有若干细小裂缝。随着时间的推移，闸墩开始出现裂缝，随后逐渐发展为通长缝，并有贯通迹象。闸墩外侧裂缝向下延伸至约3.0m高程（上下仓砼分界处），裂缝最大宽度约1mm。
3.2 裂缝原因分析
水闸基础底面至检修平台高6.2m，顺水流向长度13.5m，闸墩顶宽1.5m，混凝土体型较大。经查发现裂缝仅局限于3.0m高程以上左闸墩及平台位置，没有沿闸墩向下朝底板方向发展，经抽干积水仔细检查底板未发现裂缝，因此，可以排除基础不均匀沉降原因。
大溇闸所用混凝土为泵送商品混凝土，浇筑过程中要求有较大的流动性，同标号砼相应的配合比水泥用量增加，骨料粒径有所减小，一次性浇筑混凝土用量大，导致混凝土在浇筑成型过程中内部积聚大量水化热。本工程混凝土施工没有采取相应的降温冷却措施，墙后回填土施工速率过快，在温差、外压作用下易产生表面裂缝。另外，混凝土在硬化时会发生体积收缩，当混凝土收缩受到约束而不能自由变形，势必在混凝土内部产生应力。当应力达到一定值时，混凝土将被拉裂。因此，混凝土收缩也是裂缝产生的原因之一。
闸墩只在门槽侧配筋，背水面未配构造筋，也在某种程度上未起到制约裂缝的产生。
对于大流动性泵送混凝土，浇筑工艺和养护方法很重要。而现场看到上下仓砼搭接部位粗糙，砼振捣不密实，施工缝明显，浇筑完后未采取相应的养护措施，经历一个盛夏时节，混凝土温度变形及收缩变形是产生裂缝的主要根源。
经综合分析，大溇闸检修平台裂缝主要为施工方式、养护措施不当引起大体积砼温度和收缩变形产生的裂缝。
3.3 预防措施
（1）可以采用低水化热水泥，掺加粉煤灰拌和料及减水剂，降低混凝土的入模温度，控制混凝土的坍落度、配合比及骨料的级配，添加减缩剂，减小分层浇筑厚度等方法来降低水工混凝土结构中张拉应力的增长速率和大小，也可以掺加纤维材料来提高结构的抗裂性能。
（2）应该加强对混凝土成型后的养护，有条件的可以在混凝土内部埋设冷却管道等措施以散热。
（3）闸墩背水侧配置适量结构筋。
（4）分层填筑闸墩背水侧回填土。
4 徐家港闸内河侧翼墙裂缝原因分析
4.1 裂缝发展简介
徐家港节制闸为单孔闸，孔口净宽5m，检修平台及挡墙顶高程5.70m，闸室基础处理采用Φ800钻孔灌注桩，翼墙为重力式素砼挡墙，基础处理采用Φ600钻孔灌注桩。5.70m高程平面裂缝位置示意见图2。
裂缝位置位于徐家港节制闸内河侧东边翼墙圆弧段中部，裂缝形状由上至下纵向发展，裂缝宽度为5～0mm，高度方向长约4m，由上向下逐渐尖灭。裂缝出现于翼墙背侧回填土施工作业期间，初始裂缝细小，墙后土回填到位后裂缝有进一步扩展趋势。
4.2 裂缝原因分析
翼墙施工完成之初，未发现裂缝。在后期翼墙背水侧回填土施工作业过程中，挡墙圆弧段中部开始出现纵向细小裂缝，并逐步延展，宽度加大。经检查，翼墙底板没有裂缝，同样可以排除基础不均匀沉降原因。
裂缝位于翼墙圆弧段中间应力相对集中部位，设计墙身采用素砼，其本身抗拉强度较低，特别是在回填过程中采用重型碾压机械来回碾压荷载的作用下，大大提高了回填土侧向土压力，且施工速率大，这是导致翼墙圆弧段中部混凝土拉应力超过抗拉强度产生裂缝的主因。
另外，施工单位将回填土改用了石碴，其粘聚力为零，但内摩擦角较大，土体侧压力较粘土大，一定程度上增加了墙身混凝土的拉应力。还有施工回填土作业没有按规范要求分层填筑，施工班组存在野蛮施工情况等，对裂缝的产生也有一定的影响。
经综合分析，该裂缝主要由施工作业过程中机械附加荷载和施工不规范原因所致。
4.3 预防措施
（1）翼墙平面布置长度20m左右，特别是布置圆弧段的在易发生应力集中的部位设计时宜设置伸缩缝。
（2）翼墙外侧适当配置细而较密的构造钢筋，使应力分布尽可能均匀。
（3）设计图中或交底时应明确或强调回填土要求及回填速率。
5 结论
实际工程中虽然混凝土的裂缝不可避免，但也是可以预防的。设计中应注重细节，施工时采取必要的措施可以将裂缝控制在允许范围内，使其危害程度降到最低，以保证水工建筑物的安全、稳定运行。
参考文献：
[1]中华人民共和国水利行业标准.SL265-2016.水闸设计规范[S].北京：中国水利水电出版社.
[2]周增柱，邵繁盛，张新磊.水工混凝土早期裂缝的成因与防治[J].内蒙古科技与经济，2009，181（3）：304～305.
论文作者:邵繁盛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
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