京杭運河微山一線船閘位于山東省濟寧市南四湖區(qū)湖西航道、湖東航道交匯處上游，湖西、湖東航道規(guī)劃等級均為二級航道，設計最大船舶等級為2000噸級，本船閘級別為Ⅱ級。船閘規(guī)模為23*234*5（m）（口門寬*閘室長*門檻水深），上、下游主導航墻各長128.6m，上、下游靠船段各長340m，上、下游停泊錨地靠泊長度為1000m。公路橋：主橋跨徑組成為（23+37+23）m預應力混凝土等截面連續(xù)箱梁，引橋跨徑組成為（7*20）m+（19+3*20）m鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。

在船閘大體積混凝土中，混凝土裂縫現(xiàn)象較為普遍，其中主要是施工中的溫度干縮裂縫，因此在施工中進行溫度應力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度干縮裂縫，影響到結構的整體性和耐久性。其次，在運轉過程中，溫度變化對結構的應力狀態(tài)具有顯著的影響。

1.船閘大體積混凝土裂縫的原因：

混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內部出現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫?；炷潦且环N脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104，長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現(xiàn)了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現(xiàn)拉應力或者只出現(xiàn)很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

2. 溫度應力的分析

根據(jù)溫度應力的形成過程可分為以下三個階段：

（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。

根據(jù)溫度應力引起的原因可分為兩類：

（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如，橋梁墩身，結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應力，在中間出現(xiàn)壓應力。

（2）約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。

這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗或數(shù)值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松馳，計算溫度應力時，必須考慮徐變的影響，具體計算這里就不再細述。

3．溫度的控制和防止裂縫的措施

為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。

控制溫度的措施如下：

（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；

（2）拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

（3）熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

（4）在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；

（5）規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；

（6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；

改善約束條件的措施是：

（1）合理地分縫分塊；

（2）避免基礎過大起伏；

（3）合理的安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露；

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養(yǎng)護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水化熱應力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數(shù)值，就有導致裂縫的危險，但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對于防止混凝土表面產生過大的拉應力，具有顯著的效果。

為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。

（1）混凝土中存在大量毛細孔道，水蒸發(fā)后毛細管中產生毛細管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使混凝土強度降低。

（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水劑可使混凝土用水量減少25％。

（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。

（4）減水劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少收縮變形。

（5）提高水泥漿與骨料的粘結力，提高的混凝土抗裂性能。

（6）混凝土在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水劑可有效的提高的混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

（7）摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少收縮。

（8）摻減水劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

（9）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。

許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經濟。

4 .混凝土的早期養(yǎng)護

實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。

因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。

從溫度應力觀點出發(fā)，保溫應達到下述要求：

1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。

2）防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。

3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

混凝土的早期養(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。

適宜的溫濕度條件是相互關聯(lián)的?；炷系谋卮胧┏３Ｒ灿斜竦男Ч?。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關鍵時期，在施工中應切實重視起來。

橋梁工程現(xiàn)澆混凝土梁板結構裂縫是砼工程質量的通病，也是質量控制難點之一，減少或控制非結構性裂縫的產生，避免結構性裂縫是砼工程裂縫控制的主要目標。

1.橋梁工程現(xiàn)澆混凝土結構裂縫成因分析：

1）設計原因：對可能出現(xiàn)開裂的結構部位，設計單位未采取必要的處理措施。

2）材料的質量原因：原材料質量不合格，特別是水泥安定性不合格，不僅導致混凝土開裂，甚至影響結構安全。

3）施工工藝原因：混凝土中水分蒸發(fā)導致混凝土收縮，而施工后未對混凝土及時養(yǎng)護；混凝土的攪拌、運輸、澆注、振搗各道工序中缺陷和疏漏；模板支設不當，漏漿，支撐剛度不足，支撐地基下沉，過早拆模；鋼筋表面污染，保護層過小、過大，澆灌中鋼筋移位；在極端惡劣的天氣下施工等因素均會導致現(xiàn)澆混凝土梁板裂縫產生。

4）混凝土的溫度變形：混凝土具有熱脹冷縮的性質，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，就會產生溫度變形引起附加應力，當其超過混凝土抗拉應力時，即產生裂縫。

5）混凝土的收縮和徐變：混凝土在空氣中硬結，體積會縮小，易產生干縮裂縫。

6）荷載作用：混凝土早期受震、拆模方法不當、拆模過早、施工超載等原因造成裂縫。

2．預防措施：

(1)加強混凝土早期養(yǎng)護，澆灌完的混凝土要及時養(yǎng)護，防止干縮，冬季施工期間要及時覆蓋養(yǎng)護，防止冷縮裂縫產生。

(2)大體積現(xiàn)澆混凝土施工應合理設計澆筑方案，避免出現(xiàn)施工縫。(3)加強施工管理，混凝土施工時應結合實際條件，采取有效措施，確?；炷恋呐浜媳?、坍落度等符合規(guī)定的要求并嚴格控制外加劑的使用，同時應避免混凝土早期受到沖擊。

3．處理方法：

當裂縫較細，數(shù)量不多時，可將裂縫用水沖洗后，用水泥漿抹補；如裂縫開裂較大較深時，應沿裂縫鑿去薄弱部分，并用水沖洗干凈，用1:2.5水泥砂漿抹補。此外，加壓灌入不同稠度的改性環(huán)氧樹脂溶液補縫，效果也較好。

