浅谈内河船闸大体积混凝土裂缝控制施工技术措施
【关键词】大体积混凝土；裂缝；控制
1. 项目情况
浙南山区航道工程，某船闸工程施工，大体积混凝土工程主要包括闸首边墩、闸室侧墙、底板，导航靠船墙等，结构混凝土主要以C25、C30等为主，同时设计对混凝土的耐久性提出了要求：要求新建结构混凝土需满足抗冻等级F50，抗渗等级W4。本工程混凝土结构形式多样且复杂，既有空箱、扶壁，也有实心层结构；有较多的薄壁，大长宽比，变截面结构，约束情况复杂，较多的异形结构易导致应力集中，增大了混凝土开裂的风险，但对砼的抗裂却并未进行相应的结构设计。而且本工程混凝土施工期从2015年的7月份至次年的9月份，须经历了一年中的高温和低温季节，也极不利于温度裂缝的控制。
2. 混凝土温度控制
2.1冷水降温
搅拌用水采用冷水机制备，粗骨料喷淋用水采用地下水。
2.1.1混凝土拌合用水
混凝土拌合用水用采用冷水机制备，储存于冷水池，容量70T。大体积混凝土单次浇注方量为600m3，除去细骨料含水率，每m3混凝土用冷水约为110kg，计算出单次浇筑用冷水量为66t＜冷水水池容量70t，实际施工时如有多余冷水，可用于粗骨料和筒仓喷淋。
2.1.2粗骨料喷淋用水
假设夏季最高气温38℃，假设粗骨料平均温度为36℃，同时忽略冷水吸收挡墙、空气水管等的热量，即假定冷水仅与粗骨料进行热交换。计算过程见下表：
通过计算，每m3混凝土所含粗骨料由36℃降温到30℃，需要18℃低温水137kg/m3，单次浇筑600m3混凝土需喷淋骨料冷水量为 600m3×137kg/m3=82t。
2.2混凝土内部降温
通过埋设冷却水管，通冷却水降低混凝土的温峰值是大体积混凝土施工中常见的有效的温控措施。冷却水管采用Φ25×2.5mm、具有一定强度、导热性能好的黑铁管制作，弯管部分采用冷弯工艺。管与管之间通过膨胀式防水接头紧密连接，连接部位采用两道铁丝绑扎。冷却水管根据施工图纸进行布设，采用深层江水做冷却水。用分水器将各层各套水管集中分出，分水器设置相应数量的独立水阀以控制各套水管冷却水流量；设置两个减压阀以控制后期通水速率。
3. 施工工艺措施
3.1分层浇筑
船闸主体及上下游靠船墙的混凝土施工，高温季节施工首先充分利用早晚及夜间的低温时段进行浇筑。上、下闸首边墩底板与中底板及闸室底板之间设置施工宽缝，先浇筑边墩底板，再浇筑中底板。底板施工宽缝宜在边墩浇筑完成两周后选择气温较低时浇筑。封铰前，应对铰内砼表面进行凿毛处理，并清扫、冲洗干净，并排除污水后再浇筑C30W4膨胀砼。
闸首、闸室分层进行浇筑，分层浇筑间隔不超过7天，浇筑墙身混凝土严格执行施工规范，确保不产生施工冷缝。闸首分层高度根据输水廊道、空箱、阀门井及预埋件的构造特点合理确定。与上、下闸首相邻的闸室段安排在最后浇筑。
3.2高频振捣
本工程大体积砼施工时，砼浇筑强度大，普通振捣器效率低，难以保证入仓砼及时振捣密实，容易出现分层、冷缝明显增多，普通振捣器的振动频率一般为2300次/分钟，在施工中只有靠增加振捣时间来保证砼的密实，而高频振捣器的振动频率高，介于8800-11800次/分钟，砼在高频振捣器的作用下，可使水分子的固直径由120-150μm减小到60μm，与水泥分子固直径（小于80μm）基本一致，这样水分子就能更好地包裹在水泥颗粒周围，极大地减小了砼内的微观孔隙，保证在砼水灰比较小、坍落度较小的条件下，能在短时间内获得密实，具有密实性好、气泡少、减少体积压缩增加防水渗透、风化与抵抗冲击能力强、并可缩短混凝土凝固时间加速工程进度等特点。
由于高频振捣器振频高、激振力大、辐射范围大、振幅小，可大大提高砼的密实度和表面光洁度，振动质量好，激振力最大可达350Kg，超高200Hz振动频率，最高转速可达12,000r/min，以保证施工质量。高频振捣器在保证生产率相同的前提下，效率最高可达65%，比传统软轴式振动器提高120%。
3.3重点控制
3.3.1易出现裂缝部位
闸首环形输水廊道的内外侧拐弯段，后浇带位置以及进口与转弯处中间段出现裂缝，廊道顶板横向裂缝；门库侧墙拐弯段等廊道薄壁变截面处出现裂缝；门库与廊道交叉处的侧墙出现裂缝；裂缝在闸首预留宽缝处的边角向45。方向伸展；阀门井处等断面薄弱部位出现竖向裂缝。
3.3.2控制措施
为避免以上施工部位出现裂缝，采取相应的防治措施：
从结构上采取一定的改进措施，尽可能减少其形状、尺寸的差异，消除不均匀收缩，在易产生裂缝的部位处加设分布钢筋（丝）网。选择合适的混凝土浇筑顺序，减少分层混凝土之间的浇筑时间差，避免由于不同分层之间、不同龄期混凝土之间产生约束应力而产生的裂缝。对于轮廓明显变化的地方设置施工宽缝。
在结构开有孔洞的四周增加主钢筋、环形钢筋及反射钢筋、施工时严格按设计要求和规范规定控制保护层厚度。 严格控制拆模时间，廊道顶板的底模拆除必须达到设计强度方可拆除，拆除时以现场同条件养护混凝土试块达到设计强度为准。尽量缩短底板和倒角、倒角与墙身浇筑时间差。
4. 结束语：工程建筑项目的大型化造成大体积混凝土裂缝问题的出现给建筑施工企业的施工技术提出了更高的要求。在实际施工过程中，企业要根据具体情况和环境采用灵活多样的方案和措施，保障建筑施工项目的顺利进行。
【参考文献】
[1]方刚.超长混凝土工业厂房裂缝控制分析[ J ].建设科技,2012(15):82-83.
[2]张珏.对超长混凝土结构的变形与裂缝控制在工程技术上的探讨[J].建筑施工,2004(02):130-132.