橡胶坝工程底板裂缝危害程度检测判别与分析

林振涛

(辽宁江河水利水电工程建设监理有限公司，辽宁 沈阳 110003)

1 工程概况

1.1 工程基本情况

辽河干流满都户生态抗旱临时蓄水橡胶坝工程位于辽中县境内的辽河干流中游，在辽中满都户大桥下游约1.5km处，承担着两岸灌区水位调节、水量分配以及水面景观等多种功能。橡胶坝主体结构由上游防冲体、上游铺盖、橡胶坝底板、消力池、海漫、下游防冲槽及两岸翼墙组成。工程等别为V等，主要建筑物级别为5级。坝高2.5m，坝长164m，分4孔，中间2孔长30m，两侧边孔长49.6m。工程于2011年2月开工建设，6月完工验收并投入运行。

1.2 工程地质情况

坝址区出露的地层岩性为第四系全新统松散堆积层，据钻探孔揭露情况，自上而下可见岩性依次为：耕植土：黑色，干燥，含有机质和植物根系，厚度0.20～0.40m，分布于地表；含细粒土砂：黄褐色，结构松散，稍湿，厚度1.20～1.50m；级配不良细砂：黄褐色，湿—饱水，稍密—中密结构，粒径较均匀，分选性良好，具层理，层中夹有粉土层，厚度1.20～1.50m；级配不良中砂：黄褐色，饱水，中密结构，粒径较均匀；低液限黏土：灰黄色，硬塑，土质均匀，揭露厚度2.4m，分布于级配不良中砂的下部。

坝底板主要坐落在第3层地基上。

1.3 底板布置情况

结合地基及稳定分析等综合因素，橡胶坝底板长度设计为9.20m，厚度为0.80m。采用钢筋混凝土结构，在底板上层和下层各布置1层φ14@200钢筋，保护层厚度均为50mm。底板以下设20cm垫层。具体布置情况见图1。

图1 橡胶坝底板、铺盖及陡槽段结构横断面(单位：mm)

2 存在的主要问题

工程自建成至今已运行了8年，在近期更换橡胶坝袋过程中，管理人员发现该橡胶坝右孔底板出现多条横向(顺水流向)裂缝，局部裂缝处轻微渗水(见图2)。

为了探明混凝土裂缝是否会造成底板不均匀沉降和脱空，采用高程测量、钻孔观测等措施进行检测与分析，为工程管理部门了解工程基本情况提供可靠的技术支撑。

图2 橡胶坝右孔底板裂缝及渗水现状

3 现场检测

3.1 断面测量

采用水准法对橡胶坝左孔底板高程进行测量，共布置3个平行于坝轴线的测量断面。其中，断面1距上游铺盖与底板接缝处1.0m，断面2距上游铺盖与底板接缝处3.7m，断面3距上游铺盖与底板接缝处6.1m。

各断面上测点布置原则规定为：ⓐ尽可能等间距分布；ⓑ伸缩缝及主要裂缝两侧兼顾布置。按照上述测点布置原则，左孔3个测量断面上分别布置8个测点，测点编号自左向右依次排序(见图3)。

图3 底板断面测量测点布置示意图

所测左孔底板各断面测点中，实测高程最小值出现在1-6测点，为37.982m，小于设计高程1.8cm，该测点距左侧翼墙40.0m；实测高程最大值出现在2-4测点，为38.056m，大于设计高程5.6cm，该测点距左侧翼墙20.0m。

根据测点高程分布情况，绘制左孔底板高程纵向变化曲线(见图4)。

图4 左孔底板高程纵向变化曲线

根据测点高程分布情况，绘制左孔底板高程横向变化曲线(见图5)。

图5 左孔底板高程横向变化曲线

由图4可知，左孔底板的3个纵向测量断面均呈中间高两端低的趋势，最大高差为7.4cm；由图5可知，左孔底板的8列横向测点普遍呈中轴线高、上下游两侧低的趋势。

综上，橡胶坝底板中间区域存在较明显凸起。

3.2 脱空情况验证

为了验证底板中间区域与基底是否存在脱空情况，分别采用钻芯法和全孔壁成像法对此进行验证。

3.2.1 验证点位置分布

考虑到底板中间区域内部布设右充排水管线，无法直径在此处进行钻芯验证，故将验证点位置选在下游侧中间底板，距左侧翼墙18.2m，距中间区域边缘0.6m。

3.2.2 钻芯验证

采用卷尺和钢板尺对钻芯取得的芯样和孔深分别进行尺寸测量，所测芯样总长度为90.0cm，孔深(即孔顶至孔底距离)为90.3cm，脱空高度为0.3cm，底板与基础之间存在轻微脱空情况(见图6)。

图6 脱空验证芯样外观

3.2.3 全孔壁成像验证

采用全孔壁成像仪对钻芯孔的孔底脱空情况进行验证。结果表明，孔内满水并溢出，孔底基底土为细砂夹粉土，底板与基底土呈轻微脱空状。

4 成果分析

断面高程测量结果表明，橡胶坝底板中间区域存在较明显凸起情况，最大相对凸起高度为7.4cm。

钻芯和孔壁成像验证表明，橡胶坝底板中间边缘区域实际脱空高度仅为0.3cm，为轻微脱空，与底板表面凸起程度相差较大。表明橡胶坝在底板施工时，整体底面找平较好，而表面相对较差。

综上，底板裂缝尚未造成其出现不均匀沉降和局部脱空。

5 建 议

建议对底板裂缝进行灌浆封堵处理，并做好表面封闭，防止裂缝中的水对钢筋的进一步侵蚀；对橡胶坝底板高程进行长期监测，以便掌握其沉降变化规律和动态，作好预判。