劉新秀

（新疆維吾爾自治區(qū)水利廳頭屯河流域管理處，831100，昌吉）

頭屯河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工中混凝土裂縫成因及處理

劉新秀

（新疆維吾爾自治區(qū)水利廳頭屯河流域管理處，831100，昌吉）

水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；混凝土；裂縫；處理；工藝

新疆維吾爾自治區(qū)頭屯河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程包括大壩、放水涵洞、泄水隧洞、溢洪道等加固，大壩壩石重新拆除重建，大量混凝土建筑物新建或拆除重建，在除險(xiǎn)加固工程建設(shè)中以混凝土結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)。由于內(nèi)外因素的作用，混凝土結(jié)構(gòu)不可避免地存在裂縫，而裂縫是造成混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。盡管在施工中采取各種措施，但裂縫仍然時(shí)有出現(xiàn)，究其原因，主要是施工材料配合比不合理和施工過(guò)程管理不足造成的。

一、頭屯河水庫(kù)除險(xiǎn)加固中混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析

1.混凝土裂縫產(chǎn)生的成因

由于混凝土施工和本身變形等問(wèn)題的存在，硬化成型的混凝土中出現(xiàn)了眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，這些初始缺陷使混凝土呈現(xiàn)出一些非均質(zhì)的特性。微裂縫通常是一種無(wú)害裂縫，對(duì)混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會(huì)不斷擴(kuò)展和連通，最終形成肉眼可見(jiàn)的宏觀裂縫，也就是常說(shuō)的混凝土裂縫?；炷亮芽p一般有3種狀態(tài)：靜止裂縫、活動(dòng)裂縫和正在發(fā)展的裂縫。

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，概括起來(lái)，一種是變形引起的裂縫，如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；另一種是外載作用、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、化學(xué)作用引起的裂縫等。

2.混凝土裂縫產(chǎn)生的物理因素

（1）混凝土的收縮徐變

混凝土在硬化過(guò)程中，經(jīng)過(guò)水分蒸發(fā)，體積逐漸縮小。當(dāng)混凝土收縮引起現(xiàn)澆板的約束應(yīng)力超過(guò)一定程度時(shí)，必然引起現(xiàn)澆板的開(kāi)裂，應(yīng)壓力相對(duì)集中的地方通常是開(kāi)裂的部位。收縮和徐變是混凝土重要的物理力學(xué)性能，它們對(duì)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力、應(yīng)力狀態(tài)、變形性能和裂縫控制等都有很大影響?；炷潦湛s與徐變也是評(píng)價(jià)混凝土耐久性的一個(gè)重要指標(biāo)，混凝土收縮引起的應(yīng)力，不僅可以使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形、裂縫，而且還能使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫。

（2）混合材料

混合材料的種類(lèi)、摻量及比表面積的大小是影響水泥干縮性的主要因素。粉煤灰的比表面積最小，混凝土干燥收縮隨粉煤灰摻量的增加而減小。實(shí)驗(yàn)證明，摻與不摻粉煤灰對(duì)混凝土的裂縫影響不大。但在實(shí)際施工中若不能?chē)?yán)格控制混合比，也會(huì)導(dǎo)致裂縫。

（3）外加劑的種類(lèi)和摻量

摻用化學(xué)外加劑會(huì)使混凝土收縮有不同程度的增大。摻用減水劑可改善混凝土的和易性，增大坍落度，提高強(qiáng)度或節(jié)約水泥。摻用減水劑的混凝土收縮值略大于不摻用減水劑的混凝土。

（4）力學(xué)形變裂縫

樓板的彈性變形及支座處負(fù)筋下沉均會(huì)產(chǎn)生裂縫。施工中混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，或過(guò)早拆模，或在混凝土未到終凝時(shí)間就加荷載等，這些因素都可直接造成混凝土樓板彈性變形，導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土裂縫。施工中因不注意鋼筋的保護(hù)，各工種交叉作業(yè)，施工人員眾多，樓板鋼筋彎曲變形、下沉，由此導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

3.混凝土裂縫產(chǎn)生的外部因素

（1）混凝土在制備與澆筑過(guò)程中產(chǎn)生裂縫

①在制備泵送混凝土?xí)r，為滿(mǎn)足泵送條件需要增加水泥和水的用量，由此易產(chǎn)生局部粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象，混凝土脫水干縮時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。②外加劑拌和不均勻?qū)е峦饧觿p失較大，不能充分發(fā)揮作用。③混凝土攪拌時(shí)間不足，骨料分布不合理，收縮不均勻。④骨料及拌和水溫度偏高，使得澆筑溫度過(guò)高。⑤攪拌及運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，混凝土拌和物出現(xiàn)離析、泌水和沉陷。⑥澆筑不連貫，順序不合理，出現(xiàn)施工“冷縫”或施工縫處理不當(dāng)。⑦澆筑速度過(guò)快，搗固不足或過(guò)度振搗使混凝土產(chǎn)生離析和泌水，在表面形成水泥含量較多的砂漿層。⑧混凝土終凝前鋼筋被擾動(dòng)。⑨混凝土澆筑過(guò)程中，未能很好地保護(hù)樓板負(fù)筋，使截面有效高度減小。⑩混凝土保護(hù)層過(guò)薄或保護(hù)層處集料過(guò)少。

（2）混凝土養(yǎng)護(hù)初期受凍產(chǎn)生裂縫

混凝土終凝初期，施工機(jī)具和材料集中，或過(guò)早進(jìn)行下道工序施工，造成混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。主要有：①過(guò)早養(yǎng)護(hù)，會(huì)影響混凝土的膠結(jié)能力。②過(guò)遲養(yǎng)護(hù)，混凝土板表面產(chǎn)生急劇的體積收縮。③后期養(yǎng)護(hù)不夠，使混凝土碳化加劇，施工荷載和震動(dòng)將使其產(chǎn)生裂縫。

（3）后澆帶施工不當(dāng)產(chǎn)生裂縫

有些單位在后澆帶施工中不完全按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，例如施工未留企口縫、板的后澆帶不支模板、疏松混凝土未徹底鑿除等，這都可能造成板面出現(xiàn)裂縫。

（4）暗埋管線(xiàn)導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫

由于暗埋管線(xiàn)過(guò)多，使鋼筋混凝土的黏結(jié)度降低，從而造成現(xiàn)澆樓板在混凝土成型后應(yīng)力不均，呈現(xiàn)一些細(xì)小的不規(guī)則裂縫。

二、混凝土裂縫處理的工藝和方法

混凝土裂縫處理方法的選擇一般要考慮的因素：判斷裂縫是活動(dòng)的還是靜止的，修補(bǔ)的主要目的是什么，是否需要加固處理，裂縫產(chǎn)生的主要原因是什么，裂縫未來(lái)的變化趨勢(shì)如何。

1.表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的修補(bǔ)方法，主要適用于穩(wěn)定的和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒(méi)有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥，或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)時(shí)為防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開(kāi)裂，通常采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

2.灌漿、嵌逢封堵法

灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而達(dá)到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等。常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

3.結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要方法有：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部采用外包型鋼、預(yù)應(yīng)力法加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固等措施?！?/p>

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責(zé)任編輯 張金慧

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2011-01-21

劉新秀（1974—），女，技術(shù)員。