? 電力工程涉及的建筑結構類型相對復雜。除各種建筑物多為鋼筋混凝土結構外,還有各類動力設備基礎、薄殼結構(如雙曲線冷卻水塔)、高聳建筑(煙囪)和預制混凝土排架結構(配電裝置)、鋼筋混凝土結構的水池、循環(huán)水管以及其他的水工建筑?;炷两Y構裂縫是較普遍的質量缺陷。
?
1 混凝土結構常見裂縫現(xiàn)象
據近年的觀察,電力工程中的混凝土結構裂縫時有發(fā)生,裂縫的部位常出現(xiàn)在:
??? a)薄壁混凝土結構
電廠的主廠房,110 kV,220 k V,500 kV變電站主控樓的樓板角部裂縫現(xiàn)象均較普遍。在對某地區(qū)110 kV室內變電站的檢查中,發(fā)現(xiàn)同一時期的5座變電站中有3座存在較廣泛的樓板裂縫。除角部裂縫外,部分板跨垂直與長邊的中部或1/3跨距處出現(xiàn)貫穿性裂縫。省內同一典型設計的高電壓等級的幾個變電站主控樓二層樓板也在相同轉角處發(fā)生貫穿性裂縫。
b)矩形蓄水池側壁
在某大型電廠(以下稱A電廠)的大型蓄水池施工中,各側壁均曾出現(xiàn)貫穿性的豎向裂縫,蓄水后出現(xiàn)滲漏。
??? c)大直徑的現(xiàn)澆混凝土管、溝
A電廠的現(xiàn)澆混凝土循環(huán)水管(截面為內圓外方)在施工拆模后即陸續(xù)發(fā)現(xiàn)上半部分環(huán)向裂縫,部分裂縫已貫穿。
??? d)縫隙煤槽
某電廠縫隙煤槽混凝土長墻在拆模后15 d左右即發(fā)現(xiàn)部分板塊出現(xiàn)豎向裂縫,其中部分為貫穿性。
??? e)截面較小的構件
如某變電站外挑長廊的中跨檐口梁中底部也有裂縫,未貫穿。
??? f)體積較大的基礎
如某變電站基礎拆模后發(fā)現(xiàn)一側局部出現(xiàn)水平裂縫,同時周圍混凝土表面有較多的麻面,其中薄壁結構的裂縫中存在較多貫穿性裂縫,大體積基礎裂縫多數為表面裂縫。
2 裂縫產生的原因
裂縫在理論上的定義為固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象。因為混凝土是由骨料、水泥石、氣體、水分等組成的非勻質材料,在溫度、濕度變化的條件下,混凝土逐漸硬化,同時產生體積變形。在其變形中,骨料與水泥石的變形是不同的。水泥石的收縮很大,骨料的收縮很??;水泥石的熱膨脹系數很大,骨料相對較小。因此,在混凝土的非勻質體中,骨料與水泥石的變形不是自由的,而是相互約束而產生相互約束應力,從而產生微裂。從以上理論分析可知,混凝土內部的微裂幾乎是絕對存在的。反映到混凝土結構裂縫的出現(xiàn),就是由于某些因素使這種內部的微裂增加、擴展的結果。而其影響因素也不外乎應力因素,即包括外荷載的直接應力和由變形引起的應力。外荷載的直接應力除按常規(guī)計算的主要應力外,還應包括結構實際工作狀態(tài)與常規(guī)計算模型出入時應力的差異(結構次應力)。在工程實踐中,因承載能力不足引起的裂縫并不廣泛,在此不論述這種情況。因次應力引起的混凝土結構裂縫出現(xiàn)較多,由變形引起的內應力造成裂縫的現(xiàn)象則更加普遍,約占引起裂縫原因的80%。這些變形應力包括混凝土結構由于收縮、膨脹、溫度差、不均勻沉降等引起的應力,其中既有設計考慮不當或不周的原因,也有施工方法或材料使用不當引起的。
3 裂縫的控制
根據以上分析,裂縫的控制一是要控制混凝土的微裂,二是要控制微裂的繼續(xù)開展。主要可從以下方面著手:
a)控制水泥石的收縮、變形和減少內部微裂。針對性地選擇適當的施工方法和材料,包括合理選擇水泥的品種,嚴格控制骨料的含泥量,在滿足施工參數的條件下選擇合理的混凝土配合比,適當使用外加劑和摻和料(如添加減水劑、膨脹劑和摻粉煤灰等),盡量降低收縮變形和拌和物硬化過程的溫度變化。施工中不得隨意在拌和物中加水,保證混凝土的密實。在施工過程中,嚴格控制鋼筋的布置和混凝土的振搗。大體積混凝土在施工前應根據混凝土的初凝時間、收縮系數、溫度系數等進行施工方案設計,采取相應施工措施,并在施工中嚴格執(zhí)行,避免施工冷縫和收縮、溫度裂縫。
b)提高構件的抗裂能力。在設計中合理考慮外荷載(包括次荷載)應力作用下結構抗裂配筋,對平面尺寸較大的薄壁(板)、大體積混凝土結構等均適當考慮收縮和溫度變形,除按計算進行結構配筋外,尚需細致地考慮構造措施。現(xiàn)階段由于商品混凝土生產和泵送技術的廣泛運用,混凝土施工性能的坍落度的要求與以往不同,造成混凝土的收縮較現(xiàn)場拌和、人工運輸澆搗的施工方法要大很多,而混凝土的生產質量指標仍以試件的抗壓強度為主要指標,不能全面反映混凝土的綜合性能,這些問題對設計提出了更多的要求,必須予以考慮。如省內幾個高電壓變電站主控樓在不同施工地點、不同施工條件的情況下,在相同部位出現(xiàn)貫穿性裂縫,就不能不認為有設計考慮不周的因素。
c)控制混凝土的拆模時間。過早拆模會使混凝土失去支撐,受拉區(qū)產生裂縫。在強度未達到70%前禁止拆模,如需提前拆模應留置混凝土試件做同期強度試驗,強度達到要求方可拆模。