内河船闸大体积混凝土的控制初探

　　摘要：在内河船闸大体积混凝土的施工控制过程中，应充分考虑各分部分项工程的特点。结合这些特点，对原材料质量控制，施工过程控制，裂缝控制处理等方面要进行分析阐释。

　　关键词： 内河船闸,大体积混凝土,控制措施

　　现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝、内河船闸等。对于大体积混凝土的概念,美国混凝土学会(ACI)把它定义:任何就地浇筑的混凝土,其尺寸之大必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度减少开裂。我国水运工程现行规范尚无明确定义,但一般认为,大体积混凝土是指浇注量大于100m3,长、宽、高任意一边不小于1m的混凝土。

　　内河船闸分部分项工程很多,具有方量大、结构复杂、工期长的特点,其主体底板厚度一般为218—310m,方量在1000m3以上;靠船墩、主辅导航墙及口门段方量在200—1000m3,属于大体积混凝土结构。由于收缩、温度变化,以及配比、搅拌、振捣、原材料、养护等原因,船闸混凝土结构极易在底板、侧墙、廊道、闸首边墩孔箱等部位产生裂缝。从内河船闸工程的这些特点来看，控制技术在大体积混凝土施工中显得尤为重要，因此本文将从大体积混凝土的原材料质量控制、 强化施工控制和裂缝控制与处理措施这三个方面来分析。

　　一、 混凝土原材料质量控制

　　1、 水泥

　　水泥进场时，必须有质量证明书，并应对其品种、强度等级、包装、出厂日期等进行检查验收。凡水泥强度低于水泥强度等级规定的指标，或水泥的细度、凝结时间、烧失量和混合材料掺加量四项指标中任一项不符合国家标准规定时，都视为不合格产品。

　　2、 骨料

　　对骨料(砂、石)总的要求应是高质量、高强度、物理化学性能稳定、不含有机杂质及盐类的粗细骨料。混凝土用的粗骨料，最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋间距最小净距的3/4.对于混凝土实心板可允许采用一部分最大粒径为1/2板厚的骨料,但最大粒径不得超过50mm.

　　混凝土中粗骨料是抵抗收缩的主要材料,在配合比完全相同的情况下,混凝土干缩随砂率增大而增大,砂率降低,即增加粗骨料用量,对混凝土裂缝控制有显著效果。

　　3、 外加剂

　　外加剂作为商品混凝土中不可缺少的组分, 尤其配制高强混凝土在外加剂的选择上更是至关重要的。选用外加剂时，应根据混凝土的性能要求、施工工艺及气候条件，结合混凝土的原材料性能、配合比以及对水泥的适应性等因素，通过试验确定其品种和掺量。不同品种外加剂应分别存储，做好标记，在运输与存储时不得遭受污染。掺用氯盐类防冻剂时，氯盐掺量按无水状态计算，不得超过水泥重量的1%。掺用氯盐的混凝土必须振捣密实，且不宜采用蒸汽养护。

　　二、 强化施工控制

　　1、 搅拌控制

　　搅拌混凝土时,要严格按照试验室签发的配料单进行配料,水、水泥、砂、石子、外加剂均以重量计。拌和程序和时间通过试验决定,并严格控制。在搅拌前和搅拌过程中,要有专人负责测量砂、石子含水率,当含水率有波动时,应及时调整签发的配料单。

　　2、 运输控制

　　优先考虑罐车运输,保证混凝土在运输过程中不发生离析、漏浆、严重泌水及过多降低坍落度等现象。

　　3、 浇筑工艺控制

　　浇注工艺控制。根据泵送大体积混凝土的特点,采用“分段定

　　位,一个坡度,薄层浇注,循序推进,一次到顶”的方法。在每个浇注带的前后布置两道振捣器,在坡脚设置一道振捣器,在出料口设置一道,振捣顺序为先坡脚,再中间,最后出料口。在施工中,要防止底层混凝土没有振实就浇注上层混凝土。根施工缝老混凝土要进行凿毛处理,在浇注新混凝土前,对仓面冲洗干净,严禁有泥块、木屑等杂物。在重新浇注混凝土之前,必须先铺一层2—3cm的水泥砂浆。砂浆的水灰比应较混凝土的水灰比减少0103—0105铺设的砂浆强度应比混凝土浇注强度高一级。

