一、水閘混凝土裂縫及產(chǎn)生裂縫的原因
1.1設(shè)計(jì)原因產(chǎn)生的裂縫
（1）構(gòu)件斷面突變過多，產(chǎn)生應(yīng)力集中，若不采取措施，斷面縮小處以及陰角部位容易出現(xiàn)裂縫；
（2）閘底板或閘墩太長，容易出現(xiàn)伸縮變形引起的裂縫；
（3）承重梁板尺寸太小，剛度不足，受拉部位易產(chǎn)生裂縫。
1.2混凝土材料原因產(chǎn)生的裂縫
（1）使用導(dǎo)致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥，以及水泥標(biāo)號過低或水灰比過大均易產(chǎn)生裂縫。此外，將不同廠家的水泥混用，也是產(chǎn)生裂縫的重要因素。
（2）混凝土中粗骨料的用量大，針片狀石子含量高，會造成混凝土內(nèi)部孔隙增多，細(xì)骨料的粒徑及含泥量超標(biāo)等會造成混凝土強(qiáng)度下降，易引起裂縫。
（3）選用堿活性骨料，使水泥中的堿性物質(zhì)與骨料中的活性氧化硅等起反應(yīng)，生成膠狀物，因體積膨脹而產(chǎn)生裂縫。
（4）有些水泥拌制的混凝土出現(xiàn)離析、泌水等不良現(xiàn)象，造成混凝土各種組份分布不均勻，水化反應(yīng)差異性大，容易產(chǎn)生裂縫。另外，混凝土中大量加入粉煤灰等摻合料以減少水泥用量，此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度不足以抵抗早期的內(nèi)部拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。
（5）外加劑（如膨脹劑）選擇不當(dāng)，或誤用假冒產(chǎn)品，也會產(chǎn)生裂縫。
1.3施工原因產(chǎn)生的裂縫
（1）混凝土鋼筋保護(hù)層偏小、混凝土坍落度偏大、混凝土表面收漿不好，易產(chǎn)生因沉淀而產(chǎn)生的裂縫，裂縫沿鋼筋縱向出現(xiàn)，或以預(yù)埋件為中心出現(xiàn)輻射狀裂縫，出現(xiàn)裂縫部位一般會高于周圍混凝土表面。
（2）混凝土澆筑完畢后抹面及養(yǎng)護(hù)不及時(shí)會造成塑性裂縫，塑性裂縫一般不長，深度也淺，往往表現(xiàn)為中間寬兩頭細(xì)。
（3）在混凝土水化反應(yīng)初期若表面失水會產(chǎn)生干縮裂縫，在干縮過程中，混凝土遇到如鋼筋或其他預(yù)埋件的約束，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會產(chǎn)生裂縫。在配筋率較大（超過3%）的構(gòu)件中，鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂。另外，骨料的大小和級配對干縮也有影響，如使用偏細(xì)砂（或硅粉等比表面積大的材料）時(shí)，會使混凝土收縮值增大。一般來說，膠凝材料用量越多、構(gòu)件尺寸越小或越薄、空氣濕度越小，干縮量則越大。干縮裂縫的特征是表面開裂，走向?yàn)榭v橫交錯，沒有規(guī)律性，裂縫寬度和長度都較小。
（4）新老混凝土間隔時(shí)間過長易產(chǎn)生因約束而引起的裂縫，下層混凝土齡期超過一個(gè)月，再澆筑上層混凝土，會因?yàn)樾吕匣炷林g彈性模量差異過大，老混凝土對新澆混凝土產(chǎn)生較強(qiáng)的約束，使新混凝土產(chǎn)生裂縫。
（5）夏天澆筑混凝土，由于入倉溫度過高，水泥水化產(chǎn)生的熱量還將使混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)一步升高，導(dǎo)致混凝土體積的變化，當(dāng)體積變化引起的拉伸應(yīng)變超過混凝土的極限應(yīng)變時(shí)，混凝土將會開裂。
