水工混凝土裂缝防治

水工混凝土裂缝防治（通用12篇）

水工混凝土裂缝防治 篇1

在水利水电工程建筑物中, 如水闸的启闭室、管养室、电排站的电机层、管养室、值班宿舍等的楼房建筑均构造有混凝土楼板。常见的混凝土是一种非匀质脆性材料, 由骨料 (含砂、碎石) 、水泥以及存留在其中的气体和水组成。在温度和湿度变化的条件下, 硬化并产生体积变化。由于各种材料变化不一致互相约束而产生初始应力、拉应力或剪应力, 造成在骨料与水泥石粘结面或水泥石本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝。这种微细裂缝分布不规则而且不连贯, 但在荷载作用下或进一步产生温度、干缩的情况下, 裂缝开始扩张, 并逐渐互相连通, 而出现较大的可见裂缝, 所以混凝土裂缝也就是微细裂缝扩展的结果。在水利水电工程建筑中的混凝土施工往往会出现不同类型的裂缝。下面分析一下混凝土楼板裂缝及其防治。混凝土楼板的裂缝实际上是由微裂扩展而成。由于微裂在混凝土中不可避免, 宽度≤0.05mm的裂缝对使用无多大危害。钢筋混凝土设计规范明确规定, 对有些结构按其所处条件的不同, 允许存在一定宽度的裂缝, 即裂缝宽度不再扩展的最终宽度, 控制在一定范围内是允许的。但施工中应尽量采取有效的技术措施控制裂缝, 使结构尽量减小裂缝的数量和宽度, 避免有害裂缝的出现。

⑴楼板裂缝形式。混凝土楼板出现裂缝的原因有各种式样。有施工和使用阶段的静荷载、动荷载等由外荷载引起的裂缝;有包括温度、不均匀沉降等由变形引起的裂缝;有由制作、脱模、养护等施工操作引起的裂缝。楼板裂缝有水平、垂直、纵向横向裂缝和放射状裂缝等形式。楼板裂缝深度常见有表面裂缝, 进深裂缝和贯穿裂缝等。

⑵楼板裂缝治理方法。应根据不同的裂缝情况从工程实际出发, 在安全可靠的基础上, 力求施工简单易行和符合经济的原则;应认真分析裂缝产生的原因和性质, 根据不同受力情况及使用要求, 分别采取不同的治理方法。

(1) 塑性裂缝一般在结构表面出现, 形状很不规则且长短不一互不连贯类似干燥的泥浆面, 称龟裂。这种裂缝对结构强度影响不大, 但会使钢筋锈蚀, 且有损美观。一般可以在表面抹一层薄水泥砂浆进行处理。

(2) 干缩裂缝的现象为表面性, 缝宽较宽其走向纵横交错, 没有规则整体结构多发生在结构变截面处。处理方法可同塑性裂缝的方法。

(3) 温度裂缝表面走向无一定规律性, 长度尺寸较大的结构, 裂缝多平行于短边, 大面积结构裂缝纵横交错, 进深及贯穿的温度裂缝, 一般与短边方向平行或接近于平行, 裂缝沿全长分段出现, 中间较密。温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化等方面有影响, 可采用涂两遍环氧胶泥或环氧玻璃布, 或抹喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理。对有防水、防渗要求的结构, 应根据裂缝贯穿性程度, 采用灌水泥浆或化学浆液进行裂缝修补。

(4) 施工过程造成的裂缝, 深度部位、方向都随产生的原因而异, 裂缝宽度、深度长短不一, 无一定的规律性, 纵向裂缝对结构承载力的影响比横向裂缝小。一般可采取水泥浆或环氧胶泥进行修补。当裂缝较宽时, 应先沿裂缝凿成八字形凹槽, 再用水泥砂浆掺微膨胀剂或用环氧胶泥嵌补处理。

(5) 不均匀沉降裂缝大多数属于贯穿性裂缝, 往往上下或左右有一定的差距, 裂缝宽度受到温度变化影响较小, 因荷载大小而异, 且与不均匀沉降值成比例。不均匀沉降裂缝对结构的承载力有较大影响, 应根据裂缝的严重程度, 会同设计等有关部门对结构进行适当的加固处理。

⑶混凝土楼板裂缝预防措施:在混凝土施工中应尽量采用有效的技术措施控制裂缝, 加强施工人员思想教育, 严按现行钢筋混凝土结构设计规范施工。具体措施如下:

(1) 配制混凝土时要严格控制水灰比和水泥用量, 选择级配良好的石子, 减小空隙和砂率, 严格控制砂石含泥量, 避免使用粉砂, 捣固密实并注意楼板钢筋不踩乱, 保证钢筋位置准确。

(2) 浇筑混凝土前, 将基层和模板浇水湿透。混凝土浇筑后, 对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖, 认真养护, 注意不要在混凝土上面乱堆放和超载推车。加强混凝土早期养护并适当延长养护时间。

(3) 在气温高、湿度低和风速大的天气下施工, 混凝土浇筑后, 应及早进行喷水养护保持表面湿润, 大面积混凝土宜浇完一段, 养护一段。加强混凝土表面的抹压工序, 可在混凝土初凝后, 混凝土凝前进行二次板面抹压, 提高混凝土扩拉强度, 减少收缩量。

(4) 预防温度裂缝, 可从控制温度、改进设计和施工操作工艺、改善混凝土性能、减少约束条件等方面着手。在高温下捣混凝土可尽量选用低热或中热水泥配制混凝土或利用混凝土的后期强度降低水泥用量, 减少水化热, 或在混凝土中掺加缓凝剂, 减缓浇筑速度, 改善和易性, 在保证强度情况下减少水泥用量。混凝土浇筑完后, 表面应及时用草袋、锯末和砂等覆盖洒水养护。

(5) 严格按图纸要求施工, 保证混凝土强度和楼板厚度。按规定时间拆模, 注意不要过早拆模损坏楼板。

混凝土楼板的微裂缝在施工中是不可避免的, 只要对混凝土裂缝有真正认识, 采取相应技术措施加以预防, 才能使结构尽量不出现裂缝, 避免有害裂缝的出现, 以确保工程质量。●

水工混凝土裂缝防治 篇2

（一）混凝土的塑性干缩裂缝

干缩裂缝：当浇筑的混凝土尚处于塑性状态时，由于炎热多风使水分蒸发过快，泌水率小于表面蒸发率，引起构件表面失水过多而开裂。裂缝纵横交错，没有规律性，多沿板短向分布。裂缝随着时间的延长向混凝土内部发展；裂缝断断续续，似连非连，有时呈龟板状，这种裂缝一般粗而短，裂缝到钢筋为止。

原因分析：

1）使用收缩率较大的水泥；或水泥用量多，用水量大，现场私自加水或因外加剂影响，如氯化钙等常会加大混凝土的干缩值； 2）体、表比值小的构件，混凝土中的水分容易蒸发，构件容易干缩； 3）对新浇筑混凝土的遮盖、挡风和湿养护不及时。当风速从无风到六级大风，混凝土中的水分蒸发量增大 3 倍，空气中的湿度由 90%下降到 50%，水分蒸发速度增加 5 倍；环境气温由 10℃升高到 20℃，水分蒸发量增大 1 倍； 4）高温、干燥、大风等使混凝土失水过快，失水速度大于混凝土泌水速度。塑性混凝土在表面收缩和内部约束作用下，薄弱的硬结表面就会产生拉应力，造成长度不等的裂缝； 防治措施：

用钢丝板刷或平面砂轮机磨除水泥结膜和进行毛化处理，扫除冲洗干净，晾干。用“聚合物砂浆”修复找平即可。

（二）大体积混凝土的温差裂缝

大体积混凝土：结构断面最小尺寸在 800mm 以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与环境气温之差预计超过 25℃的混凝土构件。大体积混凝土构件，在硬化期间，水泥的水化热较高，加上构件厚度大，内部温度不易散发，构件外表随自然气温下降，内外温差大于 25℃时，则外表产生冷缩应力，当应力大于当时混凝土的抗拉强度时，常产生破坏性较大的贯穿构件的裂缝或深浅不等的裂缝。

原因分析：

1）混凝土流动性大、坍落度大，用水量大、水泥用量多、砂率大，因而

水泥的水化热大。浇筑速度快，使大体积混凝土内外温差大，表面散热快，收缩大，因而产生裂缝； 2）大体积混凝土中水泥使用不当，当水泥中的硅酸三钙（Ca 3 Si）的含量高达 5.5%时，则每千克水泥的发热量是 377kJ，比同标号矿渣水泥的发热量大42 kJ，则构件中的温度差比要求大 11%左右，更容易产生温差裂缝； 3）为了满足混凝土设计强度的要求，常常在配合比中加大水泥用量，提高水泥标号，两者都会引起高水化热。在施工环境温度下降时，又没有采取有效的技术措施，因而产生裂缝； 防治措施：

1）大体积混凝土温度的控制指标不宜大于下列数值：

①大体积混凝土的浇筑入模温度控制在 28℃以内。夏季高温施工时，应采取降温措施，控制混凝土温度不超过 28℃； ②大体积混凝土的浇筑入模后最大温升值为 35℃。必要时可采用人工导热法在混凝土中埋入冷却水管，用循环水降低混凝土内部温度； ③砼浇筑构件内外温差应控制在 25℃以内。

2）在浇筑大体积混凝土时必须采取下列技术措施：

①选用水化热低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。也可考虑在普通硅酸盐水泥中掺入粉煤灰等掺和料，以降低水泥水化热； ②选择合理的砂、石级配，严格控制含泥量应不大于 1.0% ； ③在混凝土中掺入一定的外加剂，尽量减少水泥用量，经设计单位同意，可利用混凝土 60 d 的后期强度作为混凝土的强度评定。

3）裂缝处理措施：

浅析水工混凝土裂缝的预防与处理 篇3

【关键词】水工混凝土；裂缝；预防；处理；注意事项

水工混凝土裂缝是水工建筑物最为常见的病害之一，产生的原因是多种多样的，裂缝对水工建筑物的危害程度不一，还可能诱发其他病害的发生和发展，对水工建筑物的耐久性产生巨大的危害，因此，必须对此加以重视，并采取措施加以解决。

