云峰大壩補(bǔ)強(qiáng)混凝土裂縫分析及預(yù)防措施

云峰大壩補(bǔ)強(qiáng)混凝土裂縫分析及預(yù)防措施

    摘要:摘要:混凝土裂縫不僅影響了混凝土的外觀,還破壞了混凝土的整體性,而且后續(xù)的裂縫修補(bǔ)工作也相當(dāng)麻煩,所以防止裂縫是混凝土施工中非常重要的工作,本文對(duì)云峰大壩擋水壩面下游面補(bǔ)強(qiáng)加固工程混凝土裂縫進(jìn)行了敘述,通過對(duì)本工程影響混凝土裂縫主要因素的分析和認(rèn)識(shí),針對(duì)影響混凝土裂縫原因制定和實(shí)施了一系列的混凝土防裂措施,實(shí)踐證明措施有效,效果良好。
    關(guān)鍵詞:大面積補(bǔ)強(qiáng)混凝土 裂縫 溫差 措施
    1.工程概況
    云峰水電站位于吉林省集安市境內(nèi)。是一座以發(fā)電為主,具有綜合效益的混合式開發(fā)電站。大壩為混凝土寬縫重力壩,由擋水壩段和溢流壩段兩部分組成。最大壩高113.75m,壩頂長(zhǎng)828m,上游壩坡1:0.20,下游壩坡1:0.63,壩頂高程321.75m。大壩由55個(gè)壩段組成,編號(hào)自左向右排列。大壩所在地屬大陸性氣候,年內(nèi)氣溫變化較大,冬季極端氣溫-42.0℃,夏季極端最高氣溫39.5℃,年平均氣溫6.3℃,壩面混凝土所處環(huán)境一年內(nèi)日照頻次多,正負(fù)溫度交替頻繁。
    2002年3月對(duì)擋水壩段下游壩面進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),施工方法是將擋水壩段壩面混凝土用無聲破碎劑開挖鑿除60cm后,再補(bǔ)澆60cm厚的鋼筋混凝土�；炷�土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C20F200,補(bǔ)強(qiáng)混凝土均為大面積薄層受基礎(chǔ)約束的混凝土,而且基礎(chǔ)老混凝土彈性模量均很高,基礎(chǔ)約束力大�；�
    式采用滑模通倉連續(xù)澆筑,混凝土板長(zhǎng)70~80米,寬12~18米,養(yǎng)護(hù)方法采用長(zhǎng)流水邊施工邊養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期28天。新老混凝土連接采用垂直壩面插入Ⅱ級(jí)Φ22鋼筋,間距3.0m*1.5m梅花型布置,錨固深度2.5m,外露40cm,鋼筋網(wǎng)用Ⅱ級(jí)Φ16鋼筋綁扎連接,縱橫間距25cm。鋼筋保護(hù)層厚度20cm。
    2.裂縫原因分析
    2.1裂縫調(diào)查
    2002年7月19日對(duì)第一塊混凝土55#壩段開使?jié)仓?8天后底部先澆的混凝土開始裂縫,初步認(rèn)定為溫度裂縫,并針對(duì)裂縫做了大量細(xì)致的工作,以施工工藝和原材料降溫等措施。而后,澆筑第二個(gè)壩段53#壩段時(shí),裂縫仍然存在,經(jīng)過同甲方和監(jiān)理共同協(xié)商,在澆筑的第四個(gè)壩段54#壩段加進(jìn)口防裂纖維,以及在第五個(gè)壩段10#壩段加國產(chǎn)防裂纖維,在這期間還做了許多溫控措施,如給拌和站料斗加防雨防曬棚,給粗骨料堆灑水降溫,拌合水采用水庫深部冷水(10℃左右),以降低混凝土的出機(jī)口溫度,結(jié)果裂縫仍然較多,效果并不顯著。
    2002年先后對(duì)55#、56#、53#、54#、10#、12#、9#壩段混凝土澆筑后出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì),結(jié)果見下表1
    表1 2002年混凝土裂縫調(diào)查統(tǒng)計(jì)表
    序號(hào)
    壩段
    澆筑日期
    平均氣溫
    (℃)
    數(shù)量
    (條)
    縫長(zhǎng)(m)
    間距(m)
    最大
    最小
    平均
    最大
    最小
    平均
    1
    56#-1
    8.18~8.25
    20.0
    11
    11
    2.41
    5.22
    7.3
    1.55
    3.09
    1
    56#-2
    9.8~9.10
    20.1
    2
    55#
    7.19~8.1
    23.4
    23
