摘要：以潮白河防洪闸挡墙裂缝为例，对混凝土挡墙裂缝的形成进行分析，对挡墙混凝土温度应力、收缩应力进行计算分析，并提出相应的措施。

关键词：温度应力 混凝土裂缝

1 工程基本情况

潮白河防洪闸共6孔, 为开敞式钢筋混凝土结构, 单孔净宽6m, 中墩5个, 挡墙25个, 出现裂缝的是最先浇筑的6块挡墙。25个挡墙长度分别为6.5-18.0m,高度6.2-8.2m,挡墙断面为梯形, 迎水面为直墙, 背水面为斜墙, 上口宽为50cm,下口宽为200cm。挡墙内外设有双向钢筋, 直径18-20mm,保护层厚度45mm。挡墙混凝土配合比为c23f150w4,采用水泥为32.5普通硅酸盐水泥, 水泥用量344kg,水灰比0.48,砂率37.5%,骨料为5-25mm。浇筑工艺采用泵送混凝土, 混凝土坍落度控制在14-16cm, 在混凝土浇筑后7-10d,25个挡墙中6个都出现2-3条裂缝, 裂缝较垂直且无分叉, 一般在挡墙中部向上伸展, 下部开展到距底板10-50cm,裂缝在浇筑块的1/3-1/2处。

2 裂缝产生的原因

该工程挡墙断面最宽处200cm, 最窄处50cm, 平均厚125cm, 水化热引起的混凝土内外温差已经超25℃ , 为双面散热, 应按大体积混凝土施工。大体积混凝土施工中产生的温度裂缝, 是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差产生应力和应变。另一方面是结构的外约束和混凝土各质点的约束阻止了这种应变, 一但温度应力超过混凝土能承受极限抗拉强度, 就会产生不同程度的裂缝。对该工程来说主要原因为以下3点：① 塑性塌落引起的裂缝；②温度变化引起的裂缝；③混凝土收缩引起的裂缝。本文就温度应力对潮白河防洪闸挡墙裂缝的影响进行分析。

3 只考虑底板约束时挡墙混凝土温度应力的计算

3.1 水平方向主要应力σ的计算

挡墙作用在底板上, 可视作一个长墙结构, 受刚性基础约束, 沿水平方向主要应力σ, 按下式计算：

σ=-eαt(1-ch β/cbβ l/2),边墙截面中点x=0,ch β=1,此时剪应力为0,上式即为：

σ=-eαt(1-1/cb β l/2) (1)

式中：

e——混凝土静弹性模量/(n/mm2),c25的e=2.8×10 4n/mm2；

α——混凝土线性膨胀系数, 取1.0×10-5；

t——综合温差℃ , 包括水泥水化温差、气温差和收缩当量温差；

l——墙水平长度/mm；

chβ——双曲余弦函数, β={cx/(eh)}1/2,这里cx为基础水平阻力系数,e为静弹性模量,h为结构高度,基础为钢筋混凝土时, c=1.0-1.5n/mm3。

3.2 综合温差t的计算

这里的综合温差包括水泥水化温差t1,气温温差t2,收缩当量温差tr。

3.2.1 水泥水化温差t1

水泥水化温差按下式计算：

t1=t浇+thξ-t气