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【内容提要】在船闸工程建设中，大体积混凝土裂缝问题作为船闸工程质量通病，一直没有得到根本性解决。裂缝的存在特别是贯穿裂缝，对船闸的质量和寿命有很大的影响。本文主要结合疏港航道整治工程沂南船闸经验，对船闸施工中较难控制的大体积混凝土裂缝问题，进行研究和探索，旨在为今后船闸施工做一定贡献。
【关键字】船闸工程大体积混凝土裂缝预防和控制
中图分类号： TV544+.91 文献标识码：A文章编号：
【 Abstract 】 In the similar project construction, the mass concrete crack problems as a similar project quality problems, has not been fundamentally solved. Fracture existence especially through cracks, the quality of life of shiplock and has very big effect. This paper dredging port waterway regulation project of yinan experience, to lock in construction is hard to control the size of concrete crack problems, for research and exploration, aims to do for the future construction of certain contribution.
【 Key words 】 shiplocks, mass concrete, crack prevention, control
1 前言
疏港航道整治工程的沂南船闸，闸首和闸室都采用钢筋混凝土整体式结构，闸首底板分三块浇筑，闸室底板分三块浇筑，分块处设置施工宽缝。虽然设计时都分成好多块，但每一块都仍然有几百方混凝土。工程实践证明，大体积混凝土施工难度较大，混凝土产生裂缝的机率较多，在船闸裂缝中，有些裂缝是表面裂缝，但还有些是贯穿裂缝，裂缝的存在对船闸的质量和寿命有很大的影响，特别是贯穿裂缝，如不能得到有效控制和避免，将会造成无法估量的损失。
2 裂缝成因分析
2.1温度裂缝
温度裂缝产生的主要原因：一是由于混凝土结构内外温差较大引起的。在混凝土结构硬化期间，水泥释放大量的水化热，如果散热不及时，混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，因而出现温度裂缝。二是由于结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积混凝土浇筑在约束地基上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束，则易发生深度、甚至是贯穿的温度裂缝。
2.2沉缩裂缝
混凝土沉缩裂缝在大体积混凝土经常发生。主要原因是振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，特别是初凝前的二次拌压；如果表面覆盖再不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，混凝土早期强度低，不能抵抗干缩变形而导致开裂现象。
2.3其它原因裂缝
产生裂缝的原因除温度变化、沉缩等原因引起外，还有以下几个方面原因： 1、 原材料质量低劣；2、 配合比不当；3、 施工方法不当； 4、 人员因素； 5、 环境因素。
3 裂缝控制要点
3.1 混凝土配合比设计控制在沂南船闸工程中，我们根据工程质量要求，认真做好混凝土配合比设计工作。在保证混凝土在满足设计和施工的条件下，尽可能降低水泥用量，适当增加粉煤灰掺量，以降低水化热温升，降低混凝土单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。粉煤灰的应用可以有效地提高工程混凝土构件的耐久性，同时还可以改善新拌混凝土和易性，延缓混凝土凝结时间，降低混凝土水化热从而避免大体积混凝土构件裂缝的产生。
3.2 混凝土原材料控制
在沂南船闸工程中，我们从混凝土原材料控制入手，把好水泥、砂石等原材料的选用关， 一是选用低热水泥。降低水泥用量，掺适量的一级粉煤灰，以降低水化热温升，达到胶凝材料的最终水化热以小于250J/g。二是改善骨料级配，在现场条件许可和保证质量的前提下，尽可能选择粒径较大的骨料增大混凝土的抗裂能力，在材料级配上采用三级配碎石，混凝土用砂采用中粗砂，尽量选用线膨胀系数较小的骨料。三是在闸首、闸室底板大体积混凝土中部分抛填块石，以减小混凝土内部温升。