一、水工混凝土裂缝存在的危害

混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏，渗漏的结果，一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展；另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏，根据调查，由裂缝引起的各种不利结果中，渗漏水占60%。由于混凝土碳化会加剧混凝土收缩开裂，导致混凝土结构物破坏，混凝土裂缝的存在，能使空气中的二氧化碳极易渗透到混凝土内部与水泥的某些水化产物相互作用形成碳酸钙，这就是常说的混凝土碳化。在潮湿的环境下二氧化碳能与水泥中的化学成分相互作用，使混凝土的碱度降低，使钢筋纯化膜遭受破坏，当水和空气同时期渗入，钢筋就产生锈蚀。混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。综上，混凝土裂缝对混凝土结构物的结构强度和稳定性具有直接的影响，会降低混凝土结构物的结构强度和整体稳定性，轻则影响建筑物的外观和正常使用，严重的贯穿性裂缝甚至可能导致混凝土结构物的完全破坏。

二、造成水工混凝土裂缝出现的原因

1. 温度原因造成的混凝土裂缝出现

受温度影响出现的裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中，温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显，另外混凝土硬化时会释放大量水化热，导致混凝土内胀外缩，在混凝土表层产生拉应力，当拉应力超过混凝土的允许抗拉强度时，产生表面裂缝，此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

2.水分流失过快造成的混凝土裂缝出现

混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生收缩，一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

3.化学成分造成的混凝土裂缝出现

混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，这种化学反应导致混凝土体积发生变化，从而使混凝土涨裂产生裂缝。

4.施工不当造成的混凝土裂缝

在施工过程中，由于施工不当造成的混凝土裂缝也时常存在，许多裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致，特别是在冬季，施工不当，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

三、水工混凝土裂缝的预防

1.严格混凝土原材料的选择和配比

尽可能使用低水热化水泥，控制原材料的质量不使混凝土产生收缩，采集原材料进行试拌，尽可能地减少水泥用量，添加Ⅰ级粉煤灰，将水胶比控制在规范允许的范围内，粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用。

2.严格控制混凝土内部温度和合理施工安排

如大体积混凝土内部埋设热电耦测温，掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间，通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。同时，混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气，同时注意地质变化，若需要上述条件下施工时必须有相应勘测、遮挡、保温措施。

3. 防失水养护

良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂缝发生的措施之一，一般保温、保湿养护不得少于14天，同时，及时进行洒水等措施，避免水分过快损失造成裂缝出现。

4.防止化学反应造成的裂缝出现

选择抗腐蚀性强的钢筋材料和混凝土材料，避免使用碱骨料等措施，对防止混凝土裂缝有较好的效果。碱骨料化学反应对结构的耐久性影响很大，为控制碱骨料的化学反应，最好选择优质骨料和低含碱量的水泥以及中性拌和水，在提高混凝土密实度的同时合理降低水灰比。

四、水工混凝土裂缝的处理

1.混凝土表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2.填充处理法

对于裂缝宽度大于0.5mm的裂缝，沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽，槽顶宽约10cm，在槽中充填密封材料，充填材料采用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。

3.注入处理法

注入法分压力注入法（灌浆法）与真空吸入法两种，灌浆法适应于较深较细的裂缝，而真空注入法则利用真空泵使缝内形成真空，将浆材注入缝内，该方法适应于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。

4.电化学处理法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

5.新仿生自愈合处理法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，如含粘结剂的液芯纤维或胶囊，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

五、总结

随着社会的不断进步，更多的更大水工混凝土结构会出现，而裂缝的存在会给这些结构造成安全方面的危害，因此，要从日常的施工、维护方面入手，防止裂缝出现，对裂缝出现后积极进行相关处理，将危害降到最低，避免造成财产和安全的损失。

参考文献：

[[1]郭海燕，薛文化，周培丽.水工混凝土裂缝成因及处理[J].商情，2010年第05期

水工混凝土裂缝防治 篇4

1.1 水工隧洞衬砌混凝土裂缝分类

水工隧洞衬砌混凝土裂缝主要分为:细微的表面裂缝和贯穿性有害裂缝。

1.1.1 细微的表面裂缝

分布在在混凝土表面、开裂不深的一般是一些细微表面裂缝, 这些裂缝通常是走向无明显的规律性, 且多条同时出现;缝宽都比较小, 一般都在1mm以下;长度一般都较短, 呈闭合或者略微张开的状态。事实上, 这种裂缝一般不会产生渗漏, 早期混凝土砼结构的稳定性并无影响, 但会影响结构的耐久性, 其通过使钢筋迅速锈蚀及混凝土的抗冻性能大幅下降的方式, 最终会破坏结构。

1.1.2 贯穿性有害裂缝

贯穿性裂缝则会贯穿整个结构面, 在隧洞衬砌混凝土出现的条数通常比较少、长度比较大、可贯通整个结构断面, 且呈张开状态, 缝宽通常在1~5mm, 严重时甚至达到20mm。裂缝形成了贯穿的通道, 隧洞可能会产生严重的渗漏, 若不及时治理, 容易造成流土或围岩淘刷现象。贯穿性裂缝能形成结构的软弱面, 影响结构的稳定性和耐久性。

1.2 水工隧洞衬砌混凝土裂缝产生的原因

1.2.1 温度降低形成的收缩裂缝

大多数水工隧洞施工作业处于地层较深的位置, 水泥水化造成的温度升高比较明显, 即使是在冬季施工, 隧洞内的温度也相对比较高, 水份蒸发冷凝淅出很快, 而一般施工都只进行混凝土表面养护, 没有解决混凝土内在散热和施工现场不同环境影响所产生的温度收缩裂缝。伸缩裂缝出现的也最多, 影响工程性能。

1.2.2 外部应力效应形成的裂缝

水工隧洞 (引水洞、导流洞等) 施工工期较紧, 而且大多数开挖成洞条件都比较差, 衬砌混凝土质量很难保证;由于作业环境的限制, 混凝土浇筑和养护的质量相对较差, 造成混凝土很难达到设计的龄期强度。开挖支护作业一般是短距离循环进行, 如果围岩类别判断不准, 又采取了不当的锚固支护, 会导致围岩应力的多次重分布和毛洞形状变形恶化, 出现因外部应力作用而产生的裂缝, 这种裂缝比较明显, 破坏的影响也比较严重。

1.2.3 结构裂缝

水工隧洞的地质、水文、地形状况越来越复杂, 变化很难把握, 在前期工作投入不足、地质、地形、水文等资料不具体的情况下, 设计人员只能依据已有的地质资料进行设计, 难以掌握施工现场地质状况的变化, 形成的设计也往往不能适应现场施工的需要。采用不合理的结构而产生的裂缝, 其裂缝形成机理比较直观, 也比较容易得到控制。

2 水工隧洞衬砌混凝土裂缝的预防

水工隧洞衬砌混凝土裂缝的堵漏和补强工艺都比较复杂, 成本较高, 还影响混凝土的外观质量, 因此, 在施工中应该以预防为主。

2.1 优化混凝土配合比

为减少干缩裂缝和温度裂缝产生的几率, 应该选择优质的混凝土原材料, 并经过多组配合比试验, 确定最优的施工配合比。同时, 掺用优质粉煤灰和复合型高效减水剂, 减少水泥用量, 改善混凝土的和易性, 降低混凝土水化热和干缩。

2.2 加强围岩变形监测

加强围岩的变形监测, 可以预防混凝土因围岩应力作用出现开裂, 统计分析量测数据, 就可以判断围岩是否完成收敛变形, 合理确定衬砌时间, 这样就能避免在围岩收敛变形时进行混凝土衬砌, 最大限度防止裂缝产生。

2.3 确保仓面无渗水干扰

为了防止地下水进入混凝土的浇筑仓面, 隧洞衬砌混凝土施工时一般都是以疏排渗水的方式为主进行预防。针对不同的情况, 采取相应的处理方法, 如对于成流出的地下水, 可以采用排水管引出隧洞的方式处理等等, 从根本上消除渗水流仓隐患。

2.4 合理确定施工工艺

确定合理的施工工艺, 从混凝土浇筑的拌合、运输、入仓、振捣进行全过程、全面监督检查, 防止混凝土拌合物搅拌时间不足、振捣不密实等问题, 保证混凝土的质量。

3 水工隧洞衬砌混凝土裂缝处理

水工隧洞衬砌混凝土裂缝的存在, 不仅会影响结构的刚度和整体性, 还会降低隧洞的抗渗能力, 引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化, 影响隧洞的使用。因此要结合实际, 对混凝土裂缝进行分析处理, 以满足工程的需要。

3.1 裂缝处理的方法

处理衬砌混凝土有害裂缝, 之前使用的高渗透改性环氧浆材存在一定的局限性, 随着时代的发展, 科技的进步, 对现阶段隧洞衬砌混凝土裂缝处理, 应采用环保、抗老化、满足温度裂缝反复收缩开裂的弹性改性环氧浆材, 裂缝处理方法主要有开槽埋管法、打斜孔埋管法和无损贴嘴法, 其优点和难点如表1所示。

3.2 选择处理浆材

选择灌浆材最主要的原则是可灌性与耐久性。隧洞衬砌混凝土裂缝的开度较小、外水压力比较大, 浆液很难灌入, 处理浆材既要满足补强又要防渗, 需要采用高渗透弹性改性的环氧浆材, 通常采用LPL、CW与EAA等高渗透改性环氧浆材。

3.3 无损贴嘴法处理渗水裂缝

3.3.1 关键技术

无损贴嘴法处理渗水裂缝施工一般要经过注浆嘴加工、打磨、冲洗、裂缝描述、贴嘴、封缝、压风检查、灌浆、注浆嘴清除和质量检查等步骤。在外径为6mm、长度大于6cm的铜管一端焊上边长为3~4cm、厚度为1.5mm左右的方形铁片, 铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔, 铁片周边钻排列规则的小孔;采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20cm的宽度, 除去混凝土表面杂物, 以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果;用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗;用刻度放大镜测量裂缝宽度, 并进行描述;根据裂缝描述进行注浆嘴的布置;贴嘴3h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住;封缝完成并养护2h后即可进行压风检查各孔的贯通情况;采用多点同步灌注方式推进;灌浆结束48h后铲除注浆嘴;灌浆结束7d后进行灌后质量检查。

3.3.2 局部渗水处理

经复灌后仍有渗水的部位采用嵌缝措施--开50mm×50mm的槽, 并在槽内打引水管, 将水引出, 将槽面清洗干净。嵌缝后再在表面粘贴宽150mm玻璃丝布防渗, 必要时延伸1.0m左右, 待丙乳砂浆封闭7d后再封闭引水管孔。

4 结束语

水工混凝土裂缝防治 篇5

沥青混凝土路面裂缝成因分析与防治

沥青混凝土路面是目前高速及干线公路常用的柔性路面,近几年这种路面摹层采用的结构型式增多,尤其是半刚性基层的应用.随着高速公路的陆续建成并投入运营后,沥青路面早期损坏较为普遍,本文探讨了沥青混凝土路面裂缝成因分析与防治.

