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摘 要： 摘 要：該國家絕大部分陸地處于沙漠化，因地下巖石長期受到氯鹽水的侵蝕，早已形成強風化狀態。所以，在卡塔爾已建和在建的市政建筑物等大型工程使用的砂石粗細骨料均從迪拜購買，其巖石類型基本上可以分為硬質輝長巖和石灰巖。 關鍵詞：頂板,裂縫分析,高性
摘 要：該國家絕大部分陸地處于沙漠化，因地下巖石長期受到氯鹽水的侵蝕，早已形成強風化狀態。所以，在卡塔爾已建和在建的市政建筑物等大型工程使用的砂石粗細骨料均從迪拜購買，其巖石類型基本上可以分為硬質輝長巖和石灰巖。
關鍵詞：頂板,裂縫分析,高性能混凝土
一、 概述
CP1工程是卡塔爾市政建設投資較大的工程，也是中國水利水電建設集團公司最大的國際工程，總投資6億多美元。主要工程內容包括8.5km地下公用箱涵、2個2.5萬m3飲用水池和2個2.2萬m3的灌溉水池等7個大型工程項目。
RPS1飲水池泵站是CP1工程的分項工程之一，其結構混凝土強度等級為C40/20(骨料最大粒徑20mm)。水池為鋼筋混凝土整體結構，水池邊墻厚800mm，水池內設有鋼筋混凝土導水墻，墻厚500mm。水池總平面尺寸為157.4×102.2m(長×寬)的矩形結構，水池頂板厚500mm，頂板與池內導水墻和水池邊墻為剛性連接。水泵房設在長軸方向的一端，沿長軸對稱布置，其結構尺寸為63.5×22.2m。只在泵房周邊設有永久沉降縫。頂板澆筑塊最大現澆尺寸為47.25×29.2m，具體結構尺寸詳見圖一。
當地屬于熱帶沙漠氣候，炎熱干燥以及強侵蝕的臨海環境。
二、 現場施工情況
7塊頂板混凝土的澆筑時間在2009年10月18日-12月9日，此時段內有相同技術標準的箱涵頂板混凝土澆筑。混凝土入倉溫度在19~28℃，環境溫度在15~34℃，澆筑在夜間進行。入倉強度滿足要求，澆筑過程中未出現影響質量因素的情況發生。養護采用一層麻袋片和一層塑料布養護，R02#塊采用頂板表面蓄水的方法養護。所澆塊均養護及時，養護歷時14天以上，養護良好。底模采用膠合面板，保溫條件較好。拆膜時間最早一塊是5天以上。
三、 裂縫情況
第一塊(R07#)裂縫發現時間在澆筑后約10天。裂縫大多處于每一澆筑塊的中部：即中間較密，邊緣部位較疏。裂縫的走向多數垂直于板下面的導水墻和邊墻，R16-1#澆筑塊端部出現“八字”裂縫，有三塊呈現不規則變化。平均貫穿性裂縫率0.11~0.53條/m。裂縫寬度多為0.5mm左右，頂板底部有滲水。裂縫的分布情況詳見圖一。
圖一 RPS1水池平面布置及裂縫分布情況
四、混凝土原材料
(一)膠凝材料
CP1工程使用的水泥為OPC42.5硅酸鹽水泥;一級粉煤灰;外加劑按照BS(英國)和ASTM(美國)標準，硅粉為國內產品。膠凝材料主要指標技術均符合設計及規范要求。
(二)砂石骨料
該國家絕大部分陸地處于沙漠化，因地下巖石長期受到氯鹽水的侵蝕，早已形成強風化狀態。所以，在卡塔爾已建和在建的市政建筑物等大型工程使用的砂石粗細骨料均從迪拜購買，其巖石類型基本上可以分為硬質輝長巖和石灰巖。
五、 高性能砼配合比設計
按照BS(英國)、ASTM(美國)及DIN(德國)標準，結合CP1工程特殊規范要求，根據多年混凝土配合比設計經驗，采用0.33的水膠比，利用相對較低的水泥用量，大摻量粉煤灰、硅粉，外加劑摻和料等技術，配制出抗氯離子滲透能力較高的高性能混凝土。其混凝土配合比設計參數見表1。耐久性試驗結果見表2。
表1 C40/20高性能混凝土配合比參數
水膠比粉煤灰(%)用水量(kg/m3)水泥(kg/m3)粉煤灰(kg/m3)硅粉(kg/m3)砂率
(%)PC-240
摻量(%)坍落度(mm)
0.333013225412026400.95100~150
表2 混凝土耐久性指標檢驗
序號檢測項目齡期(d)標準要求檢測結果
1砼電通量(C)28≤500368
2砼滲透性(mm)28≤52.6
3氯離子含量(%)28≤0.20.1
4硫酸根離子含量(%)28≤4.03.5
六、裂縫分析
(一)RPS1結構
水池總平面尺寸為157.4×102.2m(長×寬)的矩形結構，水泵房設在長軸方向的一端，沿長軸對稱布置，只在泵房周邊設有永久沉降縫。除水泵房外，整個結構類似于“凹型”結構，在150m長未設計伸縮縫，設計對溫控未提出任何特殊要求。
(二)粗骨料含泥量
