简述船闸闸室墙裂缝成因分析与防治措施

鲍颖杰 李 军

(宁波交通工程建设集团有限公司，浙江 宁波 315020)

一 工程概况

杭甬运河杭州段第一合同段工程船闸主体工程，由宁波交通工程建设集团有限公司承建。船闸主体工程由上下游翼墙、上下闸首及闸室组成，建设规模为500吨级内河船闸。

二 闸室结构特点简介

闸室总长200米，共14分段。闸室为不透水分离式钢筋混凝土双铰底板，重力式钢筋混凝土墙身，闸室墙高5.8m，闸室底板厚1.0m，混凝土标号C25。闸室的分段和闸室底板的分块均设铜片止水。

三 施工情况

根据建设四方共同协商确定，决定先进行14#闸室墙身(与下闸首连接段)的试验段施工，混凝土浇筑时间在边底板浇筑后第15天(2004年7月)。

1.施工范围：墙身1#，该次浇筑方量在105方左右。

2.模板：均采用定型钢模板，钢板厚度3mm，现场拼装而成。

3.设计配合比如下表。

4.砼浇注：现场布置两套搅拌站(带自动计量系统)，采用HBT60型砼输送泵输送入模。按照施工组织设计，分层浇注混凝土，砼振捣梁部分采用插入式振捣棒振捣。

5.养护：模板拆除后立即覆盖土工布洒水养护并委派专人负责。

6.温度跟踪：为研究混凝土浇注后内外温度的变化情况，我部在闸室墙身砼浇注时进行温度跟踪观测，具体方法如下：①温度监控位置为离墙身1m处，温度跟踪仪探头的位置;②温度监测的频率为：从砼入模起就开始观测;在水化热上升期为每间隔2小时1次;待水化热开始回落后每间隔4小时1次;等内部温度趋向平稳时停止观测。

四 后续观察及裂缝分布

拆模后定期对混凝土的外面进行观察，模板拆除第5天观察到墙身迎水面有2条细微裂纹出现，距离底板约1米左右，裂缝长0.45m，裂缝宽0.06mm，等观察到第12天，共累计出现4 条裂缝，长度0.9 ～1.5m 不等，宽度0.09m ～0.20mm。

五 裂缝成因

经现场观察、测量，结合以往其他观测项目的大体积混凝土裂缝的相关情况，建设四方的的综合分析认为，闸室墙身的裂缝属于温度应力产生的温度裂缝。

大体积混凝土的开裂，从根本上是由于混凝土结构与结构之间、结构与基础之间或结构内部不同部位之间的温度应力超过混凝土的抗裂能力而产生的。由于约束的存在，混凝土中水泥水化热温升引起结构的温度变形收到约束而产生的温度应力，当温度应力超过混凝土的混凝土的抗裂能力时变成生开裂。

通过混凝土内部温度跟踪观测表明，在水化热高潮时，混凝土内外最大温差近60℃，内外温差过大，导致混凝土产生裂纹。

六 裂缝防治措施

(1)选用合适的原材料。①水泥宜选用中地热水泥;②宜选用线膨胀系数较小的骨料;③必要时可掺用纤维提高混凝土的抗拉强度。

(2)优化配比。①在满足设计和施工要求的情况下，适当减少混凝土配比中的水泥用量;②在综合考虑混凝土耐久性的前提下，适当增加粉煤灰的掺量。

(3)降低混凝土的浇筑温度。①尽量避免夏季浇筑混凝土;如夏季施工，则在骨料堆场搭设遮阳棚，浇筑前洒水，尽量在夜间、清晨等温度较低时候施工;②选用温度较低的拌合水，必要时可参加冰屑;③混凝土在运输、浇筑过程中，防治暴晒，混凝土的入模温度控制在30℃以下;④冷天施工时，混凝土入模温度不低于5℃，浇筑后必须采取保温措施。

(4)钢筋配置较少的混凝土埋设块石。①选用质地优良的块石，呈方形，长短边之比不大于2;②块石立放于混凝土层上;③所埋设的块石与混凝土结构表面的距离需满足一下要求，有抗冻要求的距离不大于30cm，无抗冻要求则不大于10cm。

(5)在混凝土降温阶段采取保温措施。①在寒冷季节适当延迟拆模时间，拆模时避免混凝土受撞击、敲打，拆模后用土工布及时覆盖;②在已浇筑混凝土基础上浇筑新混凝土时，两次浇筑时间尽量缩短，不宜超过10天。

(6)施工工艺调整。①新老混凝土交接面严格凿毛，浇筑前在老混凝土面上铺设一层沙浆;②严格按照规范要求的分层厚度浇筑;③采用二次振捣，在凝结前的适当时间再重复进行二次振捣，增强混凝土密实性，提高混凝土的抗裂性。④在上下施工缝之间配置钢筋，提高混凝土的抗裂能力;⑤加强混凝土养护，养护时间不得少于14天。

七 结语

船闸大体积混凝土的抗裂和控制是一个十分复杂的涉及材料、工艺、环境、设计等综合性的问题，通过采用上述设计、施工的综合性措施，在后续的施工中有效地预防和控制大体积混凝土的开裂问题，并在交工质量鉴定得到了质监、设计及业主等各方专家的一致认同，混凝土观感评分达到了90.7%，取得了良好的社会效益和经济效益。