（6）低溫季節(jié)澆筑混凝土，遇寒潮來襲，產(chǎn)生內(nèi)外溫差過大，未采取保溫措施，也容易使混凝土產(chǎn)生裂縫。
（7）底?；蚧A(chǔ)產(chǎn)生沉降，會使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力）。
二、水閘混凝土的主要防裂措施
（1）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過計(jì)算確定構(gòu)件尺寸，斷面突變處采用增加配筋等措施，超長構(gòu)件采用設(shè)后澆帶等方法，閘墩的構(gòu)造鋼筋應(yīng)不小于規(guī)范要求的配筋量，以減少裂縫出現(xiàn)的可能性。
（2）水泥應(yīng)選用收縮性較低的水泥，合理搭配水泥與混凝土強(qiáng)度等級之間關(guān)系。一般情況下，水泥強(qiáng)度比所使用的混凝土強(qiáng)度大一個(gè)等級。如配置C30混凝土，使用強(qiáng)度等級為42.5的水泥比較合適，可以達(dá)到合理的水灰比，保證施工質(zhì)量。不能只為片面追求經(jīng)濟(jì)效益，使用高標(biāo)號水泥、大水灰比的配合比。嚴(yán)禁不同廠家的水泥混用。
（3）選用級配良好的粗、細(xì)骨料，嚴(yán)禁粗骨料中針片狀石子超標(biāo)，盡量不使用細(xì)砂，含泥量嚴(yán)格控制在規(guī)范要求以內(nèi)，氯離子含量不得超標(biāo)。盡量選用收縮率小的骨料，堿活性骨料不得使用。
（4）對于大體積混凝土，盡量使用水化熱低的水泥，可考慮外摻粉煤灰、磨細(xì)礦渣等材料，但應(yīng)通過配合比試驗(yàn)論證確定。
（5）減水劑、膨脹劑等外加劑應(yīng)選用公認(rèn)的品牌，謹(jǐn)防假冒產(chǎn)品影響混凝土質(zhì)量，通過試驗(yàn)驗(yàn)證后再用。摻用聚丙烯纖維對防止混凝土出現(xiàn)表面裂縫非常有效。
（6）要嚴(yán)格控制鋼筋間距和模板尺寸，盡量采用小水灰比、小坍落度混凝土，保護(hù)層厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。新澆混凝土的抹面工作要及時(shí)，一般不少于兩遍。
（7）盡量避開在高溫天氣澆筑混凝土，入倉溫度應(yīng)控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，若在高溫季節(jié)澆筑混凝土，則應(yīng)采取降低骨料溫度、降低拌和水溫度、加冰屑、運(yùn)輸罐保溫、新澆混凝土通水冷卻等措施，對澆筑完畢的混凝土要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)或用塑料薄膜對混凝土進(jìn)行覆蓋。
（8）冬季澆筑混凝土應(yīng)做好新澆混凝土的保溫工作，應(yīng)適當(dāng)延長拆模時(shí)間，特別在寒潮侵襲時(shí)，一定要做好表面覆蓋，有必要時(shí)可采用搭棚升溫，對閘底板可采用蓄水養(yǎng)護(hù)等措施。
三、曹娥江大閘混凝土的主要防裂措施
3.1 工程概況
曹娥江大閘樞紐工程位于浙江省紹興市，錢塘江下游右岸主要支流曹娥江河口，是浙東引水工程的配水樞紐。工程建設(shè)任務(wù)為防潮（洪）、治澇、水資源開發(fā)利用，兼顧改善水環(huán)境和航運(yùn)等。