3.3 混凝土原材料温度控制
在夏天浇筑混凝土时，我们主要采取降低混凝土原材料的入仓温度。并尽量选择低温日子浇筑，特别是结构物中下部温升较高的部位，都安排在夜间浇筑，结构物的上部安排在白天浇筑。
3.4混凝土拌和运输控制
为保证混凝土拌和质量，降低成本，专门在沂南船闸设置混凝土拌和楼，所有浇注混凝土采取拌和楼集中拌制，泵车输送的方法。浇筑采用水平分层法浇筑，沿底板的长边方向布管送料。分层厚度严格控制在30cm以内，以利于混凝土水化热的散发，同时要保证先浇的下层混凝土在初凝以前被后浇的上层混凝土所覆盖。
3.5 分块浇注
为避免大体积混凝土在施工过程中产生裂缝，在沂南船闸施工中，上、下闸首及闸室底板沿横向分为三块浇筑，在距闸首边墩前沿线4.0m处设施工宽缝，在达到设计要求的浇注条件后进行封铰，以减少裂缝产生。封铰时采用比主体混凝土强度略高的混凝土，加入适当的外加剂，使混凝土具有微膨胀性，补偿混凝土初期因收缩变形产生的拉应力，同时避免混凝土密实度不同而产生应力集中出现的裂缝，达到新老混凝土良好结合。
3.6混凝土振捣控制
沂南船闸混凝土的振捣采用插入式振捣器。振捣依不同的部位采用垂直振捣和斜插振捣方式。插点采用交错式，振捣时振捣棒插入下层混凝土，每点振捣时间不宜过长，根据以下条件衡量混凝土是否振捣密实：（1）不再出现气泡；（2）混凝土不再显著下沉；（3）表面泛浆；（4）表面形成水平面。
3.7混凝土养护的温度控制
对于不同季节浇筑的混凝土应采用不同的保温方式，对于夏秋季节浇筑的混凝土，应确保2～5天内的表面保温，避免在2～3天龄期内拆模。此外拆模时间应尽量避开气温突降的天气。混凝土振捣完毕即用塑料布密封养护，防止混凝土脱水龟裂。冬季施工时，对混凝土外露面进行覆盖保温，当模板未拆除而大气温度过低时，模板外周用塑料泡沫板和麻袋覆盖，并包裹一层彩布条蓄热；当模板拆除混凝土须继续养护时，混凝土外露面用土工布覆盖，加盖保温材料能有效控制因温差应力而产生的裂缝。保温材料的撤出时间应以混凝土内部和表面温差以及表面和大气的温差均小于25℃为准。
4 结论与建议
大体积混凝土裂缝作为船闸工程的一项质量通病，治理起来难度较大，我们必须结合船闸工程和大体积混凝土的特性，进行科学合理的试验，优化混凝土配合比，按照大体积混凝土施工要求认真组织施工，才能有效控制和避免船闸工程中大体积混凝土裂缝的产生，保证工程质量。
参考文献：
1、《大体积混凝土施工规范》 GB50496---2009中華人民共和国城乡建设部 中国计划出版社 2009年。
2、许尔新 《浅谈混凝土施工中的温度控制》 中国建设信息2007 。
【关键字】船闸工程大体积混凝土裂缝预防和控制
中图分类号： TV544+.91 文献标识码：A文章编号：
【 Abstract 】 In the similar project construction, the mass concrete crack problems as a similar project quality problems, has not been fundamentally solved. Fracture existence especially through cracks, the quality of life of shiplock and has very big effect. This paper dredging port waterway regulation project of yinan experience, to lock in construction is hard to control the size of concrete crack problems, for research and exploration, aims to do for the future construction of certain contribution.
【 Key words 】 shiplocks, mass concrete, crack prevention, control
1 前言
疏港航道整治工程的沂南船闸，闸首和闸室都采用钢筋混凝土整体式结构，闸首底板分三块浇筑，闸室底板分三块浇筑，分块处设置施工宽缝。虽然设计时都分成好多块，但每一块都仍然有几百方混凝土。工程实践证明，大体积混凝土施工难度较大，混凝土产生裂缝的机率较多，在船闸裂缝中，有些裂缝是表面裂缝，但还有些是贯穿裂缝，裂缝的存在对船闸的质量和寿命有很大的影响，特别是贯穿裂缝，如不能得到有效控制和避免，将会造成无法估量的损失。
2 裂缝成因分析
2.1温度裂缝
