邕宁水利枢纽工程混凝土裂缝成因分析及对策

李双军

（中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西 西安 710032）

邕宁水利枢纽工程解决了西津至老口河段航运水位衔接问题，兼顾水力发电，对加快推进南宁“中国水城”建设，打造西江黄金水道和百里秀美邕江，进一步提高南宁城市生态环境建设，都具有重要意义。且郁江流域地处低纬度，属于亚热带季风气候区，多年月平均最高气温28.3℃(7月)，多年月平均最低气温12.8℃(1月)，易造成混凝土内外温差过大。采取措施合理减少并控制混凝土裂缝发展是保证邕宁水利枢纽工程质量的关键。

1 项目概况

邕宁水利枢纽工程位于邕江干流南宁邕江河段下游青秀区仙葫开发区牛湾半岛处，上游距老口航运枢纽74 km，下游距西津水电站124 km，是一座以改善城市环境、水景观、航运为主，兼顾水力发电及其他的综合性水利枢纽工程，属大型水库，枢纽工程等别为Ⅱ等。该工程位于亚热带季风气候区，平均气温较高，大部分为混凝土施工，混凝土总量约为61.82 m3，施工条件复杂，对其混凝土施工及后续养护造成很大的困难。

2 混凝土结构裂缝分析

2.1 温度裂缝

邕宁水利枢纽工程区温度较高，多年月平均最高气温28.3℃(7月)，在混凝土硬化初期，水泥放出热量较多，又散热速度慢，使得聚集在混凝土内部的热量不断增加，内部温度可达50℃～70℃。又因为内部膨胀和外部收缩相互制约，混凝土表面产生的拉应力越来越大，致使混凝土产生裂缝。同时，邕宁水利枢纽工程混凝土浇筑在约束地基上，使得其裂缝逐渐变宽、深进，甚至贯穿，严重影响了结构安全。

2.2 沉降收缩裂缝

施工中由于工期较紧及人为因素，使得混凝土浇筑振捣不实，沉实强度不够，表层浮浆过多，构件表面呈现泌水状态，同时，混凝土保护层厚度不够，其沉降受到钢筋的阻力，使得沿箍筋方向产生一道道横向沉降裂缝，形成了较为严重的沉降收缩裂缝。

3 混凝土裂缝防治措施

3.1 温度控制

本工程混凝土浇筑强度较高，与类似工程相比较，对混凝土温控要求比较突出，需采取混凝土温控措施。坝址区多年平均气温21.6℃，极端最高气温40.4℃，极端最低气温-2.1℃，采取常规温控措施如降低混凝土拌和温度、降低混凝土入仓温度和降低混凝土水化热，即可确保混凝土施工质量。

3.1.1 混凝土拌和系统温控措施

粗细骨料高堆料方式堆料，地下坑道取料，骨料温度不受日气温影响。骨料温度达到（或接近）月（或旬）平均气温。依据工程实际情况，以旬平均气温作为标准，控制骨料温度达到（或接近）旬平均气温。粗细骨料料仓搭棚遮阳，用塑料波纹瓦或铁皮波纹瓦遮盖，阻止太阳直晒。在骨料料仓安置淋水系统，采取喷雾、喷淋方式冷却骨料。冬季利用高堆料方式蓄热，使骨料温度不受低温影响。

3.1.2 其它材料的温度控制

水泥罐、煤灰罐顶部及东西向安设遮阳棚，阻止阳光直晒。必要时，在罐壁周边喷淋水冷却。

3.2 原材料控制

3.2.1 砼原材料选用原则

（1）水泥。大体积混凝土宜选用低水化热的水泥，以防止因水化热过高而引起混凝土内外温差过大，从而导致混凝土内部因温差应力而产生裂缝；（2）骨料。级配良好的骨料，可以有效改善混凝土的密实度。一般选用中砂、5 mm～25 mm的碎石；（3）外加剂。外加剂可明显改善混凝土的性能，减少水泥用量；（4）掺和料。粉煤灰能减少水泥用量并有效降低水化热。粉煤灰需水量小，可降低混凝土的用水量和水泥用量，可减少混凝土自身的体积收缩。矿粉不仅可提高混凝土的和易性，改善混凝土的微观结构，提高抗渗性，还可延迟凝结时间，降低混凝土早期水化热。