本工程為Ⅰ等工程，主要建筑物為1級建筑物，工程設(shè)計(jì)泄洪流量11030m3/s，防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核；擋潮標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇高潮位設(shè)計(jì)，500年一遇高潮位校核。大閘樞紐主要由擋潮泄洪閘、堵壩、導(dǎo)流堤、魚道以及管理區(qū)等組成。擋潮泄洪閘總凈寬560m，閘底板高程-0.5m，共設(shè)28孔，閘孔凈寬20.0m。工程總投資約13億元人民幣。
閘室為整體式結(jié)構(gòu)，閘底板厚2.5m，閘墩厚4m，閘墩中間分縫，底板順?biāo)飨蜷L26m，垂直水流向?qū)?4m，胸墻底高程為4.5m，頂高程為12.5m；閘上設(shè)交通橋，橋?qū)?.0m，為空箱式結(jié)構(gòu)，空箱內(nèi)布置電氣設(shè)備和啟閉機(jī)油壓設(shè)備及管道。
3.2 防裂措施的設(shè)計(jì)與研究
（1）結(jié)構(gòu)分縫。每孔閘為一個(gè)結(jié)構(gòu)段，順?biāo)鞣较蜷L26m，垂直水流方向?qū)?4m，滿足規(guī)范規(guī)定的在軟基上不宜大于35m的要求。
（2）基礎(chǔ)處理。閘室基礎(chǔ)采用穿透淤泥質(zhì)粘土層的PHC管樁處理，以減小不均勻沉降，樁長約60m。
（3）限裂設(shè)計(jì)目標(biāo)。根據(jù)工程環(huán)境比較惡劣，主要結(jié)構(gòu)按四類環(huán)境考慮，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度按0.1mm控制。
（4）材料要求。根據(jù)工程處在海水環(huán)境，防腐要求高的情況，業(yè)主單位委托有關(guān)科研單位進(jìn)行了配比試驗(yàn)研究，最終選用高性能混凝土，主要采用了大量的摻合料（磨細(xì)礦渣、粉煤灰），其中的C30二級配混凝土配比為：小石子：622 kg/m3；中石子：622kg/m3；砂子：641 kg/m3；水：158kg/m3；水泥：138.3 kg/m3；礦渣微粉：241 kg/m3；外加劑2.96 kg/m3。水泥采用低堿水泥，骨料要求為非堿活性?；炷翉?qiáng)度指標(biāo)采用C30和C40。閘墩、胸墻、管道間、軌道梁混凝土摻用了聚丙烯纖維，聚丙烯纖維由寧波大成公司生產(chǎn)、杭州科林工貿(mào)公司提供，摻量為0.9kg/m3。
（5）對主要結(jié)構(gòu)采取的設(shè)計(jì)措施。對大跨度的閘底板、胸墻、管道間、軌道梁采用預(yù)應(yīng)力鋼絲，按不出現(xiàn)裂縫設(shè)計(jì)。要求閘墩的底部1m與閘底板一起澆筑，以減小底板對閘墩的約束。門槽等局部部位增設(shè)限裂鋼筋網(wǎng)。部分二期混凝土摻用膨脹劑，采用TEA混凝土微膨脹劑。
（6）混凝土溫控的設(shè)計(jì)與研究。本工程閘底板、閘墩長度較長、體積較大，屬大體積混凝土，施工期主要為高溫季節(jié)，業(yè)主單位委托有豐富經(jīng)驗(yàn)的河海大學(xué)朱教授進(jìn)行混凝土溫控的施工仿真研究，主要研究結(jié)果為“表面保溫、內(nèi)部降溫”，通過計(jì)算，提出了不同季節(jié)、不同部位混凝土施工的溫控措施，對入倉溫度、模板要求、拆模時(shí)間（建議10~14天拆模，實(shí)際7~15天）、通水冷卻、新澆混凝土保溫、保濕養(yǎng)護(hù)等提出了具體指標(biāo)數(shù)據(jù)。
3.3 施工采用的防裂措施
3.3.1 控制入倉溫度不超過28℃
為了滿足砼入倉溫度不超過28℃的要求，考慮實(shí)際施工中的不均衡性，按砼入倉溫度為27.5℃控制。考慮砼運(yùn)輸過程中的溫度升高影響，按2℃估算，則出機(jī)口溫度應(yīng)控制在25.5℃以內(nèi)。
