水闸底板以及外部环境控制

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1、水库除险加固中的水闸底板分析

目前，我国水利工程针对混凝土底板结构，允许存在一定程度的裂缝，同时对宽度有一定的约束，裂缝宽度一般为0.2～0.3mm。在裂缝控制中，变形的约束应力由于结构环境影响，只有当变形得到一定程度的满足时，约束应力才能得到有效控制。在整体性自由状态下，自身结构不会产生约束应力。原则上允许作为水利工程结构建造的变形条件，在实际工作中，由于整体性自由的状态不可能随意做到，因此，必须在释放变形、降低约束的过程中，让工程约束应力尽量降低。

当水利工程结构出现全约束形式时，使用具有足够拉伸和强度的结构材料，避免伸缩缝开裂，即限制性原则。通常限制性原则必须具有足够的强度，在允许原则的范围内，拥有足够的变形空间。混凝土裂缝作为建筑施工最常见的现象，为了有效防止裂缝造成的不利影响，必须加大设计、运行、材料及维护的研究力度，在不断完善施工技术的同时，以限制性原则为主体，从根本上做好结构施工。

2、水库除险加固中的外部环境控制

在水库防险加固中，由于水泥水化热影响，通常在1～3d的水泥水化中就可以产生50％的热量，或者更多；当工程达到最高温度时，由于自身因素影响，随着热量散发，逐步降温，直到和环境温度一致。在体积混凝土施工中，由于热量存储，让外部温度低于内部温度，从而让内部出现峰值。在混凝土升温结束后，散热阶段和混凝土散热条件不同，在外界环境和混凝土接触中，由于散热条件良好，热量很容易挥发；相反内部条件由于散热能力较差，使得混凝土降温后造成内部温度高于外部温度，形成混凝土温度梯度，从而导致变形。

当内部膨胀受到外部限制影响时，外部收缩由于内部约束影响，从而产生内部拉应力。当混凝土拉应力达到水库拉应力极限时，裂缝随之产生。在初期阶段裂缝较细，随着时间以及外部应力影响，不断变深、扩大，进而出现贯穿现象。在表面温降、寒潮影响中，由于自身结构影响，使裂缝逐渐加深。因此，在水闸设计中，必须根据施工环境、施工条件，对水泥用量、品种、浇筑以及温度进行有效控制。

在混凝土水分中，大部分水分是在浇捣过程中蒸发，由于水泥硬化、凝结影响，使混凝土不断进行变形、缩小，从而形成干缩现象。在此过程中，由于水分蒸发总是由表向里，使内部水分蒸发速度、程度总是小于表面，收缩增大；受内部混凝土影响，当拉应力产生时，表层混凝土增加，干缩性裂缝产生。由于混凝土环境以及养护过程对干缩具有直接影响，因此，在材料选用中，尽量使用级配好、骨料密度大。弹性高的粒径，从而不断缩小干缩裂缝造成的不良影响。在这过程中，水灰比和施工材料化学成分作为混凝土收缩的主要因素，水灰比和混凝土干缩成反比关系；当水灰比低于0.35时，干缩与自身收缩一致，必须认真考虑；当水灰比高于0.5时，干缩比和自生收缩可以忽略不计。