面板堆石坝裂缝分析及防治措施

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1、面板堆石坝裂缝分析及防治措施摘 要面板堆石坝在施工期或多或少地出现了面板开裂现象，对此，有两种不同的观点，一种观点认为主要是混凝土干缩和温度应力所造成的，另一种观点则认为主要是结构受力变形所造成的对此，本文从面板开裂的实际分布规律和结构受力变形方面对裂缝产作的根本原因进行探讨。关键词面板堆石坝；原因；防治　　1面板裂缝原因分析　　结构性裂缝原因分析　　混凝土面板支撑体在坝体自重、水压力等外荷载作用下，产生了不均匀的沉降，导致面板和垫层之间脱空，改变了面板的力学模型，从而产生结构性裂缝。　　混凝土面板结构

2、性裂缝分为弯曲性结构裂缝和拉伸性结构裂缝。　　弯曲性裂缝主要由面板法向变形产生，混凝土面板一侧受拉裂开张口，另一侧仍处于受压状态，是纯弯、大偏心受拉或大偏心受压引起的。拉伸结构性裂缝主要由面板切向变形产生，与垫层料开裂的原理相同，其方向为：河谷部位是水平的，两岸与岸坡大致平行，面板两侧均裂开，是纯拉、小偏心受拉引起的。　　非结构性裂缝原因分析　　非结构性裂缝是面板在非外力作用下产生的裂缝。产生非结构性裂缝的原因很多，但最主要的原因是由于面板混凝土在自身和各种外界因素作用下产生收缩变形所致。混凝土面板结构

3、体型长而薄，往往由于面板混凝土原材料中的砂石骨料、水泥、施工工艺、防护措施、湿度和温度变化等原因而造成干燥收缩和降温冷缩，并受到底部垫层约束，当由此诱发的拉应力超过面板某截面的抗拉强度时，即在该截面裂开，产生面板收缩裂缝，亦即非结构性裂缝。　　2预防开裂的措施　　材料　　钢纤维混凝土　　为了更好地适应面板堆石坝施工期和蓄水期面板受力变形的特点，建议采用钢纤维混凝土作为面板堆石坝面板材料。目前，尽管钢纤维混凝土的单价比钢筋混凝土要稍贵一些，但在初裂强度、弯拉强度、韧性、抗渗性能及抗冻性能等物理力学指标方面

4、比起普通钢筋混凝土均有较大的改善，主要表现在以下几个方面。　　1）可以很好地限制控制表面张拉裂缝的形成及开裂发展，还可以限制混凝土收缩所产生的随机裂缝的形成。　　2）可以比普通钢筋混凝土具有更好的适应变形的能力，能充分发挥混凝土基体的作用。　　3）可适当减小面板的厚度和水泥用量，温控要求相对一较低。　　4）可减少甚至取消钢筋，从而可大大避免或减少在陡坡上进行钢筋绑扎作业的潜在危险，施工较为安全。　　5）采用钢纤维混凝土比普通钢筋混凝土能更好地控制施工质量，另一方面施丁_技术已较为成熟，设备也已配套化，施

5、工更为方便、可提高生产效率。　　6）由于提高了面板的抗裂能力和耐久性，可大大减少后期的建设及维修费用因此，其综合技术经济指标是合理可行的。　　垫层料的平整及保护　　浇筑面板混凝土之前，必须认真控制好垫层料的平整度，并做好其保护玉作。为尽量减少垫层料对面板的约束影响，在垫层料上均匀喷涂一层乳化沥表清，使垫层料的磨擦系数降低。另外，在浇筑混凝上前应当切断架立钢筋，起到减小垫层料对面板的剪切力的作用。　　面板保温保湿材料的应用　　建议采用聚氨脂等新型优质保温保湿材料进行面板表面的快速防护，以减小混凝土面板的湿

6、差应力和温差应力，同时可充分发挥其具有较好的自愈能力的特点。此类材料具有无腐蚀影响、制作简单、性能稳定及热导率低等许多优点。由于采用喷涂技术，施工起来方便而且　　经济。　　结构　　面板合理分缝　　面板在坝肩周边处呈三维复杂受力状态，且多为受拉区，而面板中部多为受压区根据上述受力特点，同时为利于面板适应边坡地形变化较大的特点，在大坝周边部位面板宜采用窄型板;而中间部位面板则宜采用宽型板。此外，浇筑施工时，在面板斜坡向应当合理控制一次浇筑的　　长度。　　合理配置钢筋　　在采用钢纤维混凝土的前提下，可根据钢纤

7、维的掺量合理调整面板钢筋的配筋率目前面板作为钢筋混凝土结构一般多采用单层双向配筋方式，从面板堆石坝实际经验来看，面板中的钢筋不是配得越多越好，配筋过多将导致面板的柔性减小，适应变形和抗弯拉能力下降，反而不利于面板的受力变形，而且也不经济建议由目前的面板顺坡向的%下调为%或更少，面板坝轴线向由%下调为%或更少，随之可相应调整钢纤维的掺量。另外，还可适当减小钢筋的直径与此同时，还应当合理布置钢筋，尽可能将钢筋布置于面板受拉区部位。　　施工质量保证和混凝土养护　　面板施工质量的好坏是面板堆石坝成败的关键所在，

8、应当严格控制面板混凝土浇筑的连续性、均匀性，施工中做到振捣密实。同时，还必须做好面板混凝土的保温保湿等养护工作，做好浇筑时的温度检测工作，可采用如光栅、光纤测温等新型理人式检测仪器设备进行混凝土温度监控。　　3面板裂缝的修补处理措施　　1）对于缝宽小于mm或mm的裂缝，在表面粘贴柔性材料防渗盖片，或涂刷增韧环氧涂料。　　2）对于缝宽大于mm或mm、小于mm的非贯穿性裂缝，首先对裂缝进行化学灌浆处理，然后进行表面处理。　　3）对于缝宽大于mm