1.1設(shè)計(jì)原因產(chǎn)生的裂縫
（1）構(gòu)件斷面突變過多，產(chǎn)生應(yīng)力集中，若不采取措施，斷面縮小處以及陰角部位容易出現(xiàn)裂縫；
（2）閘底板或閘墩太長，容易出現(xiàn)伸縮變形引起的裂縫；
（3）承重梁板尺寸太小，剛度不足，受拉部位易產(chǎn)生裂縫。
1.2混凝土材料原因產(chǎn)生的裂縫
（1）使用導(dǎo)致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥，以及水泥標(biāo)號過低或水灰比過大均易產(chǎn)生裂縫。此外，將不同廠家的水泥混用，也是產(chǎn)生裂縫的重要因素。
（2）混凝土中粗骨料的用量大，針片狀石子含量高，會造成混凝土內(nèi)部孔隙增多，細(xì)骨料的粒徑及含泥量超標(biāo)等會造成混凝土強(qiáng)度下降，易引起裂縫。
（3）選用堿活性骨料，使水泥中的堿性物質(zhì)與骨料中的活性氧化硅等起反應(yīng)，生成膠狀物，因體積膨脹而產(chǎn)生裂縫。
（4）有些水泥拌制的混凝土出現(xiàn)離析、泌水等不良現(xiàn)象，造成混凝土各種組份分布不均勻，水化反應(yīng)差異性大，容易產(chǎn)生裂縫。另外，混凝土中大量加入粉煤灰等摻合料以減少水泥用量，此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度不足以抵抗早期的內(nèi)部拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。
（5）外加劑（如膨脹劑）選擇不當(dāng)，或誤用假冒產(chǎn)品，也會產(chǎn)生裂縫。
1.3施工原因產(chǎn)生的裂縫
（1）混凝土鋼筋保護(hù)層偏小、混凝土坍落度偏大、混凝土表面收漿不好，易產(chǎn)生因沉淀而產(chǎn)生的裂縫，裂縫沿鋼筋縱向出現(xiàn)，或以預(yù)埋件為中心出現(xiàn)輻射狀裂縫，出現(xiàn)裂縫部位一般會高于周圍混凝土表面。
（2）混凝土澆筑完畢后抹面及養(yǎng)護(hù)不及時(shí)會造成塑性裂縫，塑性裂縫一般不長，深度也淺，往往表現(xiàn)為中間寬兩頭細(xì)。
（3）在混凝土水化反應(yīng)初期若表面失水會產(chǎn)生干縮裂縫，在干縮過程中，混凝土遇到如鋼筋或其他預(yù)埋件的約束，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會產(chǎn)生裂縫。在配筋率較大（超過3%）的構(gòu)件中，鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂。另外，骨料的大小和級配對干縮也有影響，如使用偏細(xì)砂（或硅粉等比表面積大的材料）時(shí)，會使混凝土收縮值增大。一般來說，膠凝材料用量越多、構(gòu)件尺寸越小或越薄、空氣濕度越小，干縮量則越大。干縮裂縫的特征是表面開裂，走向?yàn)榭v橫交錯，沒有規(guī)律性，裂縫寬度和長度都較小。
（4）新老混凝土間隔時(shí)間過長易產(chǎn)生因約束而引起的裂縫，下層混凝土齡期超過一個(gè)月，再澆筑上層混凝土，會因?yàn)樾吕匣炷林g彈性模量差異過大，老混凝土對新澆混凝土產(chǎn)生較強(qiáng)的約束，使新混凝土產(chǎn)生裂縫。
（5）夏天澆筑混凝土，由于入倉溫度過高，水泥水化產(chǎn)生的熱量還將使混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)一步升高，導(dǎo)致混凝土體積的變化，當(dāng)體積變化引起的拉伸應(yīng)變超過混凝土的極限應(yīng)變時(shí)，混凝土將會開裂。