　　4、入模温度控制

　　混凝土出机温度受石子和水的温度影响最大,其次是砂。在混凝土搅拌过程中,采用深地下水搅拌,可有效降低三者温度,有效控制混凝土入模温度。在施工现场配置水源,在现场的混凝土输送管道上全部用草帘子包裹,并经常浇水湿润以帮助散热。

　　三、 强化混凝土裂缝控制与处理措施

　　在船闸等大体积混凝土的方案设计时,要全面考虑易形成开裂的部位,优化结构设计,制订切实可行的技术方案。

　　与普通混凝土相比，大体积混凝土体积庞大，一次性混凝土浇筑量大，工程条件复杂，因而若施工措施控制不力，极易产生各种混凝土结构裂缝。在混凝土广泛应用的条件下，即使是很薄的结构，虽然水化热很低，但是其收缩很大，特别是环境气温变化与收缩共同作用对于混凝土结构更加不利，控制混凝土裂缝的要求显得非常重要。

　　(1)合理分段浇筑

　　大体积混凝土结构尺寸过大,一次浇注会产生较大温度应力,可能产生温度裂缝。在船闸施工中,一般增设“后浇带”,采用分段的方法进行浇筑。某在建船闸上下闸首均设置两道宽缝作为“后浇带”,在分段部位完成一段时间后,在进行“后浇带”的闭合,这样做既有利于散热又不致于引起过大的约束应力,也避免了地基不均匀沉降产生的裂缝。

　　(2)合理配置钢筋

　　对于如船闸闸室侧墙、闸首边墩等大体积混凝土构件,在结构设计时要注意构造钢筋的直径和数量,以及位置选择。配置的构造筋应尽可能采用小直径、小间距,直径宜为6—14mm,间距控制在100—150mm,放在主筋外侧。按全截面对称配筋最合理,配筋率应控制在013%—015%,可以大大提高抵抗贯穿性开裂的能力。某在建船闸侧墙构造筋采用直径为16mm的螺纹钢,间距250mm,出现裂缝。后对构造筋进行加密处理,间距调整为125mm,并由主筋内侧移至外侧,防裂效果明显。

　　(3)避免应力集中

　　在结构的孔洞周围、变断面转角、圆弧段等部位,由于温度变化和混凝土收缩,会产生应力集中而导致混凝土裂缝。可在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片,在变断面处避免突变而在局部逐渐过渡,同时增配一定量的抗裂钢筋,对防止裂缝有很大作用。

　　(4)设置应力缓和沟

　　在混凝土结构的表面,每隔一定距离(一般为结构厚度的1/5)设置一条沟,起到缓和温度应力和约束的作用,可将结构表面的拉应力减少20%—50%,有效防止表面裂缝的发生。

　　四、结束语

　　以上是作者通过施工实践和查阅资料总结出的内河船闸大体积混凝土控制的要点。大体积混凝土的原材料质量控制、 强化施工控制和裂缝控制与处理措施是施工过程中的重要环节。因此，我们在施工中能够掌握好控制要点，控制好每一个关键环节，混凝土的质量还是可以保证的。

　　【参考文献】

　　[1] 张丁 .混凝土工程质量控制[J]. 科技咨询导报 ,2007.

　　[2] 米永刚. 大体积混凝土配比优化设计及裂缝控制技术研究[D].西安科技大学 , 2008.

　　[3] 李娟.大体积混凝土施工技术应用[J]. 中国房地产业 . 2011(03).

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