作 者：孙晓勇 作者单位：山东泰华路桥集团公司刊 名：中小企业管理与科技英文刊名：MANAGEMENT & TECHNOLOGY OF SME年，卷(期)：“”(4)分类号：U4关键词：沥青混凝土路面 裂缝 防治

水工混凝土裂缝的原因及防控措施 篇6

【关键词】水工混凝土;裂缝;原因;防控

裂缝的出现不仅会降低水工建筑物的抗渗能力，影响其使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响水工建筑物的承载能力，危及水工建筑物的结构的稳定性。由此可见，分析裂缝的成因，探讨防治措施，对水利工程建筑物的应用有着极其重要的意义。当然，引起水工建筑物混凝土结构产生裂缝的原因是多方面的。但是，归纳起来可分为荷载作用引起的裂缝和非荷载引起的裂缝两类。

1.荷载作用引起的裂缝

1．1水工建筑物混凝土结构在使用荷载作用下，由于截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的，所以构件在使用时总是带缝工作的。这类裂缝总是与主拉应力方向大致垂直，且最先在荷载效应最大处产生。如果荷载效应相同，裂缝首先在混凝土抗拉能力最薄弱处产生。

1．2预防荷载作用引起的裂缝的措施是合理的配筋。在施工过程中，选用混凝土粘结较好的变形钢筋，控制钢筋的应力不过高，钢筋的直径不过粗，并用钢筋不在混凝土中分布比较均匀。这样就能较好地控制正常使用条件下裂缝宽度，不致过宽。

2.非荷载引起的裂缝

在水工建筑物混凝土物件中，大部份缝是由非荷载因素引起的，如温度变化、混凝土收缩、基础不匀沉降、塑性坍落、钢筋锈蚀、碱—骨科化学反应等等。

2．1温度变化引起的裂缝

2．1．1水工建筑结构件随着温度的变化而产生变形，即通常所说的热胀冷缩。当变形受到约束时，便产生了裂缝，约束的程度越大，裂缝就越宽。

预防热胀冷缩的措施：一是撤去约束，允许自由的产生变形；二是设置伸缩缝。

2．1．2水泥和水所引起化学反应引起裂缝。大体积混凝土开列的主要原因之一，是由于混凝土在硬化过程中，水泥和水起化学反应，产生大量的水化热引起混凝土的温度上升，如果热量不能很快散失，内部和外部温差过大，就将产生温度应力，使结构内部受压，外部受拉。混凝土在硬化初期，只有很低的抗拉强度，如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时，混凝土就要产生裂缝。

防止这类裂缝产生的措施是：a.尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥；b．减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg／m²以下；c．降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0．60以下；d.改善骨科级配，掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量，降低水化热；e．改善混凝土的搅拌工艺，采用“二次风冷”新工艺降低混凝土的浇筑温度；f.在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌和物的流动性、保水性，降低水热化，推迟热峰出现的时间；g.合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；h．在大体积混凝土内部设置冷却管道，通过冷水或冷气冷却，减小混凝土的内部温差；i.加强混凝土温度的监控，及时采取冷却保护措施；j.加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表现缓慢冷却，在寒冷季节，混凝土两面必须采取保温措施，以防寒潮袭击。

2．1．3构件硬化成型后，在使用中，如果温度较大，构件内部温度梯度就极大，也会引起构件开裂。

2．1．4预防产生比类裂缝的措施是：采用隔热 (或保温)措施，尽量减少构件内部温度梯度，在配筋时应考虑温度力的影响。

2．2混凝土收缩引起的裂缝

2．2．1混凝土在空气中结硬时，体积要缩小，产生收缩变形，当受到约束时，就可能导致裂缝的产生。

2．2．2在配筋率较高的构件中，由于钢筋对周围混凝土的约束作用增强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，引起构件局部裂缝。

2．2．3新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。

2．2．4防止和减少收缩裂缝的措施：a.合理设置收缩缝；b.改善水泥土性能，降低水灰比，减少水泥用量；c．配筋率不宜过高，设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀，避免发生集中的大裂缝；d．加强混凝土的时期养护，并适应当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。

2．3混凝土塑性坍落引起的裂缝

2．3．1混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个小时内，这时混凝土还处于塑性状态，如果混凝土出现泌水现象，在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向上浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时，在上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。

2．3．2预防措施是：a．要仔细选择集料的配级，做好混凝土的配合比设计，特别是要控制水灰比，采用适量的减水剂；b.施工时混凝土既不能漏振也不能过振，避免混凝土泌水现象的发生，防止模板沉陷；c．如果发生这类裂缝，可在混凝土终凝以前重新抹面压光，使裂缝闭合。

2．4基础不均匀沉降引起的裂缝

2．4．1基础不均匀沉降，使超静结构受迫，从而导致裂缝。

2．4．2防止基础不均匀引起裂缝的措施是：根据地基条件及上部结构形式，采用合理的构造措施及设置沉降缝。

2．5冰冻引起的裂缝

2．5．1水在结冰过程中，荷重要增加，因此，水在设灌浆或灌浆不饱满的预应力构件孔道中结冰，就可以产生沿着孔道方向的纵向裂缝。

2．5．2预防冰冻裂缝的措施：在建筑物基础梁下填一定厚度的松散材料(炉渣)。

2．6钢筋锈蚀引起的裂缝

2．6．1原因

钢筋的生锈过程实际上是电化学反应过程，这种效应可在钢筋周围的混凝土中产生胀拉应力，如果混凝土的保护层比较薄，不是以抵抗这种拉应力时，就会沿着钢筋形成一条顺筋裂缝。顺筋裂缝一旦产生，又进一步促进钢筋锈蚀程度的增加，形成恶性循环，最后导致混凝土保护层剥落，甚至钢筋锈断。这种顾筋裂缝对结构的耐久性影响最大。

2．6．2预防措施

防止順筋裂缝的措施是提高混凝土的密实度和抗渗性，适当加大保护层的厚度。

2．7碱—骨科化学反应引起的裂缝

2．7．1原因和分析

碱—骨科反应是指混凝土孔隙中水泥的碱性溶液与活性骨科(含活性 Si02)化学反应，生成碱—硅酸凝胶，碱硅胶温水后可产生膨胀，使混凝土胀裂，开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，然后由表及里地发展，裂缝中充满了白色深沉。

2．7．2预防措施

碱—骨科化学反应对结构件的耐久性影响极大，为了控制碱—骨科的化学反应速度应选择优质骨科和低含碱量水泥，并提高混凝土的密实度和采用较低的水灰比。

3.结论

水工混凝土裂缝防治 篇7

在我国水利工程中, 混凝土是用量最大的建筑材料。由于它本身的变形和约束等许多因素的影响, 使混凝土容易产生裂缝。这不仅影响了建筑物本身的外观形象, 也危及到了建筑物在正常下的使用以及建筑物结构的耐久性。因此, 混凝土的裂缝问题受到人们强烈关注。

1 水工混凝土的受力特点

水利工程的运行对于各个地区的水资源调节调度起着积极重要的作用。水利工程项目与其他建筑工程相比有很大区别, 水利工程建设在改变建设区环境的同时也会产生相应的负面影响。水利工程的修建一般存在规模大、资金投入多、工期长、技术复杂等特点。这其中, 由于工期一般较长, 在建设过程中常会因为各种因素导致工程质量出现或多或少的问题, 混凝土裂缝就是其中相对明显、且普遍发生的严重问题。通常情况下讲, 混凝土裂缝一般不会对普通工程使用安全产生较大影响, 但水利工程由于工程环境的特殊性, 对混凝土的质量要求尤为严格。水的侵蚀、外在压力, 对混凝土材料都构成重重考验。水利工程中, 混凝土裂缝不但会降低该工程使用寿命, 若在施工过程中, 有可能会危及到施工人员的生命财产安全。因此, 水利施工过程中, 一定要做好防护工作, 尽量避免混凝土裂缝的产生, 当裂缝仍然难以避免地发生, 要尽快找出原因并第一时间得出解决办法。

2 水利施工中的混凝土裂缝的原因分析

在农田的水利施工中混凝土建筑需要抵抗拉伸或者变形的压力, 这就会使得混凝土建筑物出现裂缝, 水利工程中混凝土裂缝产生的主要原因有温度裂缝、干燥收缩裂缝、材料不合理、后期维护不合理、施工监管不利等原因。

2.1 温度裂缝

温度裂缝顾名思义是由温度引起的裂缝。在混凝土浇筑之后内部水泥由于发生了水化反应使得水泥的温度升高, 当水泥的水化温度升到极限时加之外环境温度较低, 混凝土的温度就会下降这就使得混凝土在温度下降的过程中出现了收缩, 当温度相差过大时混凝土自身不能承受这种拉力变形时, 就会使建筑表面产生裂缝。温度裂缝由于施工过程会裂缝之外, 天气因素也会使混凝土的表面产生裂缝。例如水工混凝土建筑物经过了几天或者一个月的暴晒, 突然迎来了一场暴雨这就使得混凝土的表面和内部的温差很大, 由于墙体较厚内部的混凝土温度基本不变, 但是外表面由于长时间和空气温度接触就会急剧下降。这样就会导致混凝土内部外部的温度差较大, 进而就会产生裂缝。

2.2 干燥收缩裂缝

在水利施工中干燥收缩裂缝也是常见的裂缝之一, 产生这种干燥的收缩裂缝的原因是:由于物料本身的收缩性能小, 水泥在硬化阶段水分蒸发引起了水泥的收缩从而产生裂缝;另一种是由于混凝土在浇筑的阶段, 混凝土自身的温度和外界的空气温度差距较大, 导致混凝土表面的水分蒸发较快, 使得混凝土建筑表面出现干燥收缩裂缝, 这种由于浇筑时引起的裂缝主要出现在竖向尺寸的混凝土表面。

2.3 材料选择失误

除了上述两种由于施工技术和自然环境引起的混凝土表面的裂缝之外, 还有另外一种原因就是由于水泥的材料选择不当引起的混凝土表面的裂缝。水化反应是水泥中常见的一种反应, 这种反应一般都会导致混凝土出现裂缝, 对于大体积的水泥材料, 在水泥水化时如果不能及时的排出这部分热量就会引起材料的气温升高, 这样就会导致建筑受到内外压力同时的作用, 从而产生裂缝。