所有粗細骨料均從迪拜進口，從宏觀目測，粗骨料在轉運過程中有“揚塵”發生，雨后在骨料表面形成約5～6cm的膠結層，在料堆中用手掏挖，能成形15cm寬，20cm深的洞穴。從這些現象中均能說明粗骨料中含泥量偏高。而混凝土抗裂性能對骨料含泥量的多少非常敏感。
(三)荷載引起的裂縫在此次裂縫中不存在
因為頂板還未受到外荷載作用，只有施工荷載和自重，并受到大的外荷載作用時，裂縫方向應為平行導墻方向。
(四)箱涵鋼筋混凝土與RPS1頂板鋼筋混凝土抗裂性能、約束比較
變形變化的影響因素包括：溫度、收縮、不均勻沉降。
溫度因素：從11月30日在IR3頂板測到的混凝土內部最高溫度只有60℃，表面溫度為40℃，溫差為20℃，滿足規范要求。不存在基礎溫差及不均勻沉降問題。
收縮因素：因RPS1混凝土配比與箱涵混凝土配比相同，所處施工環境及氣候環境相同，說明兩處素混凝土具有相同的收縮率和抗裂能力。箱涵在此時段內也有澆筑，澆筑長度也有30m長，而箱涵頂板沒有出現類似裂縫。其主要原因是兩個結構鋼筋混凝土自身抗裂能力不同。結構自身的抗裂能力的影響因素主要有：結構自身的極限拉伸及所受到的約束。
1.鋼筋混凝土極限拉伸比較
——鋼筋混凝土的極限拉伸
——混凝土的抗裂設計強度(MPa)
P——截面配筋率µ*100
d——鋼筋直徑cm
——箱涵鋼筋混凝土的極限拉伸
——RPS1頂板鋼筋混凝土的極限拉伸
通過上式計算RPS1水池鋼筋混凝土比箱涵鋼筋混凝土極限抗拉強度小32%。因此，RPS1頂板出現的裂縫較多。
2.約束作用
箱涵頂板厚度與墻體厚度相同，而RPS1水池頂板厚度小于墻體厚度，說明箱涵墻體對頂板的約束程度小于RPS1水池墻體對頂板的約束。同時，由于頂板底面墻體澆筑時間較早，對頂板現澆混凝土約束作用較大。
(五)R16-1澆筑塊右端部斜裂縫分析
從圖一中可以看出，在R16-1右端部出現了16條斜裂縫，它澆筑時比R-17晚15天，因相臨兩塊澆筑間隔時間一般在5～7天，間隔時間過長，前澆筑塊混凝土強度比后澆筑塊混凝土強度相差較大，彈性模量相差也較大，前后兩塊變形不協調，造成端面處剪切應力較大，使后澆筑塊出現剪切斜裂縫。
七、 裂縫處理
應業主要求，裂縫由韓國一家公司進行施工，中國水利水電第三工程局有限公司配合，對所有貫穿滲水的裂縫均進行無毒化灌處理。
八、反思
(一)在施工前應認真審閱概念圖紙
在滿足使用要求的前提下，便于施工，減少裂縫產生機率。由于在國際工程中設計方大多只進行概念圖的設計，施工圖通常由施工單位繪制，這就要求要有預見性，盡早與設計溝通，在不改變使用供能的前提下，盡量有利于施工，如將頂板現澆混凝土改為預制混凝土，對避免裂縫的出現、節約裂縫處理的費用有很大好處;利用混凝土的后期強度(90d～180d)以降低水泥用量，減少水化熱(因為每加減10kg水泥，溫度會相應增減1℃，水化熱與水泥用量成正比)。以減少混凝土內的拉應力，提高混凝土的抗裂能力。這種預制方案在卡塔爾國內其他水池中應用過，效果良好。
(二)嚴格控制混凝土原材料的質量和技術要求
特別是泵送混凝土施工工藝，一定要“精料方針”，粗細骨料的含泥量應盡量減少到1%～1.5%以下。由于卡塔爾國內不生產混凝土原材料，原材料須進口，骨料從迪拜海運而來，骨料銷路較好。骨料生產過程，中國水利水電第三工程局有限公司不能控制，經轉運至備料倉后，才能檢驗合格與否。因此，在拌合站附近應建一套骨料沖先系統，防止因骨料含泥量超標而無處理設備的被動局面，進而影響工程進度和工程質量。
(三)無永久伸縮縫無縫設計
該水池混凝土設計為無永久伸縮縫的無縫設計(只在水泵房周圍布置了伸縮縫)，一般工藝或常規混凝土配比很難克服混凝土裂縫問題。在混凝土配合比設計時，應添加微膨脹劑，配制成補償收縮混凝土，或在施工時，合理布置施工縫位置，合理布置后澆帶，以避免裂縫的發生，降低后期處理成本。
(四)采用兩次振搗技術
由于采用汽車泵澆筑，骨料粒徑小，坍落度大，對混凝土振搗未引起足夠的重視，導致混凝土密實度不夠。采用兩次振搗技術，能改善混凝土密實度，減少內部微裂隙，并且提高混凝土強度和抗滲性能。第一次振搗時間約5～15s為宜，第二次以混凝土表面翻漿為宜，兩次振搗的時間間歇在2小時左右為宜，否則會破壞混凝土內部結構，反而使強度等性能降低。
參考文獻：
[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[J].中國建筑工業出版社會，1997.
[2]水利水電工程施工組織設計手冊[J].中國水利水電出版社，1990.