温度裂缝产生的主要原因：一是由于混凝土结构内外温差较大引起的。在混凝土结构硬化期间，水泥释放大量的水化热，如果散热不及时，混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，因而出现温度裂缝。二是由于结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积混凝土浇筑在约束地基上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束，则易发生深度、甚至是贯穿的温度裂缝。
2.2沉缩裂缝
混凝土沉缩裂缝在大体积混凝土经常发生。主要原因是振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，特别是初凝前的二次拌压；如果表面覆盖再不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，混凝土早期强度低，不能抵抗干缩变形而导致开裂现象。
2.3其它原因裂缝
产生裂缝的原因除温度变化、沉缩等原因引起外，还有以下几个方面原因： 1、 原材料质量低劣；2、 配合比不当；3、 施工方法不当； 4、 人员因素； 5、 环境因素。
3 裂缝控制要点
3.1 混凝土配合比设计控制在沂南船闸工程中，我们根据工程质量要求，认真做好混凝土配合比设计工作。在保证混凝土在满足设计和施工的条件下，尽可能降低水泥用量，适当增加粉煤灰掺量，以降低水化热温升，降低混凝土单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。粉煤灰的应用可以有效地提高工程混凝土构件的耐久性，同时还可以改善新拌混凝土和易性，延缓混凝土凝结时间，降低混凝土水化热从而避免大体积混凝土构件裂缝的产生。
3.2 混凝土原材料控制
在沂南船闸工程中，我们从混凝土原材料控制入手，把好水泥、砂石等原材料的选用关， 一是选用低热水泥。降低水泥用量，掺适量的一级粉煤灰，以降低水化热温升，达到胶凝材料的最终水化热以小于250J/g。二是改善骨料级配，在现场条件许可和保证质量的前提下，尽可能选择粒径较大的骨料增大混凝土的抗裂能力，在材料级配上采用三级配碎石，混凝土用砂采用中粗砂，尽量选用线膨胀系数较小的骨料。三是在闸首、闸室底板大体积混凝土中部分抛填块石，以减小混凝土内部温升。
3.3 混凝土原材料温度控制
在夏天浇筑混凝土时，我们主要采取降低混凝土原材料的入仓温度。并尽量选择低温日子浇筑，特别是结构物中下部温升较高的部位，都安排在夜间浇筑，结构物的上部安排在白天浇筑。
3.4混凝土拌和运输控制
为保证混凝土拌和质量，降低成本，专门在沂南船闸设置混凝土拌和楼，所有浇注混凝土采取拌和楼集中拌制，泵车输送的方法。浇筑采用水平分层法浇筑，沿底板的长边方向布管送料。分层厚度严格控制在30cm以内，以利于混凝土水化热的散发，同时要保证先浇的下层混凝土在初凝以前被后浇的上层混凝土所覆盖。
3.5 分块浇注
为避免大体积混凝土在施工过程中产生裂缝，在沂南船闸施工中，上、下闸首及闸室底板沿横向分为三块浇筑，在距闸首边墩前沿线4.0m处设施工宽缝，在达到设计要求的浇注条件后进行封铰，以减少裂缝产生。封铰时采用比主体混凝土强度略高的混凝土，加入适当的外加剂，使混凝土具有微膨胀性，补偿混凝土初期因收缩变形产生的拉应力，同时避免混凝土密实度不同而产生应力集中出现的裂缝，达到新老混凝土良好结合。
3.6混凝土振捣控制
沂南船闸混凝土的振捣采用插入式振捣器。振捣依不同的部位采用垂直振捣和斜插振捣方式。插点采用交错式，振捣时振捣棒插入下层混凝土，每点振捣时间不宜过长，根据以下条件衡量混凝土是否振捣密实：（1）不再出现气泡；（2）混凝土不再显著下沉；（3）表面泛浆；（4）表面形成水平面。
3.7混凝土养护的温度控制
对于不同季节浇筑的混凝土应采用不同的保温方式，对于夏秋季节浇筑的混凝土，应确保2～5天内的表面保温，避免在2～3天龄期内拆模。此外拆模时间应尽量避开气温突降的天气。混凝土振捣完毕即用塑料布密封养护，防止混凝土脱水龟裂。冬季施工时，对混凝土外露面进行覆盖保温，当模板未拆除而大气温度过低时，模板外周用塑料泡沫板和麻袋覆盖，并包裹一层彩布条蓄热；当模板拆除混凝土须继续养护时，混凝土外露面用土工布覆盖，加盖保温材料能有效控制因温差应力而产生的裂缝。保温材料的撤出时间应以混凝土内部和表面温差以及表面和大气的温差均小于25℃为准。
4 结论与建议
大体积混凝土裂缝作为船闸工程的一项质量通病，治理起来难度较大，我们必须结合船闸工程和大体积混凝土的特性，进行科学合理的试验，优化混凝土配合比，按照大体积混凝土施工要求认真组织施工，才能有效控制和避免船闸工程中大体积混凝土裂缝的产生，保证工程质量。
参考文献：
1、《大体积混凝土施工规范》 GB50496---2009中華人民共和国城乡建设部 中国计划出版社 2009年。
2、许尔新 《浅谈混凝土施工中的温度控制》 中国建设信息2007 。