淺析水工建筑物裂縫成因與預(yù)防處理措施

■楊國(guó)棟 ■婁底市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖南 婁市 417000

1 水工建筑裂縫種類及產(chǎn)生原因

在水利工程建筑中，混凝土是使用最為普遍的材料，它是一種集許多材料為一體的混合型材料。它的使用率非常高，但是它的均勻性較差導(dǎo)致了在工作中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。例如裂縫的問(wèn)題。在對(duì)某水電站引水建筑物運(yùn)行一段時(shí)間后進(jìn)行裂縫普查，就查出了去多方向不一、長(zhǎng)度不等的細(xì)微的裂縫。根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，本文對(duì)裂縫進(jìn)行以下幾種定義。

(1)緊縮裂縫。在施工的過(guò)程中，水泥因溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生熱化作用，導(dǎo)致混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生一些裂縫問(wèn)題。緊縮裂縫在形狀上，大體都是有規(guī)則的條形，很少有交叉的情況出現(xiàn)，它出現(xiàn)的部位一般在變截面區(qū)域，與受力鋼筋保持平行。這種裂縫的產(chǎn)生部位一般都在大體積混凝土板子、柱以及梁等塊狀結(jié)構(gòu)物上，它所造成的危害也是十分嚴(yán)重的。且裂縫暴露在空氣中，受氣候溫度影響頗重，如果不進(jìn)行補(bǔ)救處理，會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生較為惡劣的后果。

(2)溫度裂縫。溫度裂縫主要產(chǎn)生于大型混凝土上，主要集中于混凝土表面溫差較為明顯的部位。它的裂縫走向一般沒(méi)有規(guī)律，橫縱交錯(cuò)，平行相交都是十分常見(jiàn)。在梁板上的裂縫一般會(huì)趨向大尺度的結(jié)構(gòu)，裂縫和短邊基本上會(huì)保持平行。深層次的裂縫會(huì)與短邊平行或接近平行，且中間較為秘集。裂縫的長(zhǎng)度和寬度都各不相同，根據(jù)溫度的變化程度而產(chǎn)生變化。比如說(shuō)在高溫情況下，裂縫就會(huì)是中間粗兩邊細(xì);在低溫的情況下，就沒(méi)有太明顯的粗細(xì)變化。這種裂縫的危害大多體現(xiàn)在鋼筋的侵蝕，混凝土被碳化以及混凝土的抵抗能力下降。

(3)沉降裂縫。沉降裂縫的產(chǎn)生原因是因?yàn)榈鼗牟町悓?dǎo)致沉降，或者是因?yàn)闃?gòu)件本身的結(jié)構(gòu)問(wèn)題引起。這種裂縫是設(shè)計(jì)強(qiáng)度被剪應(yīng)力超過(guò)形成的一種破壞，多出現(xiàn)在地基、撞擊部位以及各種基礎(chǔ)不均勻墻體上。這種裂縫的蔓延方向一般是垂直于地面，有的也會(huì)傾斜30～40度。其寬度與沉降值成一定的比例。沉降裂縫的危害可以說(shuō)是很大的，并且在后期很難處理。所以要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)上要嚴(yán)格遵循規(guī)范要求，施工隊(duì)伍也要嚴(yán)格按照施工質(zhì)量要求施工，監(jiān)理人員要注意檢查，對(duì)這一類型的裂縫嚴(yán)加預(yù)防。

(4)超載裂縫。在混凝土構(gòu)件上承載物較多時(shí)，它的受力就會(huì)變得復(fù)雜，產(chǎn)生變形以及裂縫的可能性大增。裂縫一般出現(xiàn)在構(gòu)件受力最大的地方，或受力變化最大的地方。裂縫呈條形狀，分布并不均勻，擴(kuò)散的方向也不確定，但在一般情況下，它是沿著受力鋼筋垂直方向進(jìn)行蔓延。超載裂縫產(chǎn)生的原因，一般是構(gòu)件物承受超過(guò)設(shè)計(jì)值的荷載，導(dǎo)致構(gòu)件超過(guò)承載極限，或者是構(gòu)件的上部建筑物施工時(shí)間太過(guò)提前，構(gòu)件強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)值。

2 裂縫修補(bǔ)方法

2．1 表面覆蓋法

表面覆蓋法通常是對(duì)細(xì)微裂縫的處理方式。在裂縫表面上涂抹覆蓋物來(lái)提高它的防水性和持久性。它所采用的材料根據(jù)裂縫位置的不同會(huì)有所不同，通常采用的覆蓋物是防水材料、聚合物水泥膏以及聚合物薄膜等。具體的施工過(guò)程，首先是要清潔表面，接著在進(jìn)行干燥，最后涂上修補(bǔ)的材料。它的缺點(diǎn)是沒(méi)有辦法深入到裂縫內(nèi)部，不能對(duì)裂縫進(jìn)行根治。