（6）低溫季節(jié)澆筑混凝土，遇寒潮來襲，產(chǎn)生內(nèi)外溫差過大，未采取保溫措施，也容易使混凝土產(chǎn)生裂縫。
（7）底?；蚧A(chǔ)產(chǎn)生沉降，會使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力）。
二、水閘混凝土的主要防裂措施
（1）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過計(jì)算確定構(gòu)件尺寸，斷面突變處采用增加配筋等措施，超長構(gòu)件采用設(shè)后澆帶等方法，閘墩的構(gòu)造鋼筋應(yīng)不小于規(guī)范要求的配筋量，以減少裂縫出現(xiàn)的可能性。
（2）水泥應(yīng)選用收縮性較低的水泥，合理搭配水泥與混凝土強(qiáng)度等級之間關(guān)系。一般情況下，水泥強(qiáng)度比所使用的混凝土強(qiáng)度大一個(gè)等級。如配置C30混凝土，使用強(qiáng)度等級為42.5的水泥比較合適，可以達(dá)到合理的水灰比，保證施工質(zhì)量。不能只為片面追求經(jīng)濟(jì)效益，使用高標(biāo)號水泥、大水灰比的配合比。嚴(yán)禁不同廠家的水泥混用。
（3）選用級配良好的粗、細(xì)骨料，嚴(yán)禁粗骨料中針片狀石子超標(biāo)，盡量不使用細(xì)砂，含泥量嚴(yán)格控制在規(guī)范要求以內(nèi)，氯離子含量不得超標(biāo)。盡量選用收縮率小的骨料，堿活性骨料不得使用。
（4）對于大體積混凝土，盡量使用水化熱低的水泥，可考慮外摻粉煤灰、磨細(xì)礦渣等材料，但應(yīng)通過配合比試驗(yàn)論證確定。
（5）減水劑、膨脹劑等外加劑應(yīng)選用公認(rèn)的品牌，謹(jǐn)防假冒產(chǎn)品影響混凝土質(zhì)量，通過試驗(yàn)驗(yàn)證后再用。摻用聚丙烯纖維對防止混凝土出現(xiàn)表面裂縫非常有效。
（6）要嚴(yán)格控制鋼筋間距和模板尺寸，盡量采用小水灰比、小坍落度混凝土，保護(hù)層厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。新澆混凝土的抹面工作要及時(shí)，一般不少于兩遍。
（7）盡量避開在高溫天氣澆筑混凝土，入倉溫度應(yīng)控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，若在高溫季節(jié)澆筑混凝土，則應(yīng)采取降低骨料溫度、降低拌和水溫度、加冰屑、運(yùn)輸罐保溫、新澆混凝土通水冷卻等措施，對澆筑完畢的混凝土要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)或用塑料薄膜對混凝土進(jìn)行覆蓋。
（8）冬季澆筑混凝土應(yīng)做好新澆混凝土的保溫工作，應(yīng)適當(dāng)延長拆模時(shí)間，特別在寒潮侵襲時(shí)，一定要做好表面覆蓋，有必要時(shí)可采用搭棚升溫，對閘底板可采用蓄水養(yǎng)護(hù)等措施。
三、曹娥江大閘混凝土的主要防裂措施
3.1 工程概況
曹娥江大閘樞紐工程位于浙江省紹興市，錢塘江下游右岸主要支流曹娥江河口，是浙東引水工程的配水樞紐。工程建設(shè)任務(wù)為防潮（洪）、治澇、水資源開發(fā)利用，兼顧改善水環(huán)境和航運(yùn)等。