2.4 养护活动不合理

在好的车行驶久了也会出问题, 水利工程中混凝土建筑也是如此。随着时间的推移, 混凝土建筑每天都要受到外界因素的影响, 久而久之就会出现裂缝若不能对其及时的进行养护就会造成更大的安全隐患。一般来说, 混凝土的养护活动不合理就会使得混凝土表面的水分散失, 导致表面出现变形最终出现裂缝。水泥经常暴露在空气中, 会受到各种外界因素的影响, 由于水泥在成型阶段的抗拉性能不好就会产生裂缝。所以施工人员就要对水泥的养护活动进行合理的安排, 避免裂缝的出现。

2.5 监管不合理

当水利工程中裂缝很多都是由于施工不当造成的, 要想减少这种施工过程引起的裂缝就要加强监管的力度。施工管理层要对施工人员进行施工教育, 不断完善现有的施工的手段并对施工中出现的技术问题及时解决, 避免裂缝的进一步恶化。但是目前在水利工程中的监管力度是较为缺乏的, 管理者自身素质不达标, 对出现的裂缝问题也无法及时的解决最终导致更大的安全隐患。

3 混凝土裂缝防治

3.1 施工管理手段

在施工的全程中, 技术是核心层面的工作, 对混凝土工程而言, 技术对于工程质量形成先决的重要屏障作用。因此, 技术管理在施工过程当中至关重要。在水利施工中, 为了防治混凝土出现裂缝现象, 从工程准备阶段, 就加大了对技术层面的管理力度, 并且定向增加了技术含金量。在施工过程中, 着力加大对施工质量的监管与检验力度, 提升工程质量。与此同时, 还在检验时严格遵守施工技术质量标准与规范, 建立了完善的质量检验制度和监测机构。此外, 大力执行全方位的质量管理, 把握基础, 从源头上对工程的质量进行提升。

3.2 加大混凝土的养护力度

混凝土模板拆开后, 一定要铺设草席等, 做好前期的养护工作。初浇注的混凝土十分脆弱, 需要细心呵护。混凝土的保养最基本的是保证前期不出现裂缝的重要方法, 也可以使得混凝土在后期能够处于稳定状态下的良好催化剂, 用来确保主体的强韧度及抗击压力能力。

3.3 优化混凝土设计配比

用水量不变时, 水泥用量每增加10%, 混凝土收缩增加5%;水泥用量不变时, 用水量每增加10%, 混凝土强度降低20%, 混凝土与钢筋的粘结力降低10%。在试拌所采集得到的材料时, 应尽量减少其中水泥的使用量, 并且, 适当增添I级粉煤灰的配比, 严格管控水胶比保持在规范准许的范围内。加入适量粉煤灰, 以提升混凝土自身和易性, 抗侵蚀能力以及减缓收缩等起到一定影响。同时, 在易出现裂缝的部位增加斜筋, 使钢筋在一定程度上取代混凝土的作用, 承担拉应力, 从而管控住混凝土裂缝的发展态势。

3.4 预防基础不均匀造成沉降

合理地设置施工工序, 改进混凝土构造, 是避免产生此现象的重要手段。若单纯凭借减少结构重量的方法来控制沉降, 反而会使整个结构重量增加, 使其稳定性减弱, 造成不均匀沉降。

3.5 预防沉陷裂缝的手段

施工进行之前, 对工程区地质特点进行必要的勘探, 确保地基处于相对稳定的状态。并且, 确保地基受力均匀和模板具有充足的刚强度以及强大的支持力。混凝土浇注时最忌于水中浸泡, 在一定时间段内将模板实施拆除。

4 结束语

总之, 总而言之, 水工结构使用的混凝土出现裂缝的现象是很难避免的, 但是混凝土也凭借着其广泛的优点在建筑行业中广泛使用。所以, 施工人员要按照合理的施工程序进行施工, 同时工程的监理人员也要严格的监督施工中出现的问题。与此同时, 施工单位的管理层要向施工人员定期的传授混凝土的相关知识, 才能够避免在施工中出现类似的问题。这样才能提高水利建筑物的质量, 解决农村水利工程中的安全隐患。

摘要：水利施工过程中出现混凝土裂缝比较普遍, 且有相对复杂的原因, 这些混凝土裂缝的出现, 严重影响工程质量, 对水利工程而言, 防治这种现象的发生尤为重要, 无论从安全性还是经济性等多方面进行考虑。加强对工程质量的严格把关, 做好相应的防护措施从多个层面下手, 做好防治工作, 增强工程质量。

关键词：水利工程,水工混凝土,温度裂缝,收缩裂缝,不均匀沉降,养护环境,配合比设计

参考文献

[1]郭卫太.水利工程中混凝土裂缝成因及预防处理[J].农业科技与信息, 2009 (20) .

水工混凝土裂缝 篇8

自混凝土问世以来, 它以其坚固耐久、造价低廉等特点成为工程建设中一种最主要的建筑材料。随着国民经济的快速增长和现代建筑的飞速发展, 政府大力发展水利、交通等基础设施建设, 大体积混凝土的应用也越来越广泛, 大坝、码头、闸墩等都是应用大体积混凝土的典型建筑物。

混凝土的固有特性表明它是一种“韧性不足, 脆性有余”的建筑材料, 容易在外界因素影响下产生开裂。对于水工混凝土结构, 开裂现象非常普遍, 裂缝的存在与发展不仅影响水工建筑物的外观质量, 更会影响其承受能力和使用功能, 同时容易造成钢筋锈蚀、混凝土碳化等一系列影响混凝土耐久性的问题, 严重危害水工建筑物的使用寿命。因此, 有关混凝土裂缝问题的研究一直是学术界研究的热点。

2 裂缝的危害性

裂缝是水工混凝土结构常见的一项病害问题, 其形成原因复杂, 因素影响众多, 危害性巨大。裂缝的存在严重影响了混凝土结构的耐久性和安全性, 危及人民生命财产安全。裂缝种类众多, 危害性各异, 表面裂缝影响混凝土结构的外观质量, 容易造成应力集中, 存在发展为深层裂缝或贯穿裂缝的潜在性。深层裂缝或贯穿裂缝的危害性巨大, 不仅破坏水工混凝土结构的整体性, 影响混凝土结构功能发挥, 还会加重钢筋锈蚀、加速混凝土碳化、降低混凝土抗疲劳和抗渗性能, 大大降低水工混凝土结构的使用寿命[1,8]。

3 裂缝类型及形成原因

裂缝的产生、存在和发展直接影响到水工混凝土结构的安全运行, 影响水工建筑物的耐久性能。长期以来, 工程界和科学界都着力探索混凝土结构裂缝产生及扩展的原因, 并取得一定成果。引起水工混凝土开裂的因素众多, 根据已有研究成果和工程开裂破坏实例, 总结出水工混凝土裂缝主要为以下几类[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]:

3.1 温度裂缝

温度裂缝多发生于大体积混凝土结构中。混凝土浇筑后, 水泥水化产生大量水化热, 由于混凝土体积大, 导热性能差, 大量水化热得不到及时散发, 积聚于混凝土内部, 致使混凝土内部温度急剧升高;而混凝土表面散热快, 温度降低较快, 由此形成较大内外温差, 产生不均衡变形, 当混凝土变形受到约束时, 即形成温度应力, 该应力超过混凝土抗拉强度时, 混凝土结构便开裂破坏[14,15,16,17,18]。

混凝土浇筑初期, 其弹性模量和强度都相对较低, 对混凝土内部温升引起的变形约束不大, 由此产生的温度应力较小, 不易形成温度裂缝;随着期龄增长, 混凝土弹性模量和强度不断提高, 对混凝土内外温差引起的变形约束越来越强, 由此产生的温度应力较大, 温度裂缝也最易产生。因此, 温度裂缝多发生在混凝土凝结硬化中后期, 其危害性较大。

3.2 收缩裂缝

收缩是混凝土的一项固有特性, 它对混凝土结构性能影响较大。在正常使用条件下, 由于混凝土收缩变形产生的具大内应力, 足以导致混凝土开裂破坏, 严重影响混凝土结构的承载能力和整体性, 为及时发现和预防混凝土收缩裂缝产生, 在工程施工过程中, 必须严格控制混凝土生产的各个环节。工程实际中, 混凝土收缩裂缝多因塑性收缩和干燥收缩引起[19,20]。

塑性收缩裂缝[2,4,8]:混凝土浇筑成型后, 凝结硬化前, 固体颗粒下沉, 内部水分向表面迁移, 表面水分在外力作用下快速蒸发。当水分迁移速率小于蒸发速率时, 表层毛细管产生较大负压力, 使得混凝土体积急剧收缩, 而此时混凝土自身强度无法抵挡其收缩变形, 最终形成塑性收缩裂缝。此类裂缝多发生于夏季高温和大风环境中, 裂缝多呈中间宽、两端细, 且长短不一、互不贯通, 主要在混凝土表面呈现龟裂状, 因此时混凝土还处于可塑状态, 故其危害性相对较小。

干燥收缩裂缝[4,8]:混凝土浇筑完成并形成一定强度后, 因结构失水导致混凝土产生较大变形, 此时, 混凝土形成的强度对该变形具有强大约束作用, 当这种约束力超过混凝土抗拉强度时, 混凝土结构便开裂破坏, 形成干缩裂缝。此类裂缝多发于空气相对湿度较小的季节或地区, 裂缝主要呈现为平行线状或网状, 多数较宽, 深度较大, 且不可逆, 其危害性较大。

混凝土收缩裂缝往往是多种因素共同作用的结果, 并无明确关系界定, 在一定条件下, 混凝土自身收缩和碳化收缩也会引起混凝土开裂。因此, 为预防或降低混凝土产生收缩裂缝, 应加强原材料控制和养护手段。

3.3 沉降裂缝

混凝土沉降裂缝多由地基沉降不均或模板搭设质量不合格引起[3,8,11,12]。混凝土结构物地基处理过程中, 常常因土质不匀、回填压实度不够或地基浸水等原因, 造成结构地基不均匀沉降, 致使混凝土结构物受力不均, 产生变形开裂。混凝土浇筑过程中, 模板自身刚度不够、模板架设不牢固, 以及模板支撑间距过大, 同样会造成混凝土沉降裂缝。此类裂缝多为深层裂缝或贯穿性裂缝, 裂缝走向与沉降情况相关, 当沉降裂缝较大时, 往往会在混凝土结构物中呈现出一种错位, 严重影响混凝土结构安全性, 其危害性巨大。