2．2 開(kāi)槽法

開(kāi)槽法主要適用于大于0.5mm的裂縫，它所采用的材料一般是聚硫橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂、水泥還有砂。它的具體操作方法是將砂按照比例曬干然后再與一定比例的水泥進(jìn)行調(diào)配，攪拌后，先加入環(huán)氧樹(shù)脂，接著再加入丙酮，最后攪拌均勻后，開(kāi)始將這些混合的砂漿嵌入混凝土中去。一般需要耗時(shí)30分鐘，在結(jié)束后，最好用毛氈和麻袋將砂漿進(jìn)行覆蓋，在材料完全凝結(jié)后，可以用水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2．3 低壓注漿法

低壓注漿法一般用于0.2mm～0.3mm的裂縫中進(jìn)行修補(bǔ)。在裂縫數(shù)量較為法多的時(shí)候，先在裂縫上用膠布進(jìn)行粘貼，在用毛刷沾著漿液來(lái)進(jìn)行涂抹，對(duì)裂縫進(jìn)行封閉。在擱置10分鐘后，將膠布撕掉，用漿液對(duì)裂縫進(jìn)行填補(bǔ)。注漿要視氣溫而定，一般在粘嘴一天后進(jìn)行，如果溫度較高，可以在半天內(nèi)進(jìn)行。先用補(bǔ)縫器對(duì)漿液進(jìn)行吸取，然后再插入注漿嘴，讓漿液通過(guò)嘴壓進(jìn)行裂縫，最后漿液注射完畢后堵上鋁柳釘。

3 裂縫的預(yù)防辦法

3．1 施工前設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

施工前的設(shè)計(jì)階段，必須特別注意容易產(chǎn)生裂縫的部位，在設(shè)計(jì)上要有針對(duì)性地進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。比如深基和淺基的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意地基的差異以及地基沉降造成的不利影響，這是較為薄弱的環(huán)節(jié)。在保持構(gòu)件的截面合理、配筋率一定的情況下，進(jìn)行合理的澆筑作業(yè)，同時(shí)，如果鋼筋的直徑、間距選取合理，也能大大降低裂縫產(chǎn)生幾率。

3．2 施工過(guò)程中防護(hù)措施

施工過(guò)程中要采取合理的施工方案，并有可靠的裂縫預(yù)防設(shè)計(jì)，能夠有效地控制混凝土中裂縫的產(chǎn)生。施工隊(duì)伍要嚴(yán)格按照施工要求，在澆筑的量度、施工的縫間距、位置和結(jié)構(gòu)、時(shí)間以及運(yùn)輸?shù)鹊确矫鎳?yán)加控制。每次澆筑的長(zhǎng)度由垂直施工縫來(lái)進(jìn)行分割，接縫最好設(shè)置在截面的最小受力部位，拉力、剪力、彎矩等最小時(shí)比較有利。除了要對(duì)澆筑的厚度進(jìn)行控制以外，在部位的處理方面也要分層控制，并預(yù)留施工縫位置。

3．3 施工質(zhì)量的保證

施工過(guò)程中，要保證施工質(zhì)量，才能夠有有效地避免裂縫的產(chǎn)生。施工階段對(duì)裂縫處理主要是預(yù)防。預(yù)防要從水灰比、鋼筋位置模版的安裝、澆筑工作以及振搗操作方面等各方面進(jìn)行綜合考慮。施工操作技術(shù)要嫻熟，比例要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格把關(guān)，可以有效地規(guī)避混凝土的裂縫問(wèn)題。

3．4 施工后的養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于讓構(gòu)件不受外界的不利影響，如受到的溫差不宜過(guò)大等。通常使用的養(yǎng)護(hù)方法是噴水，這對(duì)于大部分混凝土工程來(lái)說(shuō)都是十分有效地防裂縫措施。在大體積的混凝土中，還可以進(jìn)行拆模和回填的養(yǎng)護(hù)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土水工建筑物產(chǎn)生裂縫是水利工程中的一種普遍現(xiàn)象，它不僅會(huì)降低混凝土構(gòu)件的防滲透能力，還會(huì)影響到建筑物的使用功能，甚至影響到建筑物的安全。本文通過(guò)剖析混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，對(duì)裂縫進(jìn)行分類，并介紹了具體的解決辦法和預(yù)防措施。解決好裂縫問(wèn)題，是水工建筑質(zhì)量提升的一大保證。

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