摘要：水閘是平原地區常見的水工建筑物，歷史悠久，數量眾多，分布范圍廣，設計理論與施工方法均比較成熟。但在長期以來的水閘混凝土施工過程中，水閘底板混凝土時有裂縫出現，后續施工的閘墩開裂現象更為嚴重，甚至曾出現一條閘墩多處開裂的現象。混凝土的開裂不僅引起了人們對工程質量的擔心，更引起了人們對工程耐久性的疑惑，有時甚至會擔心水閘結構能否達到預期的設計目標。

　　關鍵詞：水閘,施工,開裂,職稱論文發表

　　1、陳述

　　水閘是平原地區常見的水工建筑物，歷史悠久，數量眾多，分布范圍廣，設計理論與施工方法均比較成熟。但在長期以來的水閘混凝土施工過程中，水閘底板混凝土時有裂縫出現，后續施工的閘墩開裂現象更為嚴重，甚至曾出現一條閘墩多處開裂的現象。混凝土的開裂不僅引起了人們對工程質量的擔心，更引起了人們對工程耐久性的疑惑，有時甚至會擔心水閘結構能否達到預期的設計目標。

　　在施工過程中，水閘結構尚未承擔外部荷載，混凝土結構的開裂基本可以歸咎為溫度作用、干縮作用以及地基的不均勻沉降。本文主要就溫度作用造成的混凝土開裂問題進行研究，并未涉及混凝土干縮作用以及不均勻沉降。

　　2、水閘裂縫成因分析

　　2.1、底板裂縫成因分析

　　混凝土澆筑后，水泥發生水化反應，釋放出大量的熱量。底板上表面和四周與大氣接觸，部分熱量通過對流散失到大氣中;與此同時，底板底面與溫度較低的地基接觸，部分熱量通過熱傳導散失到地基中;但由于混凝土導熱性能較差，大量的水化熱量仍積貯在混凝土內部。因此，在早期，底板四周溫度較低，內部溫度相對較高，混凝土表面和內部存在溫度差異。與溫度分布規律相對應，底板表面承受拉應力，而混凝土內部則承受壓應力。混凝土早期抗拉強度數值不大且可靠性較差，因此，混凝土底板很可能從表面開裂。

　　在后期，底板混凝土溫度逐漸下降，導致混凝土內部發生溫縮變形，底板的溫縮變形受到地基的約束作用，在底板中心出現拉應力。但水閘一般修筑于土基之上，土體對混凝土的約束作用并不大，而且在后期，隨著混凝土齡期的增長，混凝土的抗拉強度明顯提升，因此，土基上修建的底板后期出現裂縫較為少見。

　　2.2、閘墩裂縫成因分析

　　在早期，閘墩的溫度分布規律與底板類似，均呈現出“外冷內熱”的溫度分布規律，順水流方向的拉應力較大，且最大的拉應力出現在閘墩中心處或是閘門槽等結構較薄弱處。

　　在后期，閘墩內部的溫降收縮變形受到了底板的強約束作用，閘墩中出現了較大的順水流向的拉應力。若此時閘墩開裂，盡管裂縫也出現在閘墩中心處或是閘門槽等結構較薄弱處，但相對于早期來講，裂縫的位置要相對低一點。究其原因，早期開裂的原因在于內外溫差，閘墩中心處的內外溫差較大，因此，閘墩中心處的抗拉力也最大，開裂的可能性也最大。而在后期，由于后期閘墩開裂的原因在于底板對閘墩的強約束作用，因此，開裂的位置相對低一點。一般在底板以上1/3左右位置。

　　3、溫控防裂措施

　　根據上述水閘混凝土開裂的成因，我從材料和施工兩個方面分別闡述閘墩的溫控防裂方法。

　　3.1、材料優化

　　3.1.1、降低混凝土的絕熱溫升

　　由水閘開裂原因可以看出，早期混凝土內部溫升幅度過大是混凝土開裂的主要原因，而降低混凝土的絕熱溫升能有效地控制混凝土的溫升幅度，從而也是最直接最有效的溫控防裂方法。選用中熱或者低熱水泥以及在混凝土中摻入粉煤灰，能有效地降低混凝土絕熱溫升。相對于水泥中其他主要礦物成份，硅酸三鈣(C3S)和鋁酸三鈣(C3A)放熱速度較快、水化熱總量較大，中熱水泥和低熱水泥通過摻入其他礦物成分來降低水泥中的C3S 和C3A含量，從而減小混凝土的水化放熱總量。在混凝土摻入粉煤灰后，由于粉煤灰的活性遠小于水泥，可以顯著的減小混凝土的發熱量，并改善混凝土的和易性。但降低混凝土的絕熱溫升應以混凝土的其他性能能滿足工程需要為前提，宜通過試驗來確定。

