水库面板堆石坝混凝土面板裂缝的成因与处理方式分析

沙甜甜

盘州市水利投资有限责任公司 贵州省盘州市 553537

【摘要】随着我国现代工业化生产技术的不断提升，水利水电工程建设的要求也越来越严格，作为水库面板的重要施工材料，堆石坝混凝土面板板的裂缝处理一直是该工序关注的重点。本文针对堆石坝混凝土面板板施工工艺技术进行研究分析，探讨大版面裂缝处理的措施和方法，希望能够为相关工程施工单位提供参考借鉴。

【关键词】：水库面板；堆石坝混凝土面板裂缝；成因与处理方式分析

随着我国现代工业化技术的进步和发展，我国混凝土锥石坝技术已经经过了多年的实践，且形成了一套工期短、施工简单、安全性前、工程投入成本少的工艺技术。虽然我国的水库面板堆石坝混凝土面板技术有居世界前列，但是在施工生产方面依旧面临着面板开裂的问题，直接制约了该项技术的生产运用。现针对堆石坝混凝土面层裂缝成因进行分析，相关内容如下。

1.简述堆石坝混凝土面板的裂隙产生原因

从现有的建设局面来看，堆石坝混凝土面板产生的原因较多，按照裂隙的性质可以分为结构性和非结构性裂隙两大类。其中结构性问题大多是在外力影响下产生，如堆石坝面板的支撑体系、自重以及施工压力等影响下产生了不均匀的沉降和水平位移，进而导致面板和垫层发生了脱空以及裂隙，进而形成了承压能力为主的力学模型裂隙，结构性裂隙也是该工程产生后期规律性裂隙的主要原因；非结构性裂隙指得是面板受到了施工工艺、材料、温度等客观因素造成的裂隙，如混凝土面板干缩形成的温度裂隙，这种类型的裂隙问题是无法避免的。研究表示，现有的五分之四的堆石坝混凝土面板裂隙都是非结构裂隙，该裂隙问题也成为了面板裂隙主要控制的方向。如控制因为混凝土水化热引起的内外温差温度裂隙；混凝土受到外界的温度和通风影响造成表面干燥过快形成干缩问题。

2.分析堆石坝混凝土面板裂隙的原理和分布特点

混凝土的内部构成的材料较多，混凝土浇筑后会产生水化热进而导致整个体系的温度上升，当受到了外界的温度蒸发、降温影响，面板内部也会产生一定的干缩问题、温度变化导致拉应力，若超过面板的某一截面的抗拉强度时候，就会产生面板收缩裂缝，这种影响混凝土干缩的温度应力主要来源于地基约束力、混凝土自身应力两个方面。

从分布特点来看，因为混凝土的散热面结合混凝土的浇筑面积大于大体积混凝土，因而面板的水化热温度也会呈现出沿着面板厚度温度分布不均匀的问题，工作人员需要及时保养、保湿、控制温度，以此来降低干缩问题，提升温度控制质量，这部分的拉应力处理不大，也不会产生较大的裂缝贯穿问题，产生的裂缝也多为小的表面裂缝。

而从地基约束来分析，因为面板承受的约束作用远小于刚性低级的大体积混凝土，但是面板的尺寸较多，因此会在面板形成纵横两个方向的拉应力，若遇到了施工不良因素影响，可导致整个截面的抗拉强度减弱，因此整个面板也会出现被拉裂的问题，开裂后，整个面板和基础也会产生新的相容性，继续收缩导致裂缝变大，最终出现密、多、分布广的贯穿裂缝（图1所示）。

（图1 混凝土裂隙）

3.对于堆石坝混凝土面板裂缝的防治措施

实际上，堆石坝混凝土面板的裂缝产生和其特殊的施工材料、施工环境以及施工工艺有必然联系，这些因素导致了面板裂隙产生的客观性，无法完全避免裂缝产生，但是可以采用科学的防治措施降低裂缝对工程寿命、质量、耐久性、安全性的影响。

3.1做好结构性裂缝的防治

结构性裂缝的防治要点要从面板的设计、控制等多方面角度入手，针对裂缝的工程质量和内容采用科学的处理方式，进而防止面板支撑过多出现不均匀位移以及沉降问题，也能够保证垫层和面层的脱空。建议设计人员先做好坝坡的材料选择、坡度设计，按照科学的压实指标选择支撑体系结构，等到坝体沉降稳定后进行面板浇筑。如在设计时候按照设计参数选用深基坑法、质量附加法等控制施工的压实效果和参数，做好碾压管理，避免其出现沉降过大的问题；考虑到度汛的影响，在填筑时候要避免出现上下游的高差。

配置钢筋可以增加系统的柔性，降低裂缝的产生。针对此，施工单位可以先进行三维非线性有限元计算分析，分析大坝的复杂受力情况，并结合受力特点在手拉面板区域设置窄型板，并设置张性缝，受压区域面积需要采用宽型板，并设置压性缝，压性缝之间要科学设置隔缝的材料，避免因为应力过大而产生面板撬动，且要在受拉、压应力较大的区域设置双面钢筋，以此来提升面板的应变能力。

3.2对非结构性裂隙的防治措施

因为非结构性裂缝的产生原因较多，面板的非结构性防治措施也角度。首先，施工单位要针对面板的施工材料进行科学防治，如合理配置具有碱性物质的骨料，并按照规范验收混凝土的用量，预防其发生严重的裂隙，与此同时选用科学的面板混凝土配合比，建议选用水化热较少、膨胀系数较小混凝土，并在满足设计强度的情况下，降低凝胶材料的用量。

其次，降低地基的约束作用力，可在面板浇筑前在面上图上乳化沥青，让其和基层产生微小相对为，以此来抵消面板和基层的摩阻力，减少滑动影响，提升抗裂性能。

最后是采用二次压面的施工工艺，加强面板的质量监督和管控，如降低面板混凝土的入库温度，将其在5-25摄氏度，预防冷缩裂缝。

4.结语

堆石坝混凝土面板由于受到各种因素的作用极易产生裂缝引起渗漏从而影响到大坝的安全，,必须引起堆石坝设计和施工方面的高度重视。工程实践证明,只要采取行之有效的措施 ；达到减少和避免面板混凝土裂缝的产生是完全可能的。水库面板堆石坝混凝土面板裂缝的成因较多，可分为结构性、非结构性裂隙，相关施工单位应当做好设计管理，了解裂缝产生的原因和特点，通过科学的施工措施来控制温度差、应力差，提升混凝土面板的质量。

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