水闸闸墩裂缝成因分析及裂缝处理

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1、水闸闸墩裂缝成因分析及裂缝处理施孟杰(慈溪市水利局，浙江慈溪315300)摘要：以海黄山十塘闸为例，分析一般水闸闸墩裂缝的形成机理，主要是由于墩体的内外温差、混凝土的干缩、自生体积变形和外部约束等引起；根据其施工记录、裂缝开展特点以及水泥材料检测分析，其闸墩裂缝也是由内外温差、混凝土收缩引起。根据闸墩裂缝的成因分析其对运行安全的影响并提出裂缝处理措施。关键词：闸墩；裂缝；分析；处理AnalysisandProcessforCrackinFloodgateFrustaSHIMeng－jie（CixiWaterCons

2、ervancyBureau，Cixi315300，China）Abstract：TaketheHaiHuangshangateastheexample,theoryofpillarcrackinfloodgatefrustaisinsideandoutsidetemperaturedifferenceinbody,concreteshrinkage,volumetricdeformationandexteriorrestraint.Fromtherecord,thecrackdevelopmentcharacter

3、isticandthecementmaterialexaminationanalysis,thecrackinfloodgatefrustaalsoisbytheinsideandoutsidetemperaturedifferenceinbody,theconcreteshrinkage.Theprocessingmeasureforcrackisproposesed.Keywords:floodgatefrusta；crack；analysis；disposal中图分类号：TV315文献标识码：A基金项目：浙江

4、水利水电专科学校科学基金资助项目（XK2000-10）在沿海围垦工程中，出海水闸是主要水工建筑物之一，其关乎沿海地区的排涝防潮安全，关乎沿海居民的生命财产安全，因此其工程质量备受重视。但是，水闸在闸墩部位易出现裂缝，成了影响水闸工程质量的一个重大问题，长期以来未能得到很好的解决。在相关文献资料的基础上，本文针对海黄山水闸的闸墩裂缝进行成因分析，并提出防止水闸闸墩裂缝的经验总结。1工程概况及闸墩开裂情况海黄山水闸位于慈溪市东部浅滩、海黄山北侧约2km处，该水闸是慈溪市徐家浦两侧7067hm2围垦工程中4座出海排涝闸之

5、一。水闸工程规模为4m×7孔，闸底板为35.6m宽、15.7m长、2.5m高的大刚度空箱底板，水闸闸墩为13.5m长、1m厚、4.5m高钢筋砼闸墩。整座水闸采用整体式双胸墙闸身结构设计理论，并通过三维8节点实体有限元分析方法进行结构计算。该水闸工程于2006年4月开始施工。闸墩整个浇筑时间为2006年10月25日开始到2006年11月29日结束。根据施工单位记录，每个闸墩在浇筑2天后开始闸墩侧模拆除，拆模后1星期左右，即发现闸墩上产生裂纹，并逐步发展成两段小、中间大、呈枣核形裂缝。水闸的几个闸墩均有裂缝产生，裂缝均

6、位于闸墩两个门槽的中间位置，闸墩的中下部，每个闸墩两面对称，有的贯穿于闸墩厚度。裂缝均沿竖直向延伸，向上开展未抵顶部，下部距底板10～30cm。图1框箱式整体结构示意图2裂缝成因分析根据目前相关工程文献研究和大量工程实践证明，一般水闸闸墩裂缝的形成机理，主要是由于墩体的内外温差、混凝土的干缩、自生体积变形和外部约束等引起。2.1墩体内外温差闸墩作为大体积混凝土，热量传递的同时更易在内部积存，导致了内部温度高于外部温度,内部出现峰值温度。升温阶段结束后，是散热阶段。内外混凝土散热条件不同，外部混凝土和外界环境接触，散

7、热条件好，热量容易散发，内部混凝土散热条件差，于是在降温阶段又造成了外部混凝土温度低于内部混凝土温度。这样在升温和降温阶段都使闸墩内外混凝土形成了同一方向的温度梯度，导致了其变形的不一致。内部膨胀受到外部的限制，或相应地外部收缩受到内部约束，于是在外部混凝土中产生了拉应力。当外部混凝土拉应变达到其极限拉应变，裂缝就由此产生。裂缝初期很细，随着时间发展继续扩大、变深，甚至贯穿。图2框箱式整体结构示意图2.2混凝土的干缩混凝土内的水分，少部分提供了水泥水化的需要，少部分泌出流失，大部分水分是在浇捣完毕后慢慢蒸发掉的。随

8、着水泥的凝结、硬化，混凝土中的水分在未饱和空气中慢慢散失，引起混凝土体积缩小、变形，这种变形称为干缩。由于混凝土的水分蒸发及含湿量的不均匀分布，形成湿度变化梯度。其水分蒸发总是从外向内，由表及里。表层混凝土的水分蒸发程度和速度总是大于内部，表层混凝土收缩的程度亦大，其变形会受到内部混凝土的限制，在表层混凝土中也产生拉应力，使得表层混凝土总的拉应力加大，产生干