　　3.1.2、提高混凝土的抗拉強度

　　降低水灰比以及在混凝土中摻入纖維材料均可有效提高混凝土的抗拉強度，減小混凝土開裂的風險。但是，降低混凝土的水灰比后，混凝土的彈性模量增加，徐變減小，混凝土拉應力未必減小，因此，降低水灰比對混凝土防裂未必有利。

　　而在混凝土的摻入纖維材料后，混凝土的抗拉強度明顯提升，其他諸如抗滲性、耐磨性、和抗沖擊性能均有所改善。但摻入纖維材料后，混凝土成本明顯提高，拌和時間有所增加，因此，只建議在抗裂或抗沖耐磨要求較高的部位選用。

　　3.1.3、摻入減水劑

　　在保持流動性和水灰比基本不變的前提下，在混凝土中摻入減水劑可以減少用水量和水泥用量，降低混凝土的絕熱溫升;在保持流動性和水泥用量基本不變的條件下，摻入減水劑后可以減少用水量，降低水灰比，提高混凝土的強度及耐久性。因此，在混凝土中摻入減水劑有利于混凝土的防裂。

　　3.1.4、摻入膨脹劑

　　膨脹劑能在一定程度上補嘗混凝土的自生體積收縮變形和混凝土溫縮變形，有利于后期混凝土應力狀態的改善，減小混凝土開裂的風險。

　　3.2、施工優化

　　除了從材料角度考慮混凝土的溫控防裂外，施工也是一個溫控防裂的重要環節。

　　3.2.1、降低混凝土的澆筑溫度

　　在高溫季節進行水閘施工建設時，應盡可能降低混凝土的澆筑溫度。混凝土澆筑溫度越低，混凝土早期溫度峰值也越低，相對應，混凝土早期的內外溫差和后期的溫降幅度也越小，混凝土開裂的可能性也相對減小，在施工中，可以視水閘的規模確定合適的降溫措施，如降低骨料的溫度、加冰(水)拌合、縮短運輸距離減小混凝土運輸過程中的溫度回升等等。

　　3.2.2、混凝土表面保溫

　　內外溫差過大是混凝土早期開裂的主要原因，在混凝土表面覆蓋保溫材料后，混凝土表面溫度顯著提高，內外溫差明顯減小，表面應力狀態明顯，混凝土開裂可能性明顯減小。因此，表面保溫是一項經濟、有效的溫控措施，尤其在寒冬季節更是如此。

　　3.2.3、控制底板與閘墩的澆筑間歇時間

　　底板與閘墩澆筑間歇時間過長是閘墩后期開裂的重要原因。澆筑間歇時間越長，閘墩澆筑時底板混凝土的彈性模量越大，對閘墩的約束作用越強，閘墩后期內部的拉應力越大，越有可能開裂。一般來講，底板和閘墩的澆筑間歇時間應控制在30d左右為宜。

　　3.2.4、采用后澆帶技術

　　后澆帶施工技術指的是將閘墩沿水流方向一分為三，先澆筑前后兩塊，中間預留1m左右部分待到以后再施工。后澆帶技術縮短了澆筑塊沿水流方向的長度，底板對閘墩的約束作用顯著減小，閘墩后期的應力狀態明顯改善。但若采用后澆筑帶技術對施工工期有一定影響。

　　4、結語

　　水閘施工開裂是各種因素共同作用的結果，但是各種因素并不是互相獨立的。在本文的述評中，我們可以看到，有時要減小一種原因的不利影響，卻會增加另一種因素的不利影響。由此也導致了在防裂措施中，有的防裂措施既有其積極的影響，也有其消極的影響。因此在采取防裂措施的時候，怎樣抓住主要矛盾，各種措施該如何進行到一個合理的度，這個度應該怎樣把握，是值得進一步探討的問題。這就要求對混凝土的抗裂能力進行一個最為合理的評價，以指導我們采取最為有效的防裂措施，并且通常是多方面作用的結果。當了解了各種原因及影響因素后，就可以采取措施，減少或防止混凝土的開裂。目前，工程界在防止或控制裂縫方面的措施主要體現在材料、溫度控制、施工方法與工藝、養護等方面。?