現(xiàn)澆混凝土質量通病受多種因素影響，產生質量通病的原因存在于設計、施工的全過程，因而在監(jiān)理過程中應采取全面的監(jiān)理控制措施：

（一）組織控制措施

1、對現(xiàn)場監(jiān)理機構的組織管理

落實監(jiān)理目標控制的組織機構和人員，明確各級目標控制人員任務和職能分工、權利和責任，不斷完善目標控制的工作流程，并對進場材料設備、施工工藝、方法、施工環(huán)境、施工圖紙等關鍵環(huán)節(jié)控制，從組織管理上予以保證。

2、對施工單位的組織管理

在工程開工前，監(jiān)理工程師要審查施工單位的施工現(xiàn)場質量管理，是否有施工技術標準，是否有健全的質量管理體系、施工質量檢驗制度和綜合施工質量水平評定考核制度，仔細審查施工組織設計及施工方案等，當各項指標均滿足要求時，方可簽署開工報告。在現(xiàn)澆混凝土梁板施工前，監(jiān)理方應組織召開由施工單位技術負責人、質檢員及各有關施工隊負責人參加的會議，加強質量意識，將質量控制目標落實到位，明確各施工工序必須執(zhí)行“三檢”制，且有公司質檢部門專職質檢員簽字驗收，然后經監(jiān)理人員驗收、簽字認定，方可進入下道工序施工。

（二）技術控制措施   監(jiān)理的技術控制措施對解決建設工程實施過程中的技術問題是不可缺少的。以下是現(xiàn)澆梁板裂縫控制技術措施的幾個控制要點：

1、做好圖紙會審和技術交底工作，對可能出現(xiàn)開裂的部位，建議設計單位采取必要的處理措施，以確保其不成為開裂的主要原因。如超長結構、結構變形集中處、受溫度影響很大的部位等建議采取設置后澆帶、摻外加劑、調整配筋等方法。

2、審核施工方案的合理性，對不合理的施工方案實施否決權。如對未考慮模板的數(shù)量是否滿足混凝土養(yǎng)生期的施工方案予以否決。

3、審核施工進度計劃，正確處理好質量和工期關系，在保證質量的前提下制定合理工期，避免因盲目追求工期目標而造成結構質量隱患。

4、加強原材料的質量控制，建立原材料進場登記、檢驗制度，未經監(jiān)理工程師檢驗合格的材料不允許使用于工程中。

5、對混凝土澆搗施工過程實行全過程旁站監(jiān)理，督促施工人員嚴格按施工操作規(guī)范、施工方案進行施工，及時發(fā)現(xiàn)并糾正混凝土施工操作中過振和漏振等現(xiàn)象，嚴格控制混凝土的配合比、水灰比和水泥用量，檢查砂、石子的級配，減小孔隙率和砂率，以減少混凝土收縮量，提高混凝土拉裂強度；加強混凝土坍落度的檢查，要求施工方必須在規(guī)定的坍落度條件下施工，嚴禁為施工方便，在混凝土澆搗現(xiàn)場任意加水，以防止混凝土離析過大影響強度；嚴禁在惡劣的氣候下進行混凝土澆搗施工。

6、嚴格把好隱蔽工程檢查驗收關，對混凝土承重模板及支架的設計合理性、剛度、強度和穩(wěn)定性進行檢查，以防止當混凝土強度尚未達到一定值時，由于模板支架變形過大，使混凝土超值撓曲引起裂縫；檢查鋼筋的品種、規(guī)格、數(shù)量是否符合圖紙及規(guī)范要求，同時檢查鋼筋定位、保護層厚度、鋼筋間距是否符合要求，發(fā)現(xiàn)質量隱患及時向施工單位提出整改，直至合格為止；在混凝土澆搗時督促施工隊設專人看護鋼筋，及時糾正以防變形。

7、混凝土澆搗完畢，表面刮抹應限制到最小程度，當施工產生泌水現(xiàn)象時，不宜在混凝土表面撒干水泥刮抹，最好在混凝土終凝前用木蟹進行兩次壓抹處理，以提高混凝土表面的抗裂能力。混凝土澆搗完畢，要對表面進行覆蓋或澆水養(yǎng)護，時間為7-14天，防止強風及烈日曝曬。在混凝土強度達到1.2N/mm2前，嚴禁踩踏、安裝模板或支架及堆放荷載。

8、嚴格控制混凝土模板或支架拆除時間。根據(jù)工期需要督促施工方配備足夠數(shù)量的模板或支架，保證按規(guī)范要求進行拆模，杜絕過早拆模，引起結構裂縫。

9、加強沉降觀測，認真作好監(jiān)理的日常巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時上報處理，并跟蹤檢查，確保處理效果的可靠性。

（三）經濟控制措施

經濟措施是通過審核工程量及相應的付款和結算報告作為控制工程質量的手段之一。督促施工方建立質量獎罰制度，使質量管理實現(xiàn)全員參與。

（四）合同控制措施

監(jiān)理合同控制措施對目標控制具有全局性的影響，監(jiān)理的組織控制措施、技術控制措施、經濟控制措施均要以合同為依據(jù)。督促施工單位根據(jù)施工合同規(guī)定的質量目標，制定必要的目標過程管理制度、目標質量驗收標準和表式以規(guī)范工程的管理，將預防現(xiàn)澆混凝土質量通病的目標分解為若干個控制事件，將責任落實到每個工序、每個工序的參與人員，根據(jù)控制目標質量驗收標準進行驗收檢查，根據(jù)檢查結果進行獎懲。

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