吴双根
安徽省路港工程有限责任公司 安徽省合肥市230000
摘要：船闸工程项目是水运工程建设中的重要内容之一，同时也是水运工程项目建设中的难点之一。在船闸工程项目的建设过程中大 体积混凝土结构是船闸工程项目采用较多也是较为广泛的一种结构形式。船闸工程项目所采用的大体积混凝土结构也为船闸工程项目的施 工带来了较大的难度。混凝土裂缝是在船闸工程项目中采用大体积混凝土结构是较为常见的一种缺陷，造成船闸工程项目大体积混凝土产生 裂缝的原因众多，总体来说其主要分为温度、混凝土的收缩约束力以及混凝土的养护和混凝土配合比等因素的影响。为确保船闸工程项目的 施工质量，在进行大体积混凝土施工时需要针对各项影响进入采取针对性的措施
关键词：船闸工程；大体积混凝土；应用
现代工业与民用建筑中，特别是在水工建筑等工程施工中大体积混凝土越来越多规模日趋扩大，而大体积混凝土的裂缝控制问题是一项国际性的技术难题，许多国家都成立专门的研究机构理论成果颇多，在工程实践中仍然缺乏成熟和实用的理论成果。现有规程和规范亦不能完全解决实际工程设计和施工中提出的 问题，常造成混凝土开裂，严重影响了工程的安全性，船闸主体工程通常由大体 积混凝土构成。因此，在船闸工程中采用水化热低的复合水泥来控制，由温度应力而产生的开裂，研究混凝土在硬化过程中的温度变化应力的产生与发展规律，积极开展对复合水泥混凝土在水工建筑中的应用。寻求大体积混凝土裂缝产生 机理与控制技术，对提高船闸工程的安全性和可靠性是很有意义。
一、船闸工程混凝土施工
某船闸项目设计为 500 ｔ级Ⅳ级船闸，结构尺寸设计为200 ｍ ×23 ｍ ×4.0ｍ，单向通过能力可以达到 332×104 ｔ。上下结构的底板尺寸为 54 ｍ ×28.8ｍ，厚度 2.8ｍ，总方量为 43545.6ｍ3。本工程闸为大体积混凝土结构，所采用的施工材料强度等级为 C25。
1、施工准备
材料选用。水泥：水泥的选用要符合国家标准《通用硅酸盐水泥》。普通水泥不适宜在大体积混凝土中使用，短时间内会产生大量的水化热，如果散热不及时，当混凝土表面温度和内部温度相差过大时，比如超过 25℃，易产生裂缝，所以考虑选用低水化热的水泥。在港航工程中，可以选用的低水化热水泥有粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等。早强水泥不能用，在早期强度生成时，产生大量的水化热，特别易开裂。经过调查，附近厂家生产的复合硅酸盐水泥各项指标符合规范要求，报经批准，决定选用。
粗骨料：粗骨料选用的级配碎石粒径控制在 4.75mm～31.5mm，含泥量不应大于 1% ，泥块含量也要限制在 0.5%以内。因为船闸地处北方，到了冬天温度在 0℃以下，会结冰，所以有抗冻要求。含泥量控制更严，含泥量不大于 0.7% ，泥块含量最大值 0.2% 。调查了附近几家石子厂，经过比选，选定了符合要求的厂家供料。
细骨料：选用中粗砂，中粗砂应级配稳定、洁净，含泥量符合相关规定，最大值不超过 3% ，泥块含量的最大值 1% 。不符合要求的细骨料，不能使用。
粉煤灰：掺加粉煤灰可以代替部分水泥用量，减少水化热，便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰能改善混凝土的性能，但是在掺加粉煤灰时减少等量的水泥，会降低混凝土的早期强度，从而会影响混凝土的抗裂性能，这是一个两难问题。经过综合考虑，决定主要采用外掺法，掺加粉煤灰时，不减少水泥用量，这样对混凝土早期强度影响较小，有利于抗裂。
