资源描述:
《混凝土面板裂缝成因与防治措施》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、混凝土面板堆石坝面板裂缝成因与防治措施根据国内混凝土面板堆石坝的施工经验和资料分析:1、面板裂缝的成因分析1・1、非结构性裂缝的成因分析非结构性裂缝为温度裂缝和干缩裂缝,各口产裂机理如下:面板温度裂缝发生机理为混凝土面板受温度影响发生变形,外界和内部各种约束将限制其变形,超过混凝土的抗裂强度时就会产生裂缝,此种裂缝的直接影响因素是温差值大小和约束条件,约束条件随具体工程的不同而异,一般的裂缝影响温差如下:(1)昼夜温差。该温差使混凝土内部产生一定的温度梯度,该温度梯度引起了混凝土内部各质点间的约束,这种约束的作用会产生表
2、面裂缝,常发生于混凝土早期强度较低时。(2)季节性温差。主要是混凝土固结温度与使用期间面板年最低温度差。该温差引起的混凝土面板变形主要受面板与垫层的摩阻力约束产生裂缝,不考虑混凝土面板内部温度梯度派生的内部各质点间的约束力。混凝土而板干缩裂缝成因混凝土凝结过程屮,多余的拌和用水量将逐渐脱离开,使混凝土发生失水干缩,引起体积减小。这一过程中,水泥中各种矿物间的微观结构将不断发生收缩,且与面板内部钢筋或面板与垫层的摩阻力引起的约束相互作用,面板内部各质点之间亦会彼此形成制约,这种制约会造成表面裂缝。1.2、结构性裂缝成因分析
3、面板受外力影响会产生结构性裂缝,主要是坝休的自重和其它荷载如水压力,浪压力作用下使坝基产生不均匀沉降,或其它方向的位移,引起的变形导致面板架空,荷载作用会形成裂缝。宏观而言,面板为刚性体而堆石为柔性体,堆石体的变形会影响面板的稳定,所以必须保证面板与堆石体的协调变形。从受力角度而言,面板主要承担的荷载是水压力,其由垫层的支持力与摩阻力平衡,堆石体上的垫层受堆石变形彩响会产生应变,这就引起了血板内部应力重组,严重吋便会产纶结构性裂缝。2、混凝土面板裂缝的防治措施2.1、非结构性裂缝的防治面板非结构性裂缝主要从材料和面板施工
4、方法上进行控制。可采用合适的配合比、合理的施工方法,严格施工质量管理等措施来避免。优化面板混凝土原料及配合比(1)通过优化混凝土级配,來降低混凝土弹性模量,使混凝土抗裂韧性得以提高,从而增强混凝土的极限抗拉强度,有效防止裂缝的出现。(2)选用水化热低的水泥或部分采用粉煤灰,通过减少水化热温升来缓和面板内外温度梯度,从而防止温度裂缝。(3)通过采用混凝土减水剂来降低面板混凝土拌和用水量,从而减少混凝土的干缩量,以防止干缩裂缝。(4)使用掺纤维混凝土。掺加聚丙烯纤维或是钢纤维,掺纤维混凝土的初裂强度、韧性、弯拉强度及抗冻性能
5、等方面,均优于普通混凝土,可以有效地抑制表面裂缝的产生和发展。2.1.1、减小垫层约束作用力,在面板混凝土浇筑前必须进行垫层的脱空检查,并认真处理脱空部位,接着修整坡面,达到满足施工质量要求的平整度。尽量避免面板钢筋插入垫层,冃在垫层上涂乳化沥青后再浇筑面板,从而使垫层料的摩擦系数降低,可起到减小垫层料对面板的剪切力的作用。此时垫层对面板的约束力可认为是摩阻力,使面板变形时不至于约束力过大而产生裂缝。2.1.2、加强面板施工质量管理降低面板混凝土的入仓温度,以降低基础温差,从而减少温度裂缝。另外,面板施工期间,严格控制面
6、板的保温、保湿、防风及养护工作,使面板混凝土的温度变形、干缩变形得到控制,从而降低了温度梯度应力、干缩应力值。采用面板二次压面的施工工艺以消除面板的表面裂缝。2.2、面板混凝土结构性裂缝的防治面板结构裂缝出现一般是在浇筑初期产生细小裂缝的基础上,由于坝体不均匀沉降,面板与坝体脱空,过程中面板因刚度人不能随坝体变形,内部应力重新分布而使初始细裂缝发展成为贯穿性裂缝。其对工程质量影响相对于非结构裂缝更为严重,是防治的重点。(1)面板合理分缝及配筋。受拉区面板应设计成窄型板,受压区面板宜采用宽型板,均设分缝,受拉区设张性缝,受
7、压区设置压性缝。合理进行压性缝间填料,防止因受压而产生面板升翘。此外,在面板受拉区、压应力较大部位合理布置钢筋,以提高面板整体强度,尤其是抗拉强度。(2)采用双层面板技术。将面板设为双层板,层间设中间层使两层间约束减弱,功能分离,可以有效地释放层间变形,降低面板拉应力,从而达到抗裂防渗的目的。双层混凝土面板一般由沥青混凝土面板和普通混凝土面板组成。沥青混凝土由于极限拉应力较人、渗漏系数小、变形性能良好、耐久易修,沥青混凝土面板主要用来防渗抗裂;中间层的作用是减小摩阻力,消除上下层间的约束,使变形抵消;普通混凝土面板的作用
8、主要是提高面板整体刚度。(3)优化主堆石和下游堆石的分区。尽量消除主堆石与下游堆石间的不均匀变形。改进措施包括:扩大主堆石区范围;使主堆石及下游堆石区的界面倾向下游;两区尽量采用同一料源和同一岩性材料,使两区合成一区。(4)提高堆石填方的压实密度。使用重型压实机具尽可能提高堆石的压实密度,从而提高整体变形模量,以减少