本工程為Ⅰ等工程，主要建筑物為1級建筑物，工程設(shè)計(jì)泄洪流量11030m3/s，防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核；擋潮標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇高潮位設(shè)計(jì)，500年一遇高潮位校核。大閘樞紐主要由擋潮泄洪閘、堵壩、導(dǎo)流堤、魚道以及管理區(qū)等組成。擋潮泄洪閘總凈寬560m，閘底板高程-0.5m，共設(shè)28孔，閘孔凈寬20.0m。工程總投資約13億元人民幣。
閘室為整體式結(jié)構(gòu)，閘底板厚2.5m，閘墩厚4m，閘墩中間分縫，底板順?biāo)飨蜷L26m，垂直水流向?qū)?4m，胸墻底高程為4.5m，頂高程為12.5m；閘上設(shè)交通橋，橋?qū)?.0m，為空箱式結(jié)構(gòu)，空箱內(nèi)布置電氣設(shè)備和啟閉機(jī)油壓設(shè)備及管道。
3.2 防裂措施的設(shè)計(jì)與研究
（1）結(jié)構(gòu)分縫。每孔閘為一個(gè)結(jié)構(gòu)段，順?biāo)鞣较蜷L26m，垂直水流方向?qū)?4m，滿足規(guī)范規(guī)定的在軟基上不宜大于35m的要求。
（2）基礎(chǔ)處理。閘室基礎(chǔ)采用穿透淤泥質(zhì)粘土層的PHC管樁處理，以減小不均勻沉降，樁長約60m。
（3）限裂設(shè)計(jì)目標(biāo)。根據(jù)工程環(huán)境比較惡劣，主要結(jié)構(gòu)按四類環(huán)境考慮，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度按0.1mm控制。
（4）材料要求。根據(jù)工程處在海水環(huán)境，防腐要求高的情況，業(yè)主單位委托有關(guān)科研單位進(jìn)行了配比試驗(yàn)研究，最終選用高性能混凝土，主要采用了大量的摻合料（磨細(xì)礦渣、粉煤灰），其中的C30二級配混凝土配比為：小石子：622 kg/m3；中石子：622kg/m3；砂子：641 kg/m3；水：158kg/m3；水泥：138.3 kg/m3；礦渣微粉：241 kg/m3；外加劑2.96 kg/m3。水泥采用低堿水泥，骨料要求為非堿活性?；炷翉?qiáng)度指標(biāo)采用C30和C40。閘墩、胸墻、管道間、軌道梁混凝土摻用了聚丙烯纖維，聚丙烯纖維由寧波大成公司生產(chǎn)、杭州科林工貿(mào)公司提供，摻量為0.9kg/m3。
（5）對主要結(jié)構(gòu)采取的設(shè)計(jì)措施。對大跨度的閘底板、胸墻、管道間、軌道梁采用預(yù)應(yīng)力鋼絲，按不出現(xiàn)裂縫設(shè)計(jì)。要求閘墩的底部1m與閘底板一起澆筑，以減小底板對閘墩的約束。門槽等局部部位增設(shè)限裂鋼筋網(wǎng)。部分二期混凝土摻用膨脹劑，采用TEA混凝土微膨脹劑。
（6）混凝土溫控的設(shè)計(jì)與研究。本工程閘底板、閘墩長度較長、體積較大，屬大體積混凝土，施工期主要為高溫季節(jié)，業(yè)主單位委托有豐富經(jīng)驗(yàn)的河海大學(xué)朱教授進(jìn)行混凝土溫控的施工仿真研究，主要研究結(jié)果為“表面保溫、內(nèi)部降溫”，通過計(jì)算，提出了不同季節(jié)、不同部位混凝土施工的溫控措施，對入倉溫度、模板要求、拆模時(shí)間（建議10~14天拆模，實(shí)際7~15天）、通水冷卻、新澆混凝土保溫、保濕養(yǎng)護(hù)等提出了具體指標(biāo)數(shù)據(jù)。
3.3 施工采用的防裂措施
3.3.1 控制入倉溫度不超過28℃
為了滿足砼入倉溫度不超過28℃的要求，考慮實(shí)際施工中的不均衡性，按砼入倉溫度為27.5℃控制。考慮砼運(yùn)輸過程中的溫度升高影響，按2℃估算，則出機(jī)口溫度應(yīng)控制在25.5℃以內(nèi)。