贴膜对水渠大面积素混凝土薄板裂缝控制的意义

　　摘要：本文结合曹妃甸工业区华润电厂厂外正式排水明渠工程护砌结构施工经验，对吹填区水渠大面积素混凝土薄板裂缝现象的分析、预防、实验、处理等工作进行介绍和总结。同时，提出贴盖塑料薄膜措施对本工程裂缝控制的意义。

　　关键词：吹填区，素混凝土薄板，裂缝，贴膜

　　引言：在当前国家大兴水利水电工程建设的良好形势下，做好水利水电工程施工技术总结、交流、研究工作，营造提高水利水电工程施工质量和水平的学术氛围，已变得尤为迫切和重要。结合曹妃甸工业区华润电厂厂外正式排水明渠工程实际，现就吹填区大型水渠大面积素混凝土薄板裂缝控制做如下讨论交流。

　　一、背景工程概要

　　曹妃甸工业区华润电厂厂外正式排水明渠工程，作为国内少有的特大型排水明渠，拟建于曹妃甸工业区华润电厂至纳潮河之间，施工区域勘察深度范围内的地层为吹填土，主要岩性为淤泥质粉质粘土，淤泥质粉质粘土夹粉砂、粉土、粉质粘土，多为层状土。明渠面宽100米，全长3590m。全断面采用现浇无配筋素混凝土板结构，单块板尺寸较大（4m×4m），厚度较薄（20cm和30cm），混凝土强度C30F300，排水设计流量达到230m³/s。主要负责电厂大规模机组海水冷却水循环排放，兼起到曹妃甸工业区防洪排涝的重要作用。

　　根据本工程特点，开工前对可能导致混凝土裂缝出现的主要原因分析概括为以下几点：1、吹填区地基稳固性差，结构地基处理不好，基础出现不均匀沉降；2、混凝土原材料自身质量不过关，降低了成品混凝土极限拉伸强度；3、施工期高温、降雨等自然条件，引起混凝土变形应力超过混凝土抗拉强度；4、混凝土浇筑、振捣、养护等施工过程未按设计、规范要求实施，造成混凝土成品。

　　三、裂缝控制技术措施

　　针对可能导致混凝土出现有害裂缝因素，进行单因素分析和多因素综合分析后，在本工程施工过程中相应采取了以下主要技术措施：

　　1、确保吹填地基稳固

　　（1）采用井管降水结合深挖排水沟相结合的方式，将地下水位控制在设计要求水平以下，为强夯等地基处理提供了良好先决条件。明渠两侧2.5m平台各布置一排管井，含水量较大淤泥区渠底加设两排，阻断明渠断面两侧来水。管井采用直径400mm、壁厚50mm的无砂水泥管，间距7m，深度12m至15m。

　　（2）利用浮筒挖机沿明渠中心线开挖主排水沟，横向开挖辅排水沟，解决明渠内部明水及地下水。分层开挖土方，分层加深排水沟。最后，随着混凝土结构的推进，两侧增设次排水沟，逐段回填碎石，在结构底层形成永久性排水盲沟，对已建结构区域地下水提供定向疏流途径。

　　（3）降水后地基处理前，对基槽底部土体进行攒堆翻晒，一则可以加速干燥表层土；二则可以避免因工期较长（经过冬季和雨季），多次降水给表层土带来的不利影响。

　　（4）地基处理利用强夯与振动碾压相结合。夯锤要求重量10~20吨，底面直径2.5m，夯点间距4m×4m，强夯3遍，夯击能要求第一遍3击1500kN/m，第二遍和第三遍均为4击2000kN/m。强夯施工后采用振动碾压，稳压一遍，振动碾压4遍。

　　2、控制混凝土原材料及成品质量

　　（1）严格控制原材料质量，混凝土按照试验合格的配合比控制好投料计量，选用级配好、杂质少的骨料。

　　（2）适当延长混凝土的搅拌时间，保证混凝土的和易性。

　　（3）由于混凝土板无配筋，为增强混凝土的抗张力和韧性，提高素混凝土板抗裂能力，在混凝土搅拌时添加聚丙烯纤维，每立方混凝土中添加0.9kg。

　　（4）采用振捣棒振捣时，振捣棒参数为：直径（50mm），长度（500mm），频率（14000次/min），功率（1.1kW）。振捣棒移动距离控制在50cm范围内，防止漏振，快插慢拔防止过振。混凝土表面用振捣梁振捣，保证混凝土板表面的密实度，并且起到刮平、提浆作用；采用抹光机抹面。

　　（5）采用土工布或草席覆盖，洒水养护。

　　3、用实验、检测数据完善质量保障

　　（1）严格按照设计要求进行地基处理后，按照每2000㎡一个测量点的高密度,对其进行静力触探试验检测,检测结果均符合设计及规范要求。

　　（2）对混凝土的水泥、碎石、黄沙、外加剂等原材料进行实验检测，检测合格后方用于混凝土生产。

　　（3）混凝土标准条件下养护与同条件下养护试块抗压强度送第三方实验室检测，对现场实际浇筑混凝土成品做质量后期补充认证。

　　（4）对前段施工混凝土原材料送检及试验结构数据进行统计,合格率达100%.

　　四、发现和探讨

　　为确保本工程吹填区大面积素混凝土薄板施工质量，在本工程实际护砌结构素混凝土板施工开始后，没有急于追求进度，而是在现场选取具有代表性的一段施工区域作为混凝土裂缝控制实验段，通过观测混凝土裂缝情况，决定后续施工安排。尽管有以上细致周到的质量保证措施工作，但是，在试验段一开始，部分混凝土薄板表面还是出现了可见的裂缝。在地基处理、混凝土质量、施工工艺及工人操作经验等因素假定为不变的情况下，经试验段气象和养护条件这两项变化因素影响的统计，有经验的施工人员提出，本工程处于大面积吹填区域，周边开阔，施工区域无掩护，正直曹妃甸5月进入大风季节，在大风作用下，混凝土表面出现裂缝。为验证这一现象，在随后的几天，试验段特意安排了对比实验，一组为混凝土收光结束后，在其表面贴一层塑料薄膜，上部覆盖草席洒水保证湿润环境，另一组仅仅覆盖草席洒水不做贴膜处理。实验统计明显表现出：有风天气里，未贴膜一组表面出现裂缝的概率远远大于贴膜的一组。而且在后来的施工过程中这一结论也得以验证。

　　初步分析，本工程处于曹妃甸吹填区，属于淡水缺乏区，在相关单位不允许采用海水养护的情况下，大面积素混凝土板洒水养护条件相对较差，加之夏季风季因素影响，混凝土表面在不饱和空气中快速失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水，产生干缩，进而造成混凝土表面可见裂缝的产生。而本工程通过贴盖塑料薄膜这一措施将裂缝现象得到了很好的控制。当然，本工程良好的地基处理、严格的材料质量控制、规范的施工工艺和施工操作都是功不可没的。

　　五、结语

　　本工程通过强化地基处理、严控材料质量、规范施工工艺和操作以及试验后的贴膜等措施很好的控制了吹填区大面积素混凝土薄板的有害裂缝现象，本篇论述希望能够为后续相关水利水电施工提供参考，同时也希望经验丰富的专家、同仁对本篇不当之处加以批评指正。谢谢！

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