淺談某火電廠大體積砼裂縫預(yù)控措施

張 羽，宋靖偉，趙景鋒

1.浙江省電力建設(shè)有限公司，浙江寧波 315010

2.浙江省電力建設(shè)有限公司、浙江二建建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江寧波 315010

淺談某火電廠大體積砼裂縫預(yù)控措施

張 羽1，宋靖偉2，趙景鋒2

1.浙江省電力建設(shè)有限公司，浙江寧波 315010

2.浙江省電力建設(shè)有限公司、浙江二建建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江寧波 315010

本文對(duì)大體積砼施工中易產(chǎn)生的裂縫原因進(jìn)行分析，提出了若干預(yù)控措施。

大體積砼；裂縫原因分析；預(yù)控

某火力發(fā)電廠擴(kuò)建2×1000mW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，為國內(nèi)單機(jī)容量最大機(jī)組。機(jī)組投產(chǎn)后該廠總裝機(jī)容量達(dá)5×1000mW，亦為全國之最。而汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)工程為全廠土建工程的核心難點(diǎn)工程，故如何控制好汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量成為全廠土建工程的重中之重。筆者就本工程汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)層大體積砼所采取的各項(xiàng)裂縫預(yù)控措施進(jìn)行論述。

1 汽輪發(fā)電機(jī)基座運(yùn)轉(zhuǎn)層簡介

汽輪發(fā)電機(jī)基座采用低承臺(tái)樁基，承臺(tái)與運(yùn)轉(zhuǎn)層梁板結(jié)構(gòu)采用砼框架柱連接。運(yùn)轉(zhuǎn)層梁板結(jié)構(gòu)呈長方體狀，長47.61m，寬17.20m,局部寬11.2m，厚度約3m，砼強(qiáng)度為C40。運(yùn)轉(zhuǎn)層梁板結(jié)構(gòu)一次澆筑成型，屬大體積砼。

2 大體積砼裂縫分類及原因分析

2.1 大體積砼裂縫分類

1）收縮裂縫。包括砼化學(xué)收縮、干縮、自收縮產(chǎn)生的裂縫；2）溫度裂縫。此裂縫為大體積砼特征性裂縫。

2.2 裂縫影響因素

2.2.1 設(shè)計(jì)及材料本身等相關(guān)因素

1）砼材料拉抗強(qiáng)度小，僅為抗壓強(qiáng)度的1/10～1/20，易因拉應(yīng)力產(chǎn)生裂縫；

2）運(yùn)轉(zhuǎn)層梁板結(jié)構(gòu)長度、寬度大。內(nèi)部大小孔洞密集，加之運(yùn)轉(zhuǎn)層梁板結(jié)構(gòu)受已澆筑的支座柱約束不能自由伸縮，易在拉應(yīng)力較大的截面處產(chǎn)生裂紋。

2.2.2 材料及配合比因素

運(yùn)轉(zhuǎn)層梁板結(jié)構(gòu)大體積砼強(qiáng)度偏高、砼水灰比偏小、商品砼坍落度偏大而骨料粒徑相對(duì)較小等都是產(chǎn)生裂縫的隱患。而體積較大、表面系數(shù)較小的特點(diǎn)阻礙了水泥水化熱的有效散發(fā)。水泥水化熱會(huì)引起砼澆筑體內(nèi)部溫度劇烈變化，使砼澆筑體早期塑性收縮和砼硬化過程中的收縮增大，使砼澆筑體內(nèi)部的溫度－收縮應(yīng)力劇烈變化，而導(dǎo)致砼澆筑體或構(gòu)件發(fā)生的裂縫。因此，砼水灰比是其裂縫的重要影響因素。

2.2.3 施工環(huán)境因素

外部氣候條件也是大體積砼產(chǎn)生裂縫的重要因素。對(duì)于汽機(jī)基座，因電廠本身建設(shè)周期的影響，基座大體積砼結(jié)構(gòu)澆筑往往碰到冬季，導(dǎo)致砼澆筑體內(nèi)外溫差較大。

