堤防工程裂縫成因及加固方法探究

彭堅

摘 要：水利工程混凝土堤防工程在眾多影響因素中，壩體的開裂在實際工程中是一個較為普遍的現(xiàn)象。裂縫的存在，會影響其強度和耐久性，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害的影響；有的甚至引起嚴重的滲漏，導(dǎo)致工程不能正常使用，影響工程壽命和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：堤防工程 裂縫成因 加固方法

中圖分類號：TV871 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0047-01

1 堤防工程混凝土裂縫產(chǎn)生的可能原因

1.1 原材料質(zhì)量不合格引起的裂縫

（1）水泥。水泥如果安定性不合格會引起裂縫，此類裂縫表現(xiàn)為龜裂。

（2）砂石骨料。①砂石含泥量超標。②砂石級配差。③堿骨料反應(yīng)。

（3）拌和水及外加劑。拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量過高時引起鋼筋銹蝕而造成混凝土裂縫。

1.2 收縮裂縫

混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，干縮、收縮的量也不同。

1.3 溫差裂縫

混凝土內(nèi)部和外部的溫差過大會產(chǎn)生裂縫。溫差裂縫的主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。堤防工程混凝土因其體積大更易發(fā)生此類裂縫。

2 堤防工程混凝土的裂縫預(yù)防控制措施

2.1 控制水泥品種與用量

理論研究和工程實踐證明大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此，在大體積混凝土施工過程中，我們要合理的選擇水泥的品種，不同品種水泥的水化熱是不同的。水泥水化熱的大小及速度取決于水泥內(nèi)礦物成分的不同。水泥礦物中發(fā)熱速率最快和發(fā)熱量最大的是鋁酸三鈣，其他成分依次為硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣。另外，水泥水化熱的大小與水泥顆粒的粗細程度有關(guān)，水泥越細發(fā)熱速率越快，水化熱對裂縫的影響也越大。因此，我們在大體積混凝土施工中應(yīng)盡量使用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥。水泥品種是一個方面，同時我們要盡量的減少混凝土中水泥的實際用量，這樣能直接減少水化熱產(chǎn)生的熱量，但要在合理范圍內(nèi)，避免由于水泥用量過低，造成構(gòu)件的設(shè)計強度減小，造成結(jié)構(gòu)安全隱患。

2.2 優(yōu)化大體積混凝土設(shè)計

大體積混凝土一般用于建筑物或構(gòu)筑物基礎(chǔ)等，主要利用混凝土的抗壓性能，因此大體積混凝土不布置鋼筋或者布筋較少，為了增強混凝土的抗拉性能，減少裂縫的出現(xiàn)。在裂縫易發(fā)生部位如孔洞周圍以及轉(zhuǎn)角處布置一些鋼筋，讓鋼筋代替混凝土承擔拉應(yīng)力，這樣會使工程成本稍微加大，但是這樣對工程的施工質(zhì)量和構(gòu)件的強度會有大大的提高，可以有效的控制裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。

其次，結(jié)合大體積混凝土在整個工程的部位和起到的作用，在力學、結(jié)構(gòu)安全能滿足使用要求的前提下，合理安排和布置變形縫，這樣可以非常有效的防止伸縮裂縫，減小大體積混凝土的個體體積，從總體上減小了個體的水泥水化熱的熱量。同時，減少混凝土保護層厚度等也可以在一定程度上減少裂縫的產(chǎn)生。

2.3 摻加外加料和外加劑

眾所周知，我們平常使用的商品混凝土中，生產(chǎn)廠家會摻加一定的粉煤灰，粉煤灰的摻加會對混凝土質(zhì)量進行改善。在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰后，不僅可以提高混凝土的和易性，還可以增加混凝土的密實度，提高抗?jié)B能力，減少混凝土的收縮變形，減少水泥用量。要降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內(nèi)部溫升，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫，利用粉煤灰作混凝土的摻合料是最有效的方法之一，而且該方法經(jīng)濟實惠，材料來源廣泛。

2.4 骨料的選擇與控制

如果施工部位或者構(gòu)件允許，在骨料的選擇上應(yīng)該選取顆粒比較大的碎石，碎石的強度要高，同時要合理搭配，使碎石骨料有科學合理的連續(xù)級配。使大體積混凝土達到較小的空隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少大體積混凝土凝結(jié)過程中的干縮變形，達到預(yù)防混凝土裂縫的目的。

2.5 混凝土裂縫檢查與處理

對于表面裂縫因為其對結(jié)構(gòu)應(yīng)力、耐久性和安全基本沒有影響，一般不作處理。對深層裂縫和貫穿裂縫可以采取鑿除裂縫，可以用風鎬、風鉆或人工將裂縫部位鑿除，直到看不見裂縫為止，鑿槽斷面為梯形再在上面澆筑混凝土。加設(shè)鋼筋網(wǎng)片，在處理較深的裂縫時，一般是在混凝土已充分冷卻后，在裂縫上鋪設(shè)1～2層的鋼筋后再繼續(xù)澆筑混凝土。對比較嚴重的裂縫可以采取水泥灌漿和化學灌漿。水泥灌漿適用于裂縫寬度在0.5 mm以上時，對于裂縫寬度小于0.5 mm時應(yīng)采取化學灌漿?；瘜W灌漿材料一般使用環(huán)氧-糠醛丙酮系等漿材。

3 結(jié)語

綜上所述，通過壩體混凝土裂縫形成原因的分析，裂縫是堤防工程混凝土中普遍存在的問題，不僅影響結(jié)構(gòu)功能，承載能力，而且還可能造成質(zhì)量事故。因此，不僅要在施工中采取有效的措施預(yù)防控制裂縫的產(chǎn)生，而且要對已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫認真分析，采取合理的修補措施進行處理。

參考文獻

[1] 金峰.分布式光纖測溫系統(tǒng)在大壩混凝土安全監(jiān)控中的設(shè)計和應(yīng)用研究[C]//. Proceedings of 2012 （Shenyang） International Colloquium on Safety Science and Technology.2012.

[2] Markus Aufleger，Matthias Goltz，Sebastian Perzlmaier，J rgen Dornst dter.混凝土面板堆石壩的分布式纖維光學溫度監(jiān)控——技術(shù)誤導(dǎo)還是有用的補充性監(jiān)控系統(tǒng)[C]//現(xiàn)代堆石壩技術(shù)進展：2009——第一屆堆石壩國際研討會論文集.2009.

[3] φyvind E lier，Ingvar Ekstrm，Yngvar Larsen，Tom R Lauknes.INSAR在基于衛(wèi)星的大壩監(jiān)測中的應(yīng)用[C]//水電2013大會——中國大壩協(xié)會2013學術(shù)年會暨第三屆堆石壩國際研討會論文集.2013.

[4] Sigtryggsdottir F.G.，Sn bj rnsson J.Th.，Sigbj rnsson R.，Grande L.堆石壩沉降數(shù)據(jù)：處理和統(tǒng)計分析[C]//水電2013大會——中國大壩協(xié)會2013學術(shù)年會暨第三屆堆石壩國際研討會論文集.2013.endprint