浅析泵站混凝土裂缝的预防措施

浅析泵站混凝土裂缝的预防措施

 ,郭凤舞

安徽省引江济淮集团有限公司   安徽省  合肥市230000

摘要：泵站是水工结构物主要建筑形式，在承担调水、排涝、灌溉等功能上起到重要作用。在泵站工程施工过程中，混凝土裂缝极易出现，对泵站结构承载力、防水性、耐久性产生很大影响，对泵站使用寿命和运行安全造成较大威胁，本文结合引江济淮工程实际，对泵站结构混凝土易产生裂缝预防措施进行阐述。

关键词：泵站；结构混凝土；裂缝；预防；温控；

一．裂缝分类和成因

1.裂缝主要类型

混凝土裂缝按裂缝深度不同分为表层裂缝、深层裂缝和贯通裂缝；按裂缝产生时间不同分为早期、后期、施工期、使用期裂缝；按不同走向不同分为水平、垂直、横向、纵向、斜向裂缝；按裂缝危害程度不同分为有害、无害裂缝；按裂缝形状不同分为放射状、网状裂缝；按裂缝产生原因不同分为化学裂缝、温度裂缝、塑形收缩裂缝、干缩裂缝、荷载裂缝、基础不均匀沉降裂缝等。

2.裂缝产生原因

根据以往泵站施工的实践经验，混凝土裂缝经常出现于泵站工程的流道、底板、墙身、挡墙等混凝土结构，最容易产生裂缝的部位主要有流道和大体积混凝土结构的底板、墙身。导致混凝土裂缝产生的因素很多，常见的主要原因有环境、设计、材料、施工等因素。

（1）环境因素

环境因素影响主要有温度、湿度等，裂缝体现为温度裂缝、塑形收缩裂缝、干缩裂缝等。施工过程中没有根据季节交替、天气变化时的气温、湿度来采取对应的有效措施以控制低温、高温和剧烈干燥等各种不利情况的冲击，会令混凝土呈现弹性应力状态；雨天浇筑混凝土，会极大地改变水灰比；养护期未采取有效措施，使混凝土遭受急剧冻害或干燥；以上未根据环境因素及时落实相关措施均会导致混凝土产生裂缝。

（2）设计因素

结构产生裂缝的设计因素主要有地基不均匀沉降、结构设计不合理等。由于泵站大多建于临河地段，建筑基础处于地质变化大、土壤含水量高、孔隙大、承载力低的软土地基和中积淤土层上，若未对地基采取有效处理措施，会导致建筑结构出现不同程度的不均匀沉降引起结构裂缝的产生；未充分考虑在底板、流道等应力集中部位和薄弱结构设置补强技术措施应对结构裂缝。

（3）材料因素

施工材料质量是保证质量的基础，科学配制混凝土是保证结构稳定、避免裂缝产生的先决条件。混凝土材料选取不严格将极易导致裂缝的产生，如水泥受潮、碱含量高、骨料级配不良、含泥量较高、砂率和细度模数不均、外加剂等掺合料使用不匹配等。

（4）施工因素

 施工过程中产生结构裂缝的因素很多，如混凝土坍落度较大、离析、振捣不密实；钢筋保护层厚度不足；模板支撑出现变形、沉降；未采取控制混凝土出机和入仓温度措施，浇筑间隔时间过长，接缝处理的不合理；未采取降温措施有效减小混凝土的内外温差；未及时采取保湿、保温养护措施，混凝土硬化前受荷载扰动等；以上种种因素均可有可能促使裂缝的产生。

二．裂缝预防措施和施工控制

设计是前提，材料是基础，施工是关键。裂缝的主要预防措施，需要从设计构造、材料选择、施工工艺等方面进行质量控制。

1.设计构造方面

基础质量是防止混凝土裂缝的主要措施。 设计时应根据结构物位置的地质情况，结合现场条件，对建筑物的位置、基础和构造等进行科学合理的设计，尽可能设置在地基承载力大的位置，对地基承载力差的地基采用水泥土换填、水泥搅拌桩、CFG桩、钻孔灌注桩等工程措施进行处理，避免因基础不均匀沉陷造成结构裂缝产生。

合理优化结构设计，是防止其它结构裂缝的技术措施。在确保结构的稳定性的前提下，适当调整结构刚度；在底板、流道、墩墙及结合处等易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施，避免结构突变产生应力集中；在易裂的结构边缘部位增加配筋率，提高混凝土的极限拉伸；在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝。