3.4 化学反应裂缝

化学反应裂缝主要是指混凝土结构物内某些组分发生一系列化学反应, 致使混凝土结构体积膨胀, 形成膨胀裂缝。化学反应裂缝的典型例子是碱-骨料反应裂缝和钢筋锈蚀裂缝[6,8,21,22,23,24]。

碱-骨料反应裂缝:配制混凝土时, 若水泥中的碱性氧化物含量较高, 将可能与骨料中的硅酸盐矿物或碳酸盐矿物发生化学反应, 生成凝胶状物质, 该物质吸水后产生较大体积膨胀 (体积增大约3倍) , 形成的内应力足以使混凝土结构物开裂, 形成致命裂缝。因碱-骨料反应过程十分缓慢, 常常需要数年甚至数十年时间才能明显表现出来, 一旦出现将很难补救, 给工程带来巨大危害, 素有“混凝土的癌症”之称。碱-骨料反应裂缝的形貌特征及分布规律与钢筋约束力有关, 当约束力较小时, 常出现地图状裂缝, 并在缝隙中伴有白色沉淀物生成;当约束力较强时, 则沿钢筋走向出现裂缝[8,11]。

钢筋锈蚀裂缝:钢筋混凝土在所使用的环境中, 混凝土保护层发生碳化反应, 其孔溶液碱度降低, 导致钢筋钝化膜破坏, 钢筋便与侵入混凝土中的有害离子 (主要为氯离子) 发生复杂的电化学反应, 生成铁锈, 其体积增长2~4倍, 形成巨大内应力, 导致混凝土膨胀开裂, 严重影响混凝土结构物的承载能力和耐久性能[21,22,23,24]。此类裂缝多为破坏性裂缝, 发生时, 混凝土表面往往伴有铁锈产生, 容易鉴定, 但对结构危害性较大。

3.5 冻胀裂缝

冻胀裂缝是水工混凝土一项常见的耐久性问题[9,11,12]。水工混凝土长期处于与水接触环境中, 毛细孔大量饱水, 当环境温度低于毛细水冰点温度时, 毛细孔水将冻结膨胀, 体积增大约9%, 在混凝土内部形成膨胀应力, 同时, 混凝土凝胶孔中的过冷水在混凝土结构中迁移和重新分布产生的渗透压力, 使得该膨胀应力进一步加大, 当该应力大到一定程度时, 混凝土结构便开裂破坏。冻胀裂缝往往沿结构钢筋布置方向出现, 宽窄不一, 深及钢筋。

水工混凝土裂缝的产生往往是多种因素综合作用的结果, 为避免或减少裂缝的产生, 应采取合理的施工工艺, 加强原材料质量控制, 采取适当养护措施, 确保混凝土结构稳定、耐久。

4 裂缝预防与修补

4.1 预防措施

混凝土裂缝因形成原因不同, 其预防措施也不尽相同。经过工程实践摸索, 混凝土结构裂缝可从多方面采用措施加以预防[1,2,11,25]。

⑴结构设计方面:优化结构设计, 充分考虑边界条件和环境因素;选择合适的结构形式;合理分缝、分块;合理设计钢筋保护层厚度;在满足结构稳定性前提下, 尽量使用低强度等级混凝土;

⑵材料方面:优化混凝土配合比, 有效控制水胶比;使用水化热相对较低的中热或低热水泥;限制水泥用量, 降低混凝土入模温度;选择优质原材料, 选用低碱水泥;适量掺用优质膨胀剂、粉煤灰、纤维等材料, 提高混凝土自身抗裂性能。

⑶施工方面:优化施工工艺和施工程序, 规范施工行为;夯实地基基础, 确保其压实度合格;严格控制混凝土原材料计量和拌合过程, 提高混凝土密实度和抗渗性;避免集中卸料, 保证混凝土均匀性;加强或改进混凝土养护制度, 适当延长养护时间;预处理混凝土原材料, 降低混凝土入模温度;严格控制结合面处理质量, 确保混凝土粘结牢固, 避免起层破坏。

4.2 修补方法

混凝土结构出现裂缝后, 根据其裂缝类型和破坏程度, 及时采取补救措施, 防止裂缝继续扩散或发展, 减小裂缝对混凝土结构的影响程度, 使既有裂缝得到有效控制或无害化处理[3,7,9,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35]。

⑴表面涂抹法:在裂缝表面涂抹水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂、环氧砂浆、丙烯酸橡胶等材料以修补裂缝[9,31]。此法适用于修补稳定型表面裂缝;

⑵表面贴补法:利用胶粘剂将止水材料贴于混凝土表面的裂缝处, 达到密封裂缝、防止渗漏的作用[9]。常用止水材料有氯丁胶皮、止水铜片、高分子土工防水材料等;

⑶灌浆法:利用压力设备将胶凝材料压入混凝土裂缝中, 胶凝材料硬化后与混凝土形成一个整体, 从而起到封堵加固的作用[27,28,29,30]。常用的胶凝材料有水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯等;

⑷嵌缝法:沿裂缝凿成V形或U形槽, 清除浮灰, 嵌入止水材料以达封堵裂缝的目的[3,7]。此法一般应用于裂缝深度较浅的浅层或表面裂缝修补;

⑸锚固法:利用钢筋栓沿混凝土裂缝方向以一定间隔将裂缝锚固的修补方法, 或沿裂缝相垂直的方向配置锚杆或钢筋, 然后拉紧使其产生预应力后锚定, 以防止裂缝继续扩散或发展[3,22,23,24,32]。此法多用于混凝土及钢筋混凝土的补强加固。

⑹生物修复法:在新拌混凝土中添加特殊微生物, 当混凝土出现裂缝时, 混凝土中的微生物将在裂缝中发生一系列化学反应, 生成碳酸钙及凝胶状物质, 通过碳酸钙沉淀和凝胶状物质的胶结作用, 逐渐将混凝土裂缝修复[33,34,35]。目前, 该技术作为先进的修复技术正处于试验研究阶段, 推广应用条件尚未成熟, 仍需科研工作者付出大量努力, 早日将其推广应用于工程实践中。

5 有待进一步研究的问题

目前, 水工混凝土裂缝方面已有不少研究成果, 但许多问题仍有待进一步研究:

⑴寻求更合理的防裂措施和更先进有效的裂缝修复方法;

⑵探索高效、便捷的仿真计算方法, 以满足现代工程建设需要;

⑶探索混凝土微观模型与宏观开裂之间的相互联系;

⑷探索混凝土温升过程与膨胀开裂过程的相互关系;

⑸探索多因素影响下混凝土的开裂问题。

6 结束语

在当前对混凝土耐久性要求日益提高的情况下, 混凝土裂缝是一个不容忽视的问题。大体积混凝土作为工程施工技术飞速发展的产物, 广泛应用于水利工程建设中, 结构开裂现象更是屡见不鲜, 严重影响了水工混凝土结构物的耐久性和安全性。鉴于水工混凝土使用环境复杂, 引起其开裂破坏的因素众多, 加强水工混凝土裂缝研究, 对确保重大水工混凝土结构安全和耐久意义深远。

摘要：介绍了水工混凝土结构裂缝的类型、形成原因及危害性;探讨了预防裂缝破坏的相关措施和修复方法, 提出进一步研究的建议。

关键词：水工混凝土,裂缝,形成原因,预防措施,修复方法

参考文献

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水工混凝土裂缝成因及处理 篇9

在水利水电工程施工中, 混凝土是工程中使用最普遍, 用量广泛的一种混合材料。虽然使用率高, 但混凝土均匀性差, 离散性大, 特别容易产生裂缝的特性, 是长期困扰着工程技术人员的难题。作者根据自己多年的施工经验, 总结了水工建筑物的混凝土裂缝主要有以下几种:

1.1 收缩裂缝。

混凝土微观裂缝一般肉眼看不到, 它是内部固有的一种裂缝, 也是不连贯的。宽度在0.05mm以下这种混凝土本身固有的微观裂缝, 在荷载不超过设计规定的情况下视为无害。但宏观裂缝则要认真分析判断其形式。宏观裂缝一般则认为是宽度大于0.05mm以上的裂缝。收缩裂缝:即在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多为规则的条状, 很少交叉, 常发生在结构的变截面处, 往往与受力钢筋平行。这种裂缝多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等块体构件, 危害较大, 尤其是暴露在大气中的构筑物影响更大。如不加以防止, 很可能会造成严重后果。

1.2 超载裂缝。

即混凝土构件超载使用时, 造成变形、受力不均等原因产生的裂缝, 一般均发生在构件受力弯矩最大的部位, 成条状, 但分布不像收缩裂缝那样均匀, 扩展方向也相反, 一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载裂缝的原因, 往往是在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工。

1.3 沉降裂缝。

即因地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝, 多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直, 或成30°～40°角方向发展, 宽度因荷载大小而异, 与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大, 并且很难处理。因此在设计上必须采取有效措施, 在先期探测、施工和使用过程中斗要加强观测和巡视。

1.4 温度裂缝。

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律, 大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构, 裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行, 裂缝沿着长边分段出现, 中间较密。裂缝宽度大小不一, 受温度变化影响较为明显, 冬季较宽, 夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细, 而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

2 预防混凝土裂缝的方法

2.1 设计方面。

在设计上要注意到那些容易开裂的部位, 如深基与浅基、高低跨处等, 应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节, 在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便的情况下, 钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

2.2 施工方案与预防方面。

采取良好的施工方案与预防措施, 对控制混凝土裂缝着很大的关系。施工方案主要应确定一定的浇筑量, 施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割, 最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外, 分层位置即水平施工缝设留位置也应加以注意。一般来说, 应尽量留在变截面处, 或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受拉区, 确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工, 则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。

2.3 施工质量方面。

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上, 如果在施工阶段控制住了裂缝, 则在使用阶段开裂的可能性也就小了。因此, 施工阶段是裂缝预防的主要阶段, 在施工阶段要注意以下几个问题:混凝土要有合适的配合比, 选择合适的配合比, 不仅要满足强度要求、施工要求, 还要考虑从防止产生裂缝的需要出发。适当的选择好水灰比, 在满足强度的原则下, 尽可能减少水泥用量。钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固, 以免施工中发生变形。钢筋上的污物和氧化层要清除, 以免影响黏结力。浇筑和振捣操作要合理, 特别是振捣操作技术往往不被人们所重视。振捣不足就无法保证混凝土应有的密实度, 过分的振捣则对水泥混凝土均匀有害, 要恰到好处。