    15
    3.59
    12.22
    5.0
    1.02
    2.72
    3
    54#
    8.29~9.9
    19.5
    30
    12
    5.77
    11.07
    5.0
    1.02
    2.16
    4
    53#
    8.3~8.14
    20.5
    30
    15
    9.26
    12.59
    5.0
    0.98
    2.31
    5
    12#
    9.26~10.6
    13.2
    27
    15
    4.17
    9.83
    6.18
    1.08
    2.55
    6
    10#
    9.12~9.23
    14.6
    19
    15
    7.18
    11.62
    7.29
    1.38
    3.53
    7
    9#
    10.6~10.17
    9.5
    19
    15
    4.45
    11.45
    4.92
    1.09
    2.62
    根據(jù)調(diào)查,裂縫密度以54#、53#壩段最大,依次為12#、9#、55#、56#、10#壩段,除水平裂縫外個(gè)別壩段還出現(xiàn)1~2條不規(guī)則的豎向裂縫,豎向裂縫長(zhǎng)度為0.5~2m不等。所有裂縫寬度均在0.4mm以下。
    2.2裂縫原因分析
    2.2.1溫度
    同監(jiān)理和甲方進(jìn)一步研究,認(rèn)為裂縫是澆筑溫度導(dǎo)致的可能性較大,而后澆筑的12#壩段時(shí),正是9月下旬,氣溫、混凝土的出機(jī)口溫度、入倉溫度都很理想,可裂縫仍然存在。另外,還有一種溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差引起的,例如混凝土遭受寒潮侵襲、夏天混凝土經(jīng)陽光暴曬后突然下雨、氣溫晝夜溫差大,都會(huì)使混凝土內(nèi)部與表層產(chǎn)生很大溫差,混凝土表層溫度下降,而內(nèi)部溫度基本不降,這樣內(nèi)部混凝土對(duì)表層混凝土起約束作用,同樣會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫。
    2.2.2粉煤灰
    在9#壩段澆筑時(shí),考慮到摻粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度低的原因,所以分別做了4個(gè)不同配比試驗(yàn),為提高混凝土的早期強(qiáng)度,其中選用了兩個(gè)不摻粉煤灰的配比,幾天后已發(fā)現(xiàn)底部摻粉煤灰的混凝土有裂縫,不摻粉煤灰中上部也發(fā)現(xiàn)裂縫。實(shí)驗(yàn)證明在本工程中摻與不摻粉煤灰的混凝土對(duì)裂縫影響區(qū)別不大,不是影響裂縫的主要因素,相反,混凝土中摻入一定量粉煤灰可起到降低水泥水化熱,節(jié)約水泥用量的作用。
    2.2.3水泥
    水泥熟料中少量的Mgo在混凝土硬化后期緩慢水化產(chǎn)生的微膨脹作用,可以起到補(bǔ)償混凝土后期降溫階段的體積收縮,而并不破壞混凝土結(jié)構(gòu),從而起到減少或避免混凝土裂縫的作用。本工程混凝土采用的是撫順?biāo)�泥廠生產(chǎn)的中熱大壩525#水泥,該水泥中的Mgo含量較高(國標(biāo)規(guī)定的允許范圍內(nèi)),從而起到了微膨脹的作用,對(duì)防止裂縫有較好的作用。
    2.2.4滑模
    滑模主體為桁架式鋼結(jié)構(gòu),規(guī)格為15 m *1.25 m *1.25m,自重3噸,再加上滑模上的施工人員和施工器具、滑模在爬升時(shí)的沖擊力,重量之大可想而知。因此滑模對(duì)混凝土有一個(gè)較大的側(cè)壓力,滑模在上升過程中與混凝土之間必將產(chǎn)生很大的摩擦力,難免對(duì)混凝土造成拉傷,混凝土受拉,而此時(shí)粉煤灰混凝土的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,抗拉強(qiáng)度很低,混凝土在硬化過程中產(chǎn)生裂縫,這樣給混凝土防裂帶來不利影響。
    2.2.5養(yǎng)

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