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一、混凝土面板堆石壩裂縫產(chǎn)生的成因
就堆石壩面板產(chǎn)生的裂縫而言, 可能發(fā)生兩類裂縫,即結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩類。
1、非結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生成因
混凝土面板非結(jié)構(gòu)性裂縫主要是由于面板混凝土在自身和各種外界因素作用下產(chǎn)生收縮變形所致。主要有以下幾種類型：
(1)塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫是當處于塑性狀態(tài)的混凝土面板表面水分的蒸發(fā)率大于沁水上升到表面的速率時出現(xiàn)的。主要由于混凝土溫度高、氣溫高、空氣濕度小、風速大等原因造成。塑性收縮常常發(fā)生在新拌混凝土初凝前，如果塑性收縮較大，可能產(chǎn)生水紋形狀的龜裂，但裂縫深度一般不大。
(2)溫度收縮裂縫。溫度裂縫是由于施工期水泥水化熱的作用, 或者外界氣溫驟降，使面板內(nèi)外形成溫差，進而形成引起溫度應力使混凝土因內(nèi)外變形不一致在表面產(chǎn)生拉應力,當拉應力大于混凝土的抗拉強度時就會產(chǎn)生裂縫。
2、結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生成因
結(jié)構(gòu)性裂縫是面板在外力作用下產(chǎn)生的裂縫,裂縫主要是由于堆石體在其自重和水壓力作用下產(chǎn)生不均勻沉降和水平位移,導致面板與墊層之間脫空,使得面板受力變形產(chǎn)生貫穿性裂縫。其中壩體變形的成因主要有四種，分別是:加載變形(壩體和庫水自重增加引起的壩體混凝土面板堆石壩中面板的裂縫產(chǎn)生原因分析，處理方法、處理效果的監(jiān)測結(jié)果以及防范措施等變形)、濕化變形(下游尾水位和浸潤線抬高導致部分壩體增濕飽和引起的變形)、流變變形(長時間運行期壩體流變產(chǎn)生的變形)和震動變形(地震激勵下壩體的變形)。
二、混凝土面板堆石壩裂縫對策
1、非結(jié)構(gòu)性裂縫的防治
面板非結(jié)構(gòu)性裂縫主要從材料和面板施工方法上進行控制�？刹捎煤线m的配合比、合理的施工方法, 嚴格施工質(zhì)量管理等措施來避免。
(1)優(yōu)化面板混凝土原料及配合比
**、通過優(yōu)化混凝土級配, 來降低混凝土彈性模量, 使混凝土抗裂韌性得以提高, 從而增強混凝土的極限抗拉強度, **防止裂縫的出現(xiàn)。
第二、選用水化熱低的水泥或部分采用粉煤灰, 通過減少水化熱溫升來緩和面板內(nèi)外溫度梯度, 從而防止溫度裂縫。
第三、通過采用混凝土減水劑來降低面板混凝土拌和用水量, 從而減少混凝土的干縮量, 以防止干縮裂縫。
(2)減小墊層約束作用力
在面板混凝土澆筑前必須進行墊層的脫空檢查, 并認真處理脫空部位, 接著修整坡面, 達到滿足施工質(zhì)量要求的平整度。盡量避免面板鋼筋插入墊層, 且在墊層上涂乳化瀝青后再澆筑面板, 從而使墊層料的摩擦系數(shù)降低, 可起到減小墊層料對面板的剪切力的作用。此時墊層對面板的約束力可認為是摩阻力, 使面板變形時不至于約束力過大而產(chǎn)生裂縫。
2、面板混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫的防治
面板結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)一般是在澆筑初期產(chǎn)生細小裂縫的基礎(chǔ)上, 由于壩體不均勻沉降, 面板與壩體脫空, 過程中面板因剛度大不能隨壩體變形, 內(nèi)部應力重新分布而使初始細裂縫發(fā)展成為貫穿性裂縫。其對工程質(zhì)量影響相對于非結(jié)構(gòu)裂縫更為嚴重, 是防治的重點。
(1)面板合理分縫及配筋。受拉區(qū)面板應設(shè)計成窄型板, 受壓區(qū)面板宜采用寬型板, 均設(shè)分縫, 受拉區(qū)設(shè)張性縫, 受壓區(qū)設(shè)置壓性縫。合理進行壓性縫間填料, 防止因受壓而產(chǎn)生面板升翹。此外, 在面板受拉區(qū)、壓應力較大部位合理布置鋼筋, 以提高面板整體強度, 尤其是抗拉強度。
(2)采用雙層面板技術(shù)。將面板設(shè)為雙層板, 層間設(shè)中間層使兩層間約束減弱, 功能分離, 可以**地釋放層間變形, 降低面板拉應力, 從而達到抗裂防滲的目的。雙層混凝土面板一般由瀝青混凝土面板和普通混凝土面板組成。瀝青混凝土由于極限拉應力較大、滲漏系數(shù)小、變形性能良好、耐久易修, 瀝青混凝土面板主要用來防滲抗裂; 中間層的作用是減小摩阻力, **上下層間的約束, 使變形抵消; 普通混凝土面板的作用主要是提高面板整體剛度。 |
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