外加剂：根据相关经验，决定掺加一定量的外加剂。掺加的外加剂主要是高效缓凝减水剂，其减水率不宜小于18% 。减水剂可以在不降低混凝土工作性的条件下，减少用水量，降低水泥水化热的峰值，推迟混凝土温度峰值的时间。
2、设计配合比。混凝土配合比设计非常重要，一定要非常重视，找到最佳施工配合比，在保证安全性的前提下，兼顾经济性。配比要按照国家现行的规范、规程等相关规定进行，同时满足以下要求：①设计与施工的要求，按照绝热温升低、抗裂性能良好的原则通过优化确定；②配合比设计中，在满足工艺要求的条件下，选择较小的坍落度和较小的砂率；③采用外掺法掺加粉煤灰时，不减少水泥用量，仅等量替代砂用量。
二、船闸工程混凝土施工方法
当前我国要从混凝土原材料质量控制、配合比参数确定、温度控制与施工工艺的角度出发，从而可以更好地消除或者减轻裂缝的病害问题。在施工中，合理地控制混凝土配合比参数，有效的环节水化热的问题，消除其收缩病害，可以更好地提升抗拉强度性能；严格控制混凝土材料的入模温度，可以采用冷却水的方式对混凝土结构进行降温，保证内外结构的温差在合理的范围内，以消除裂缝问题；根据工程的需要采用分层、分段的方式进行施工，缓解其约束力的作用。
1、混凝土材料组成控制。混凝土工程材料会直接影响大体混凝土工程的质量，如果材料质量出现问题，会直接导致其结构出现裂缝的问题，当前我国的船闸工程主要应用的是低热低收缩性能的混凝土材料。在施工过程中，应该加强混凝土温度的控制，在保证其结构强度的基础上，要选择应用中低热水泥材料，可以更好减少材料使用量，同时需要在混合料中加入一定量的粉煤灰等添加剂，从而可以降低水化热；对于控制混凝土收缩性能方面，要选择使用大粒径的粗骨料，同时应该保证骨料之间达到紧密布置的情况，有效地降低砂率，最终保证塌落度性能达到规定的要求。
2、混凝土温度控制。对大体积混凝土进行有效温度控制是避免裂缝问题的主要措施，主要通过严控入模温度与最高温度两个方面来进行，要保证混凝土结构的内外温差在合理的范围内。从目前我国的工程技术规范中可以发现，大体积混凝土的温度应该达到如下要求：浇筑过程中的温度应该控制在 5-30℃范围内；内外温差不能超过 25℃，且内部最高温度不能超过 70℃。目前我国的船闸工程在进行温度控制中，应用加冰或者冷冻骨料的降温措施并不常见，所以导致很多船闸工程的入模温度在30℃以上，内部温度也有超过 60℃的情况，而很多工程采取其他的温度控制方式也能够有效地消除裂缝问题。控制混凝土浇筑温度的措施主要有：①加冰；②增加水泥存储时间；③可以有效增大堆积高度，在材料应用前应该在表层剥离 1m 尺寸的砂；④粗骨料喷淋降温；⑤尽量不要在11∶ 00 ～ 19∶00 时间内进行浇筑施工。内外温差控制措施：①使用冷却水制作混合料，可以使得材料温度下降约 2 ～ 4℃；②浇筑之后的 3～ 4d 拆模，完成后立即采取措施进行保温处理。
3、施工工艺与构造措施。通常来说，温度应力以如下两种方式存在：内、外约束应力。内部约束应力主要是因为混凝土结构中的断面存在有一定的温度梯度而产生的，因为在该力的持续作用之下，混凝土表层会出现很多不规则裂缝。外部约束应力主要受到混凝土结构体积的影响而导致其存在。外部约束应力的存在容易产生一定的裂缝问题，一般都是以垂直于约束面为主要形式，并且会直接在整个结构中显示。对于外部约束应力所产生的裂缝问题，需要采用如下措施来进行处理：隔离或者降低约束，可以使得整个结构达到稳定性的要求。
本船闸工程通过采取一系列措施，有效降低了大体积混凝土的内表温差，减少了温度应力，尽量避免了温度裂缝的产生，有力地保证了船闸的工程质量。
参考文献：
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