2.材料选取方面

混凝土原材料及配合比是保证混凝土抗裂性能的基础。

原材料质量要满足规范要求，材料进场后对相关性能指标经试验检测合格后方能使用，水泥选用低水化热的品种，进场时对水泥品种、强度等级、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性、凝结时间、水化热等性能指标及其他必要的性能指标进行检测，骨料对颗粒级配、含泥量、细度模数等进行检测。

混凝土配合比应经配合比试验后择优选定，以满足设计要求的力学性能、耐久性、抗渗性及施工和易性要求。在满足混凝土强度、耐久性、和易性的前提下，优化骨料级配，尽可能采用低水灰比，降低单位用水量，并适当提高粉煤灰掺量和骨料含量，采用具有缓凝、减水、增塑等效果的复合型外加剂，减少水泥的用量，补偿混凝土收缩、改善混凝土性能并提高其均质性。

3.施工工艺方面

保证基础施工质量，避免基础不均匀沉降。履行隐蔽工程检查验收制度，在泵站结构施工前对地基处理进行质量检测，检查验收建基面质量；在模板、支架施工前对支架地基进行检查，在混凝土浇筑前对模板及支架进行检查，避免模板支架沉降。

降低混凝土出机温度，控制入仓温度。采取包裹喷淋水泥罐、集料仓搭设凉棚、彩条布覆盖黄砂、地下水喷淋粗骨料、投放冰块降低拌和用水温度等降温措施来降低混凝土拌和出机温度；关注浇筑期气象趋势，选择适当浇筑时间，尽可能选择阴天或傍晚进行混凝土浇筑，以达到控制入仓温度的目的，混凝土入模温度宜控制在25℃以下。

控制施工工艺，提高混凝土抗裂能力。通过控制混凝土的铺料，振捣等程序，可以达到增强混凝土抗裂能力等目的，混凝土浇筑前应对模板、混凝土等接触面进行洒水湿润，根据拌和站的拌和能力、运输能力、浇筑速度、气温及振捣能力等因素合理确定混凝土浇筑胚层厚度；混凝土垂直下料落差不得超过2米，入仓的混凝土应及时平仓振捣，不得堆积，严禁以振捣代替平仓；混凝土的浇筑应连续进行，严禁在仓内加水，混凝土和易性较差时，须采取加强振捣等措施；

采取降低混凝土水化热措施，合理设置冷却管。对底板、墩墙等大体积混凝土，在结构内通过敷设冷却水管的方式进行混凝土降温，根据结构尺寸合理布设冷却管；混凝土浇筑前，对安装后的冷却水管进行一次通水检查。底板大体积混凝土施工采用台阶法铺料，推移式连续浇筑施工，墩墙混凝土浇筑采用水平整体分层的浇筑方法，浇筑层厚度宜为30~50cm。冷却水管通水冷却在混凝土浇筑后12h内进行，循环水利用基坑降水井中的地下水，出水口接入集水坑内抽排出基坑，水管通水冷却时管内水温与管外混凝土温度按不超过25℃控制，在表层、底层和中心进行温度测点布置，通过埋设测温线，利用电子测温仪对浇筑体里表温差、降温速率及环境温度的测试，在混凝土浇筑后，每昼夜不少于4次进行测量。冷却水管在砼内通水冷却完成后采用强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥压浆封堵。

养护是保证混凝土强度增长和减少干缩的重要措施，有利于减少混凝土早期干缩裂缝。为提高混凝土早期强度，防止混凝土表面收缩裂缝，混凝土浇筑完毕，对混凝土面进行压光出面。混凝土初凝前，不得使其承受荷载，养护采用塑料膜加工布覆盖的保温保湿措施养护时间不宜少于14d，并保持混凝土表面湿润，对重要部位和利用后期强度的混凝土以及其他有特殊要求的部位应延长养护时间，并适当延迟拆模时间。

三.结语

泵站工程混凝土的裂缝形成原因多种多样，受到各种因素影响，无论哪种裂缝均可能极大威胁泵站质量安全，在泵站工程实施前必须进行科学论证，制定合理的设计、组织严密的施工，才能够确保尽可能的避免裂缝的出现，从而确保泵站质量安全，最终确保人民生命财产安全。

参考文献
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[2]柯山.泵站施工过程中温度裂缝的原因及预防措施[J].低碳世界，2019（5）

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[4]谢伟，钱刚，邹林.泵站施工过程中裂缝的成因与防范策略[J].工程建设与设计，2018（15）

[5]阳野.水利泵站混凝土裂缝成因与防范[J].建筑工程技术与设计，2018（2）

 郭凤舞（1986- ），男，安徽涡阳人，毕业于石家庄铁道大学四方学院土木工程专业，学士，工程师。专业方向：水利水电工程。
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