2.2.4 施工過程因素

1）支撐沉陷裂縫，新澆砼易在模板、支撐變形的情況下產(chǎn)生裂縫。因支撐剛度不足，新澆砼在荷載作用下產(chǎn)生變形、沉陷。沉陷變形是砼產(chǎn)生裂縫的一大原因；

2）養(yǎng)護(hù)不當(dāng)是造成大體積砼產(chǎn)生裂縫的一大原因。若未及時(shí)養(yǎng)護(hù)，在砼凝結(jié)硬化初期，如砼表面空氣干燥或風(fēng)速大、蒸發(fā)快，可導(dǎo)致砼塑性收縮裂縫。砼凝結(jié)硬化后，當(dāng)收縮值過大，收縮應(yīng)力超過砼極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，可導(dǎo)致砼干縮裂縫。

3 本工程汽機(jī)基座運(yùn)轉(zhuǎn)層梁板結(jié)構(gòu)施工采取的裂縫預(yù)控措施

3.1 設(shè)計(jì)措施

1）采用水化熱適中的普通硅酸鹽水泥；

2）結(jié)構(gòu)體內(nèi)部布置三向鋼筋。

3.2 施工措施

1）選用合適的原材料：選用水泥的水化熱試驗(yàn)報(bào)告明確，水泥3d水化熱不大于240kJ/kg，7d水化熱不大于270kJ/kg；

2）經(jīng)過試驗(yàn)合理調(diào)整砼配合比。其砂率39%，水膠比0.43，并摻加適量的粉煤灰（占膠凝材料用量的15%），以減少砼強(qiáng)度形成初期水化熱；

3）采用二次振搗工藝，加強(qiáng)砼密實(shí)度，提高抗裂性；

4）施工前對(duì)施工階段砼澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行了試算，確定了施工階段砼澆筑體的升溫峰值、里表溫差及降溫速率的控制指標(biāo)，并制定了相應(yīng)的保溫養(yǎng)護(hù)等溫控技術(shù)措施；

5）砼澆筑后，大體積砼澆筑體里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度及溫度應(yīng)變的監(jiān)測，每晝夜5次；入模溫度測量每臺(tái)班3次；

6）砼養(yǎng)護(hù)時(shí)間為20天，養(yǎng)護(hù)過程中采用搭設(shè)雨篷的形式避免雨雪等天氣帶來的影響；

7）結(jié)構(gòu)底模與立桿間采用調(diào)節(jié)螺桿連接，減少支撐體系在砼澆筑過程中的變形量。

4 結(jié)論與建議

在已采取上述措施的基礎(chǔ)上，本工程汽機(jī)基座運(yùn)轉(zhuǎn)層梁板結(jié)構(gòu)有效抑制了上述裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，經(jīng)過工程實(shí)踐，筆者另有以下幾條建議作為參考：

1）設(shè)計(jì)時(shí)避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施；

2）在膠凝材料的選擇上，盡量選用水化熱小的水泥品種，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。因上述水泥品種早期強(qiáng)度較低，故養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)相應(yīng)增加；

3）建議適當(dāng)添加微膨脹劑(具體摻量參照試驗(yàn)數(shù)據(jù)而定)，以補(bǔ)償部分混凝土的收縮，減少裂縫產(chǎn)生的因素。

[1]大體積混凝土施工規(guī)范GB 20496-2009.

[2]土木工程材料.浙江大學(xué)出版社，2005.

[3]基礎(chǔ)工程.中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[4]虞曉光.不同條件下的混凝土工程應(yīng)用技術(shù).中國現(xiàn)代工程技術(shù)出版社，2006.

[5]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2002.中國建筑工業(yè)出版社，2003.

TM621

A

1674-6708（2010）21-0097-01

張羽，工作單位：浙江省電力建設(shè)有限公司，負(fù)責(zé)土建專業(yè)有關(guān)技術(shù)工作。先后經(jīng)歷了國電北侖發(fā)電廠三期2×1000mW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組擴(kuò)建工程、浙能嘉興發(fā)電廠三期2×1000mW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組擴(kuò)建工程