2.4 养护方面。

养护的目的是使混凝土正常硬化, 强度增长, 不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温, 缩小降温过程的温差。以便减小温度应力, 尽量防止裂缝的产生。常规的养护方法是喷水, 对一般混凝土结构, 减少表面收缩, 防止龟裂是可行的。大体积混凝土由于块体内外温度不一致, 强度增长不同, 常常是在强度增长慢的表面开裂, 其养护就不能只满足于常规方法。具体说, 尽量晚拆模, 拆模后要立即覆盖或及时回填, 避开外界气候的影响, 养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准, 即7～28d, 时间增加几天效果更好。

3 混凝土裂缝的处理方法

经过调查分析, 确认在裂缝不降低承载力的情况下, 通常采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法:

3.1 表面修补法。

该法适用于缝较窄, 用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用, 常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料, 一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。

3.2 充填法。

当裂缝较宽时, 可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽, 使用树脂砂浆材料进行填充, 也可使用水泥砂浆或沥青等材料。

3.3 注入法。

当裂缝宽度较小且较深时, 可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法, 首先裂缝处设置注入用管, 其他部位用表面处理法封住, 使用低粘度环氧树脂注入材料, 用电动泵或手动泵注入修补。如果裂缝影响到结构安全, 可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固, 须经设计验算同意后方可进行。

3.4 围套加固法。

在周围尺寸允许的情况下, 在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套, 以增加钢筋和截面, 提高其承载力;对构件裂缝严重, 尚未破碎裂透或一侧破裂的, 将裂缝部位钢筋保护层凿去, 外包钢丝网一层;大型设备基础一般采取增设钢板箍带, 增加环向抗拉强度的方法处理。

3.5 钢箍加固法。

在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧, 以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时, 应使钢套箍与混凝土表面紧密接触, 以保证共同工作。

3.6 粘贴加固法。

将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂, 粘结到构件砼裂缝部位表面, 使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前, 钢材表面进行喷砂除锈, 混凝土刷净干燥, 粘结层厚度可为1～4mm。

结语

综上所述, 混凝土裂缝应根据成因具体问题具体分析, 贯彻预防为主的原则, 完善设计及加强施工等方面的管理, 使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度, 以确保混凝土施工的结构安全性。

参考文献

[1]赵立云, 董伟, 胥姗姗.水工混凝土裂缝成因及控制[J].山西建筑, 2010 (9) :162-163.

水工混凝土裂缝的成因与处理措施 篇10

近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明, 混凝土工程中出现裂缝是不可避免的, 在一定的范围内可以接受, 只要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内, 对水工建筑物安全不会产生不良影响。混凝土规范明确规定[1]:有些结构在所处的不同条件下, 允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效的措施控制裂缝产生, 使工程结构尽可能不出现裂缝, 尤其要尽量避免有害裂缝的出现, 从而确保工程质量。

在设计时几乎所有的混凝土都允许一定范围内开裂, 从结构设计的安全性方面讲, 这样规定没有问题。但关键在于一旦出现裂缝, 在各种外力的作用下, 尤其是水下结构, 在高水头的水压力以及侵蚀性媒介对裂缝的破坏性作用下, 可能会造成结构设计允许开裂的裂缝进一步扩张和蔓延。如前苏联修建的克拉斯诺雅尔期克大坝, 靠底孔边墙原来发现220条表面缝, 但在外界环境作用下, 短短5年时间后, 10%的表面缝发展成为贯穿性裂缝。因此, 设计时除考虑结构外, 还应该充分考虑环境因素的长期持久作用。

1 水工混凝土裂缝产生的因素

按裂缝产生的原因划分有:由外荷载 (包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载) 引起的裂缝、由变形 (包括温度、湿度变形、不均匀沉降等) 引起的裂缝、由施工操作 (如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等) 引起的裂缝;按裂缝的方向、形状划分有:水平裂缝、垂直裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝以及放射状裂缝等;按裂缝深度划分有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。

水工建筑物产生裂缝因素有以下几种: (1) 大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发, 导致混凝土内外温差较大, 使混凝土的形变超过极限引起裂缝。 (2) 混凝土在硬化的过程中, 由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝, 这种裂缝的宽度有时会很大, 甚至会贯穿整个构件。 (3) 在厚度较大的构件中, 由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。 (4) 当有约束时, 混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩, 因为受约束力的限制, 在内部产生了温度应力, 由于混凝土抗拉强度低, 容易被温度引起的拉应力拉裂, 从而产生温度裂缝。由于太阳曝晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。 (5) 混凝土加水拌和后, 水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应, 析出的胶状碱———硅胶从周围介质中吸水膨涨, 体积增大3倍, 从而使混凝土涨裂产生裂缝。 (6) 在炎热的大风天气, 混凝土表面蒸发较过快, 造成混凝土内部水化热过高, 在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态, 易产生塑性收缩裂缝。 (7) 构件超载产生的裂缝, 例如:构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩, 出现垂直于构件纵轴的裂缝, 构件在较大剪力作用下, 产生斜裂缝, 并向上、下延伸。 (8) 当结构的基础出现不均匀沉陷, 就有可能会产生裂缝, 随着沉陷的进一步发展, 裂缝会进一步扩大。 (9) 当钢筋混凝土处于不利环境中时易产生裂缝, 如侵蚀性水, 由于混凝土保护层厚度有限, 特别是当混凝土密实性不良, 环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈, 生成氧化铁, 氧化铁的体积比原来金属的体积大得多, 铁锈体积膨胀, 对周围混凝土挤压, 使混凝土胀裂。

2 水工混凝土裂缝的预防措施

(1) 设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求, 控制外加剂的品种和掺量, 确保混凝土收缩与膨胀相抵消;按《钢筋混凝土结构设计规范》要求设置必要的变形缝。

(2) 混凝土配合比设计时, 在保证混凝土具有良好工作性的情况下, 应尽可能的降低混凝土的单位用水量, 采用“三低 (低砂率、低坍落度、低水胶比) 、二掺 (掺高效减水剂和高性能引气剂) 、一高 (高粉煤灰掺量) ”的设计准则, 生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比, 计量要准确, 坍落度抽检工作要加强, 不能流于形式[2]。

(3) 混凝土振捣要密实, 拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土需要养护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要, 它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要, 在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。

(4) 施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况, 不能漏振、过振, 且在第1次振捣后要进行第2次振捣。

(5) 配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥, 如硅酸盐水泥或普通硅酸水泥、矿渣水泥, 此外可掺加膨涨剂、适量的粉煤灰等。掺粉煤灰是一项既能减少由温度应力而使大坝开裂的危险, 又能提高混凝土某些性能的经济有效的措施;同时, 要采用塑料薄膜和草袋覆盖, 以确保混凝土内外温差小于25℃。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。

(6) 《钢筋混凝土结构设计规范》中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。在设计时要选用碱活性小的砂石骨料, 同时注意选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。

(7) 对泵送混凝土, 则要在满足其可泵性、和易性的前提下, 尽量减小出机时的坍落度、降低砂率, 并严格控制骨料的含泥量[3]。

3 水工混凝土工程的常见缺陷修补

3.1 开槽法修补裂缝

采用环氧树脂10 kg, 聚硫橡胶3 kg, 水泥12.5 kg, 砂28kg。先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后, 将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀, 然后掺入已拌好的砂、水泥当中, 再用人工继续搅拌, 最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度 (约200 g丙酮) 。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的砼凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入砼缝内, 一组砂浆的整个施工过程需要30 min左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后2 h以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖, 待完全初凝后, 开始用水养护[4]。

3.2 低压注浆法修补裂缝

低压注浆法适用于宽度为0.2~0.3 mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。当裂缝数量较多时, 先要在裂缝位置上贴医用白胶布, 再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝, 使裂缝封闭, 大约10 min后, 揭去胶布条, 露出小缝, 粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口, 必须反复用浆补上, 以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第2天进行, 若气温高的话, 半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液, 插入注浆嘴, 用手推动补缝器活塞, 使浆液通过注浆嘴压入裂缝, 当相邻的嘴中流出浆液时, 就可拔出补缝器, 堵上铝铆钉。一般由上往下注浆, 水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满, 在注浆后约30 min可以对每个注浆嘴再次补浆。

3.3 表面覆盖法修补裂缝

这是一种在微细裂缝 (一般宽度小于0.2mm) 的表面上涂膜, 以达到修补混凝土微细裂缝的目的的方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆2种方法, 这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部, 对延伸裂缝难以追踪其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异, 通常采用弹性涂膜防水材料, 聚合物水泥膏、聚合物薄膜 (粘贴) 等。施工时, 首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛, 清除表面附着物, 用水冲洗干净后充分干燥, 然后用树脂充填混凝土表面的气孔, 再用修补材料涂覆表面。除以上3种常用混凝土裂缝修补法外, 还有结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等修补方法, 要根据工程具体情况选用合适的混凝土裂缝修补方法。

4 结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象, 它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力, 影响建筑物的使用功能, 而且会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低材料的耐久性, 影响建筑物的承载能力, 因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待, 采用合理的方法进行处理, 并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展, 保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

摘要：阐述了混凝土产生裂缝的现状及水工混凝土裂缝产生的原因及其预防措施, 并介绍了水工混凝土工程常见缺陷修补方法, 以为保障水工建筑安全提供参考。

关键词：混凝土,水工建筑物,裂缝,产生原因,预防,修补

参考文献

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[4]范春香.浅析混凝土结构施工裂缝的成因及控制技术[J].科技情报开发与经济, 2010 (13) :189-190.

[5]李相明, 李云晶, 马艳梅.浅议水工混凝土裂缝产生的原因及预防措施[J].治淮, 2010 (5) :40-41.

