某泄水闸混凝土裂缝成因分析及防治措施

[摘要]通过对该泄水闸闸坝段混凝土裂缝进行调查分析，裂缝产生的成因主要是基础约束、水泥早期水化热大、空气降温等，采取布骑缝钢筋、嵌缝充填微膨胀环氧砂浆等措施进行处理，对裂缝的后期发展进行跟踪观察，提出了有针对性的防治措施。

1 工程概况
江西省峡江水利枢纽工程位于江西省吉安市峡江县境内，坝址地处赣江中游，是一座以防洪、发电、航运为主，兼顾灌溉、供水等综合效益的水利枢纽工程。枢纽主要建筑物有混凝土泄水闸、混凝土挡水坝、河床式发电厂房、船闸、左右岸灌溉闸等。工程属I等工程。根据本工程等级，混凝土泄水闸为一级建筑物，泄水闸长355．5m，最大闸高30．5m。
左侧7孔泄水闸闸室段桩号为坝横0+000．00—0+047．00，坝纵0+175．50—0+304．00，该部位地块岩性多为炭质绢云千枚岩，硅化较明显，呈弱下风化状，劈理密集发育，岩体切割成碎块状，岩体呈碎裂结构，属cⅣ岩体，岩层层间剪切带发育，性状软弱，宽度一般5—10cm，最宽处达15～30cm，为泥头岩屑，局部夹泥，部分为片理化岩，局部发育有小断层，呈陡倾角，上、下盘接触带为断层泥或糜棱岩，中部为弱下碎块岩。根据设计要求共分7个区，底板分4层，混凝土为C。。25w6F50，混凝土砂石骨料采用坝址上游河道天然砂石料进行级配筛分，水泥为南方P·042．5；粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰；夕h加剂为HAY．2高效减水剂，经试验检测，检测结果均符合规范要求。
2裂缝情况及原因分析
2．1 裂缝情况
泄水闸闸室段1～7号闸室在浇筑第1层(层厚2．0m)、第2层(层厚0．8～1．3m)后均不同程度出现多条纵、横向裂缝。
2．2裂缝原因分析
大体积混凝土中产生裂缝的原因有多种，一般认为产生的原因主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。
混凝土表面裂缝多数发生在浇筑初期，而初期的表面温度骤降是引起表面裂缝的主要原因，当日平均气温在2～4d连续下降6～9℃时未满28d龄期的混凝土暴露表面可能发生裂缝，或者龄期3～5d拆模的混凝土，使表层混凝土突然暴露在较冷的空气中，也相当于一次气温骤降，因为气温骤降在混凝土表层将引起急剧降温，由于混凝土为热的不良导体，这时内部混凝土仍处于高温阶段，因而在表层将形成很陡的温度梯降，严重限制表层混凝土的急剧收缩，使混凝土的徐变性能不能发挥作用；如果这些裂缝出现在基岩面附近，由于坝体后期的均匀降温、受基岩约束产生的温度应力将在这些裂缝出现的部位形成应力集中，逐步发展成基础贯穿裂缝。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力，后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。有时混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不周、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，也往往导致表面裂缝。

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