3.2.2 原材料控制要点

凡经过混凝土配合比设计选用的材料全部备齐、备足，并对原材料进行复试。施工过程中存在疑问的随时抽样复试。中间因材料供应、季节变化等原因需更换原材时，须报请总承包技术部门和监理，并提供新配合比与原配合比的对比论证结果。在混凝土中掺加的外加剂及混合料的品种和掺量，应通过试验确定；所用混凝土外加剂的质量应符合现行国家标准的有关规定；混凝土减水剂、粉煤灰或复合矿粉的掺量应满足配合比设计。工程结构所用水泥、砂石、外加剂、掺合料等混凝土用建筑材料，均具有法定检测单位出的碱含量和集料碱活性检测报告。混凝土拌合物中的总碱含量的控制以配比设计计算书为准。

3.3 现场混凝土施工控制

3.3.1 混凝土配合比

开盘鉴定时，若实际混凝土拌合物与试验偏差较大，应对试验配比进行调整。为了保证工程质量，混凝土供应期间选派专人定期对混凝土搅拌的各种原材料、配比和计量进行试验和检查。混凝土施工过程中，应及时与搅拌站进行协调和沟通成型后的混凝土构件的表观质量和强度、抗渗性能等检验报告及工作性能等内容，提高混凝土质量。大体积混凝土在按照施工配合比搅拌时，应根据施工场所的周边环境温度、混凝土试验配合比和其绝热温升值、温度、裂缝控制等要求，严格控制混凝土的强度值，保证施工完成后的混凝土强度不大于设计强度的1.2倍。

3.3.2 混凝土运输

混凝土进场前，采取预拌、预控措施，制定严格的开盘鉴定制度。开盘前，对不同批次、不同配合比的混凝土进行开盘鉴定；进场时，对第一车混凝土随车提供该车混凝土“开盘鉴定”所要求提供的相关资料，便于施工现场复核；进场后，及时按照合同约定和工程规划确定的技术要求和标准作好质量验收工作，若验收混凝土不能满足目标要求，不得浇筑，并应根据实际情况对该批混凝土采取措施进行处理；到施工现场后，确保混凝土均匀、不离析、组成成分符合工程要求，并能够保证混凝土的坍落度等工作性能合格；卸料过程中如发现拌合物出现离析、分层等质量问题，要立即停止卸料，尽快退场；结合运输距离、路线情况及现场混凝土需要的浇筑量、进度计划，合理安排运输台车量和频数，确保坍落度损失、温度损失控制在合理范围内。

3.3.3 混凝土浇筑

邕宁水利枢纽工程混凝土采用分段、斜面分层的浇筑方式：混凝土一次浇筑到顶，利用自然流淌形成斜坡，采用常用的斜面式薄层浇捣方式，从浇筑层下端开始逐渐向上移动、振捣。每层厚度不大于振动棒的有效振捣深度，按垂直于斜面的距离计算，一般取500 mm左右。

3.3.4 混凝土振捣

砼振捣是浇筑过程中的一个重要环节，要严格遵照操作规程进行操作，力争做到快插慢拔，防止上层混凝土振实强度太大而导致下层混凝土内部气泡无法排出，同时，使混凝土能填满振捣棒造成的孔洞。

振捣棒在振捣过程中间距控制在50 cm，保证插点均匀，上下抽动，插点端部离开模板距离不小于20 cm，行列分明不交错，以免漏振，并在振捣上层混凝土时，在距离振捣棒端部65cm处进行深度标记，控制振捣棒插入下层至少50 mm，为保证插入精度，这样可以使上下层砼之间进行更好的结合；掌握好振捣时间，不过长也不过短，一般控制在20 s～30 s之间，持续振捣，直至混凝土表面出现浮将，不出现气泡，砼亦不再下沉为止，确保砼振捣密实。混凝土振捣过程中应保证其所需构件结构稳固，如振捣时要固定好钢筋、模板，避免发生移位、跑模现象。对浇筑间歇时间进行控制，保证上层砼在下层砼初凝之前浇筑完工。

根据砼浇筑时的自然坡度情况，在每个浇筑带的前部、后部以及中部加密振捣点布设，使得混凝土的振动流淌满足均匀铺摊的要求。先振捣出料口处的混凝土，使其形成自然流淌坡度，然后进行全面振捣，防止混凝土集中堆积。

3.4 混凝土养护

邕宁水利枢纽工程砼养护采用保温法，即在砼终凝之前进行二次抹面工作，以减少表面收缩裂缝的产生，抹面完工后，在混凝土表面覆盖塑料薄膜和草帘，塑料薄膜及草帘之间进行相互搭接，搭接宽度在200 mm左右，以减少水分的散发。

4 结语

混凝土裂缝是水利工程施工中常见的质量问题，影响工程安全性和实用性。混凝土裂缝成因复杂，种类多样，如内外温差、收缩沉降等都能使混凝土产生结构裂缝。具体施工中要多观察、多比较，在出现问题后及时分析、及时采取有效措施进行处理，从根本上控制裂缝现象，提高工程质量。