水工混凝土裂缝防治 篇11

社会的经济和科学技术都在不断向前进步和发展着，水工建筑材料自使用以来也是在不断跟随社会的进步向前发展。伴随着我们生活中越来越多的硬性需求，人们也需要运用更多的水工建筑理论和建筑方法来实现。但是在建设水工建筑的过程中或者后期很可能因为一些人为或者自然的原因产生损害，最主要的就是产生裂缝，影响到整体水工建筑的安全质量。目前社会科学技术发展迅速，因此水工建筑的发展规模也在逐渐扩大，为了保证人们生活的安全和生活质量，有效解决水工建筑中的裂缝问题是至关重要的一个问题。 1.水工建筑的现状和发展

1.1水工建筑发展概述

生活中我们需要利用水工建筑的领域越来越广泛，从历史的发展角度上看，人们的社会经济不断发展也是离不开大型水工建筑的。历史上我国建成了很多闻名海内外的水工建筑，例如大家早就耳熟能详的都江堰工程、三峡工程和黄河大堤等，帮助人们在很多情况下免遭洪水危害，对于民生的促进和保障力度是非常显著的。 1.2水工建筑的类型和作用

在不同的地理环境和社会背景下所建造的水工建筑类型不尽相同，以建筑的根本功能来分，可以大体上分成两大类型：专门性水工建筑和通用性水工建筑。其中专业性水工建筑的主要功能是为了挡水和排水，保证人们的生活安全和生活质量；主要有这些种类：港口水工建筑、渠系建筑物、水电站建筑物和过坝设施等种类。但是通用性水工建筑的主要作用就是为了实现泄洪和整治河道的这两种目的而建造的，主要的例子有：挡水建筑物、分洪闸、泄水隧洞和溢洪道等。

1.3可能影响水工建筑质量的因素

因为我们对于水工建筑的要求越來越高，保证建筑安全的前提下我们要重点关注不同水利工程建筑的使用目的，这样建设的水工建筑才能够真正发挥他们的效果，还能够更加有效地提高维护和使用过程中的安全性能。可能影响水工建筑功能和安全性的因素有以下几种：

1.3.1施工难度

在水利工程建筑过程中，最为常见的可能影响建筑工程质量的原因就是水工建筑设计施工难度大。很多情况下我们在设计施工方案的时候一定要将汛期、施工导流与截流的众多自然环境和人为因素考虑进去，这样才能够有效处理好施工过程中的地下工程损害所导致的安全隐患。

1.3.2自然环境

自然环境对于水工建筑影响非同凡响，因此工程师在设计之初需要首先考察工程所在地的地形、地理、气象、水质和地质等因素，将最难的设计方案设计出来，才不会导致因为欠缺缜密设计而导致的工期延误和安全性能受影响。

1.3.3工作条件

很多水工建筑工程的施工所在地环境相对恶劣，因为地形复杂等原因都可能会导致水工建筑体要承受来自外界的压力。在建筑过程中，很多大坝和防洪堤都是需充当挡水类建筑物，因此在这种情况下对于河岸的冲刷作将很可能导致水工建筑出现裂缝，可能会对下游造成不可挽回的严重损害。 2.水工建筑工混凝土裂缝问题的主要类型

因为施工安全性和后期损害的原因，对于水工建筑体造成最为常见的损害种类就是水工混凝土出现裂缝。水工建筑工混凝土裂缝出现后，将严重威胁着材料的使用年限和使用的安全性；发现了表面的裂缝问题后，一定要及时采取有效措施来修补，将裂缝可能产生严重后果的概率降低到最小，因此我们需要根据水工建筑材料裂缝的种类和产生原因做一些了解。 2.1凝缩性裂缝 现在在水工建筑中最常出现的裂缝问题就是凝缩性裂缝，这类裂缝的成因是由于混凝土初浇筑的后期材料表面的亚光土层较厚，产生了过量的水泥与细骨料，同时形成了含水量较大的砂浆，比其下层的混凝土干缩能力强的多，当水分充分蒸发掉之后，裂缝就由此产生了。 2.2塑性收缩裂缝 在水工建筑施工过程中，塑性收缩裂缝多产生于新浇筑成的水工建筑，是因为在空气中长时间的暴露而形成的一种裂缝。造成这种裂缝的最根本原因就是新被浇铸成功的水工建筑在风吹日晒后游离水分子大量挥发，使得混凝土产生剧烈的收缩，从而产生了裂缝。研究发现一般情况下这种裂缝多见于建筑材料表面，形状规则，裂缝相对较浅并且看似像是泥浆面。这种情况多是因为周围环境较干燥所导致的，因此在高温和大风天气中经常会出现。

2.3冻胀裂缝

这类裂缝产生情况限定性较大，一般是在混凝土材料浇注初期受到了冰冻所导致的，因此表层出冻胀裂缝；裂缝发生之后，还可能会导致钢筋形状发生改变并且具有不可逆性。冻胀裂缝的产生多见于箍筋、主筋方向结构的表面，呈现出一种宽窄不一且深入较大的形状，一般将会延伸至主筋。

2.4沉降收缩裂缝

这类沉降收缩裂缝一般会出现在水工建筑材料的表面钢筋通常方向箍筋或埋设件的附近，因此主要的特点就是宽度小于5mm，呈现成梭形并且可能延伸到钢筋材料的表面为止。这种情况的发生多是因为在混凝土材料被浇筑后粗骨料开始沉落，并且可能挤出去一定的水分和空气，使得材料表面形成了竖向体积缩小沉落，在这之后许多大的粗骨料、钢筋、预埋件会阻碍这种沉落，从严重了可能导致出现裂缝。

3.水工建筑中混凝土裂缝产生后的解决措施

在水工建筑中混凝土裂缝产生后我们应该在发现的第一时间内做好相应补救措施，严格调查导致该情况出现的因素，具体问题具体分析，需要根据产生不同裂缝的原因来制定相应的解决措施。

3.1填充措施

这类解决办法主要是针对那些裂缝较宽的情况，针对裂缝出现的重要部分进行树脂砂浆材料的填充。相应的过程中也可以利用石灰和水泥对其他部位的裂缝进行修补。需要注意的问题就是，在填充过程中一定要按照裂缝表层的V 行或者U 形槽进行填充。 3.2表面修复

对于已经产生了裂缝相对较浅面积也不算太大的凝缩裂缝或者沉降裂缝等，我们可以运用这种方法进行修补。在这种修补过程中较为常见的修复材料为环氧类树脂或者树脂浸渍玻璃布，沿着裂缝的构成要件或者是表面裂缝铺设进行填补，这种方法也可以帮助恢复建筑的外观形态并提高他们的使用持久性。

3.3黏贴加固

在建筑工程结构解封后，可以在裂缝的表面黏贴上钢板等材料，运用环氧树脂作为黏贴剂，将钢板与混凝土材料完全进行粘结共同发挥作用。

3.4围套加固

在建筑材料的外形或者表面形态出现损坏后，我们可以在水工建筑尺寸允许的前提下，进行结构外部包钢筋围套，这种办法可以大大改变钢筋和截面的承受力度。

3.5注入加固

这种方法的使用前提是要修补的裂缝相对较小并且深度较浅，这种情况下我们可以利用电动泵或是手动泵，将那些具备低粘度的环氧树脂注入到水工建筑材料中去，对于剩下的表面部分，我们就可以通过表面修补的方法进行。

3.6钢箍加固

这种方法的关键做法就在于，加固的过程中一定要保证混凝土表面与钢箍的全面接触，这样才能够使用U 型螺挂或钢套箍将建筑结构箍紧，在后期的使用中发挥效果。

4.结语

水工建筑是否安全将对人们的民生保障起到了关键性的作用。因此人们一定要重视由于各种问题所造成的水工建筑出现的裂缝问题，并且要做到长期性的控制和修补工作，增强我们的重视程度才能够逐步提高水工建筑的工程质量和安全性。

【参考文献】

[1]张宝岭.建设工程投标实务与投标报价技巧[M].北京：机械工业出版社，2007

[2]车春鹏，社春艳主编.工程造价管理[J].北京：北京大学出版社，2006.2.

水工混凝土裂缝防治 篇12

目前裂缝处理方法主要有开槽埋管法、打斜孔埋管法和无损贴嘴法。开槽埋管法由于对原混凝土结构破坏较大、浆材损耗大、开槽处难以修复好等问题已普遍不再采用;打斜孔埋管法能解决开槽法的诸多不利,.但管容耗浆大,微细粉尘易堵塞缝面影响灌浆质量,由于该方法施工简单目前被普遍采用;无损贴嘴法具有工艺简单、无钻孔、无孔容耗浆、易找准裂缝、对混凝土无损伤和成本低等优点,值得大力推广,无损贴嘴法处理裂缝的难点是渗水缝的贴嘴,采用ECH水下粘结胶进行渗水缝的贴嘴能最大承受1.3 MPa的压力,为贴嘴法处理渗水裂缝提供了条件。

1 裂缝处理化学浆材的选择

化学浆材选择应掌握如下原则:

(1)浆材的可灌性。所选化学浆材必须能够灌入裂缝,充填饱满,灌入后能凝结固化,以达到补强和防渗加固的目的。

(2)浆材的耐久性。所选用材料在使用环境条件下性能稳定,不易引起化学变化,并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度,不易脱开。

水工地下隧洞衬砌混凝土裂缝的特点是裂缝开度较小、外水压力大、浆液较难灌入,一般处理要求既要满足补强又要防渗堵漏,灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。为了解不同化学浆材的力学性能,在渗水裂缝处理过程中分别采用EAA、CW、LPL三种高渗透改性环氧浆材进行对比试验,其比较结果详见表1。

通过试验比较可知,以上3种材料各有优缺点,EAA、CW属糠醛、丙酮改性系列,具有亲水性、黏度低、可灌性较好等优点,缺点是凝固时间长、脆性大,不适宜对变化的裂缝进行处理;LPL浆材属活性稀释剂改性系列,具有亲水性、凝固时间快、脆性小、浆材本身不收缩的优点,但黏度大,对于细小裂缝的可灌性差。

2 打斜孔埋管法处理渗水裂缝

2.1 工艺流程

打斜孔埋管法基本工艺流程包括:裂缝清洗→钻斜孔→清孔、埋管→表面封缝→通风检查→浆液配制→注浆→封孔处理→待凝检查→表面处理。

2.2 重要工艺技术要求

为保证打斜孔埋管法处理渗水裂缝的有效性,一般需保证以下重要工艺技术满足相应要求。

2.2.1 裂缝清洗

对缝面用高压水进行清洗,直至清晰地露出裂缝为止。

2.2.2 钻孔

在裂缝中心线10～15 cm两侧钻斜孔,孔径18mm,孔距40 cm,深浅孔交替布置,浅孔孔深25～30 cm,倾角约50°,深孔孔深40～45 cm,倾角约70°。

2.2.3 清孔、埋管

用高压水将孔清洗干净,每孔分上下2层埋设2根注浆管,一进一出,下层管径为8 mm,埋至距孔底5 cm处,作为主注浆管;上层管径为8mm,埋入孔内10 cm左右,作为排水排气回浆管,埋管材料用速凝水泥。

