高混凝土壩應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測的挑戰(zhàn)與解決方案

時間：2023-12-21作者：南京峟思工程儀器有限公司瀏覽：61

高混凝土壩承受的荷載大幅增加，導(dǎo)致內(nèi)部和外部荷載引發(fā)的高應(yīng)力接近筑壩材料的強(qiáng)度限，使得壩體或壩基出現(xiàn)裂縫或局部破壞的風(fēng)險(xiǎn)顯著低壩。由于壩體高大，混凝土的溫度控制和防止溫度與干縮裂縫變得加困難，施工期間產(chǎn)生溫度和干縮裂縫的可能性增加，而施工期間的裂縫會破壞壩體的整體性，成為蓄水和運(yùn)行期的薄弱環(huán)節(jié)。

高混凝土壩需要有大好的地基，但在高山深谷地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造往往比較復(fù)雜，難以滿足這一需求。高壩形成的高水頭，將使岸坡和基巖的穩(wěn)定狀況惡化。因此，高混凝土壩的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測布置應(yīng)該比低混凝土土壩有所加強(qiáng)。

在混凝土壩監(jiān)測規(guī)范中，對混凝土壩的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測設(shè)計(jì)布置雖然作了規(guī)定，但沒有根據(jù)壩的高度提出不同要求。這意味著，按照現(xiàn)行規(guī)范，高達(dá)300M的混凝土壩和100M左右的混凝土壩在應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測方面的規(guī)定并無區(qū)別，這是不合理的。

對于高混凝土壩來說，應(yīng)力監(jiān)測的不僅是針對壩體強(qiáng)度條件和穩(wěn)定條件布置應(yīng)變計(jì)組，而且要監(jiān)測施工期的溫度應(yīng)力，防止對大壩造成損害的裂縫。因?yàn)橐坏误w出現(xiàn)裂縫，就會破壞大壩的整體性，形成結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)，成為長期運(yùn)行的隱患。

考慮到高混凝土壩上述的特殊性，對于高混凝土重力壩來說，應(yīng)將溢流壩段、非溢流壩段、陡邊坡壩段及壩基地質(zhì)條件差的壩段作為監(jiān)測壩段。對于壩段，至少應(yīng)考慮三個以上的監(jiān)測截面，即壩踵截面、壩基截面、壩中截面。

每個監(jiān)測截面的測點(diǎn)布置會因縱縫分塊方案而有所不同。一般采用垂直分縫柱狀澆筑。有的工程為了分期蓄水可能采用斜縫分塊。也有為了分期施工需要，先采用垂直分縫完成前期斷面，然后再用斜縫完成后期斷面。

不論是哪種分縫施工方案，上游面的澆筑塊總是整個監(jiān)測截面的或關(guān)鍵部位。這是因?yàn)樵趦?nèi)外荷載作用下，這一壩塊承受的應(yīng)力大，又有高水壓作用下的迎水面，破壞的風(fēng)險(xiǎn)大。采用斜縫分塊時，上游面的澆筑塊的工作條件為嚴(yán)峻。因?yàn)樾钏蠡炷恋男熳兲匦砸鸬膽?yīng)力重分布，將會使壩踵拉應(yīng)力有所增加。因此，這一澆筑塊的應(yīng)變計(jì)組應(yīng)不少于三組，且各自有與之配套的無應(yīng)力計(jì)。因?yàn)楦鹘M儀器與上游迎水面的距離不同，水泥的水化程度和混凝土濕度可能有較大差異。施工期的溫度應(yīng)力引起的裂縫造成的影響較下游澆筑塊的裂縫引起的影響嚴(yán)重。因此，應(yīng)變計(jì)組中有利于監(jiān)測溫度應(yīng)力的儀器或測點(diǎn)不能隨便“優(yōu)化”掉!以利監(jiān)測溫度應(yīng)力，防止混凝土發(fā)生裂縫。萬一發(fā)生裂縫，還可用以監(jiān)測處理效果，評估壩塊整體性的恢復(fù)程度。





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