2.2.4 表面封缝

用玻璃丝布或堵漏灵剂进行封堵,应保证封闭密闭可靠。

2.2.5 通风检查

待埋管材料有一定的强度后,在裂缝和管口处涂少量肥皂水,采用0.2 MPa的风压进行通风检查,对于盲孔应在附近重新打孔埋管。

2.2.6 浆液配制

根据灌前压丙酮试验的漏量大小配制浆液,配浆时将固化剂、表面活性剂缓慢注入EAA(或CW)主液中,边注入边搅拌,保持浆液在25℃以下,以提高浆材的可灌性。

2.2.7 化学灌浆

2.2.7. 1 注浆方式

灌前单孔压丙酮量不小于10ml者应单孔灌注,漏量小于10 ml者则可多孔灌注;灌注过程中若有串漏孔,可在排出积水和稀浆后进行并灌,灌浆应由下而上进行。

2.2.7. 2 注浆方法

先灌深孔,从下层进浆管开始注浆,待上层回浆管排出孔内水、气后,封闭回浆管。根据吸浆量情况逐步升至设计压力,当吸浆率小于1 ml/min时,应保持压力延续灌注30 min即可扎管待凝。4～5 h后检查注浆效果,对管口不饱满的胶管进行第二次注浆直至饱满。

2.2.7. 3 灌浆压力

开灌压力为0.4 MPa,当吸浆率小于5 ml/min时,逐渐加压至0.5～0.6 MPa,二次注浆孔压力可提高至0.8 MPa。

2.2.7. 4 注浆过程监控

加强结构的抬动变形监测,如出现异常应及时降压并采取相应措施。

2.2.8 质量检查

裂缝化学灌浆结束14 d后采用压水和钻孔取芯相结合的方法进行灌浆质量的检查。

2.2.8. 1 检查孔压水

采用单点法压水,压力0.5 MPa,孔径28 mm,孔深30cm,合格标准为透水率q≤0.1 Lu。

2.2.8. 2 钻孔取芯

孔径89 mm,孔深浅于灌浆孔10 cm,粘接强度应达到设计要求。

2.3 打斜孔埋管法施工存在的缺点

(1)温度裂缝走向是个曲面,在混凝土内的走向复杂,一般从钢筋边通过,钻孔时易碰到钢筋,造成的“废”孔较多,对原混凝土结构的整体性造成损坏。

(2)钻孔时的微细粉尘难清出,粉尘易堵塞灌浆通道,浆液难以进入缝面,降低化灌质量。

(3)渗水缝中不能有效地赶水,浆液和水混合影响环氧灌浆材料的固化;也不能满足浆液“从宽处往窄处灌浆最有利”的原则;一旦发现“死孔”无法及时采取补救措施。

(4)施工工序较多,施工工艺繁琐,管容、孔容大,浪费浆材(据统计孔容占58%以上);灌后的裂缝复灌量较大,且需多次复灌,增加了资金投入。

3 无损贴嘴法处理渗水裂缝

3.1 工艺流程

无损贴嘴法基本工艺流程包括:注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。

3.2 重要工艺技术要求

为保证无损贴嘴法处理渗水裂缝的有效性,一般需保证以下重要工艺技术满足相应要求。

3.2.1 注浆嘴加工

在外径为6 mm、长度大于6 cm的铜管一端焊上边长为3～4 cm、厚度为1.5 mm左右的方形铁片,铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔,铁片周边钻排列规则的小孔。

3.2.2 打磨

采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20 cm的宽度,除去混凝土表面杂物,以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果。

3.2.3 冲洗

是贴嘴法施工最重要的工序,用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗,以保证缝口敞开无杂物。

3.2.4 裂缝描述

用刻度放大镜测量裂缝宽度,并对裂缝走向及缝长进行描述,用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。

3.2.5 贴嘴

根据裂缝描述进行注浆嘴的布置。规则裂缝缝宽小于0.3 mm时,按间距20 cm布嘴,缝宽大于0.3 mm时,按间距30 cm布嘴;不规则裂缝的交叉点及端部均布置注浆嘴。将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上,贴嘴时用定位针穿过进浆管,对准缝口插上,然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针,定位针未粘附胶认定注浆嘴粘贴合格。

3.2.6 封缝

贴嘴3 h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住,2 h后用碘钨灯将混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹1遍;待干后刮抹1层ECH-Ⅱ型粘胶;当不粘手时再刮抹ECH-Ⅲ型面胶3遍,待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后,用堵漏灵加固形成中间高,两边低的伞形封盖。

3.2.7 压风检查

封缝完成并养护2 h后即可进行压风检查各孔的贯通情况,压风压力小于0.25 MPa;对于不串通的孔应查明原因进行分析和处理。

3.2.8 灌浆

采用多点同步灌注方式,从下至上,从宽至窄,逐步推进,采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材,施工中采用稳压慢灌,每孔纯灌时间不少于90 min,以保证灌浆质量。灌浆压力见表2。

3.2.9 注浆嘴的清除

灌浆结束48 h后铲除注浆嘴,混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。

3.2.1 0 质量检查及验收

灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7 d后进行。

(1)压水检查:现场布骑缝孔,冲击钻造孔(孔径18～20 mm、孔深10～15 cm)后,采用单点法压水,压水检查压力为0.3 MPa。合格标准:压水检查透水率q≤0.1 Lu。

(2)钻孔取芯:取芯直径89 mm,并进行岩芯鉴定、描述,绘制钻孔柱状图。

3.3 无损贴嘴法的工艺特点

(1)不破坏混凝土的整体性,适合薄型结构的裂缝处理。

(2)由于从缝的表面进行打磨冲洗,可避免微细粉尘对灌浆的影响,从缝口进浆可灌性得到了保证。

(3)使“以浆赶水”,多点依序同步灌浆成为可能。

(4)贴嘴封缝、采用多点同步灌浆的无损灌浆工艺,可在不破坏混凝土结构的条件下极大地提高可灌性,裂缝的灌入深度也能满足要求,加上使用低黏度、低收缩的化灌浆材,达到了“堵水、保护钢筋、恢复结构的整体性”的效果。

(5)工艺简单、复灌率低,节约昂贵的化学浆材,降低了成本,加快了施工进度。

3.4 特殊情况处理

3.4.1 渗漏点的复灌

(1)对有规律的渗漏点,即一段裂缝仍渗水,采用原施工方法进行复灌。

(2)对单独的渗漏点采用打辅助孔的方法进行复灌,先在渗漏点贴嘴、封缝。然后用冲击钻在距渗漏点10 cm沿原裂缝钻3个辅助斜孔(孔径18～20 mm,孔距10～20 cm,倾角50°,孔深25cm),并预埋外径为6 mm的铜管。再用堵漏灵进行封堵埋管,在渗漏点贴嘴及封缝、辅助孔埋管及封堵完成后,其他工序按原方法进行施工。

3.4.2 浆液配比出现问题时的处理

灌浆时如出现长时间不进浆,且浆液黏度增加,即浆液配比出现问题。处理方法是打开机箱盖,清理两活塞杆运行系统,直至两活塞杆运行同步后,排弃部分混合液,然后重新注浆。

4 复灌后仍局部渗水的处理

(1)经复灌后仍有渗水的部位采用嵌缝措施:开槽槽深×槽宽为5 cm×5 cm,并在槽内每1.5 m用电钻打一个Φ22 mm排水孔,孔深大于70 cm;从孔底部埋1根铝管,在管口用堵漏灵封闭将水引出;将槽面清洗干净并尽量烘干,若无法烘干则在缝面用堵漏灵先堵水,然后涂环氧基液,再用丙乳砂浆锤填密实,并满足过流面平整度要求。

(2)嵌缝后再在表面粘贴玻璃丝布防渗,玻璃丝布宽15 cm。粘贴方法:先将缝面清理干净,均匀刷1层1438胶,再贴1层玻璃丝布,三胶二布。对于灌浆后延伸的裂缝,若渗水不大或不渗水,则直接在缝面粘贴玻璃丝布,并延伸1.0 m左右。

(3)待丙乳砂浆封闭7 d后封闭引水管孔。先用干塑性水泥砂浆填充并用细钢筋捣密实,离孔口5 cm时,改用预缩砂浆填充密实,对其表面涂刷环氧胶泥。

5 结语

混凝土裂缝处理难度较大,对有渗水的裂缝处理难度更大。通过对水工地下隧洞混凝土渗水裂缝的处理研究,笔者认为在其处理过程中主要应注意以下几个问题:

(1)灌浆材料的正确选择。应选择低黏度、低收缩的环氧浆材。收缩大的材料需多次复灌,不但增加投入,而且复灌成功率小。目前主要采用的两种系列的改性环氧浆材,各有优缺点,应根据裂缝的宽度、渗水情况及处理的结构要求,选择适宜的浆材。

(2)推广无损贴嘴法施工工艺。混凝土温度缝一般较细,且不在一个平面上,裂缝很难找准,浆材难以灌入,最好是采用无损贴嘴法施工,既减少了钻孔量,又可减少孔容、管容的浆材耗用量,降低成本;结构的厚薄、裂缝的深浅对钻孔的要求较高,为了找准裂缝的深度以便准确地布置灌浆孔,不得不打出大量的检查孔,对结构造成严重破坏。

(3)避免微细粉尘对化学灌浆的影响。混凝土裂缝内部极不规则,其宽度受骨料、钢筋等的影响,宽窄变化复杂,当化学浆液夹着微细粉尘在裂缝中灌入时,碰到较窄处,就会累积阻塞浆液通路,因此,微细粉尘对化学灌浆的危害极大,但钻孔处理工艺无法避免粉尘影响。

(4)从宽处往窄处灌浆最为有利。“从上至下,从宽至窄,从一边至另一边”,这是化灌的基本原则。温度裂缝的形成最先在混凝土表面形成,随着温度应力的作用持续向纵深方向发展,在混凝土表面的裂缝开合度最大,从缝口进浆对灌浆质量的提高极为有利。

(5)必须保证连续稳定的灌浆压力。稳定的灌浆压力是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键,采用手摇泵灌浆很难做到这一点,应采用双液气压泵进行施工。

(6)有效降低外水压力。裂缝中只要有水就会增加灌浆难度,应通过打排水孔的方法来降低外水压力,或采用封闭渗水岩体的方法减少裂缝的渗水量,提高浆材的粘接强度和灌浆效果。

(7)灌浆施工中有效的排水排气。裂缝灌浆时应通过有效措施把孔中及缝面的水气排出,来提高可灌性。采用在孔中埋双管或在裂缝的缝口处埋排气嘴的方法可有效地排除裂缝中的水和气。

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