水工建筑中混凝土裂縫問(wèn)題及應(yīng)對(duì)分析

譚麗娜

（陽(yáng)江市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司 廣東陽(yáng)江 529500）

前言

雖然近年來(lái)水工建筑材料的性能不斷提升，但在筆者的實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，水工建筑在施工中、后期出現(xiàn)損害的情況仍較為常見(jiàn)，裂縫問(wèn)題便屬于最主要的損害問(wèn)題，而為了盡可能降低裂縫問(wèn)題的危害、保證水工建筑整體質(zhì)量，正是本文圍繞水工建筑中混凝土裂縫問(wèn)題及應(yīng)對(duì)開(kāi)展具體研究的原因所在。

1 水工建筑中的混凝土裂縫問(wèn)題

1.1 常見(jiàn)混凝土裂縫

水工建筑的混凝土裂縫可以分為四類，即塑性收縮裂縫、凝縮性裂縫、沉降收縮裂縫、凍脹裂縫，各類裂縫問(wèn)題的具體表現(xiàn)如下所示：①塑性收縮裂縫。新澆筑而成的水工建筑較為容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫，水工建筑在被澆筑成功后游離水分大量揮發(fā)導(dǎo)致的表面強(qiáng)烈收縮是塑性收縮裂縫出現(xiàn)的根本原因，出現(xiàn)于混凝土表面、深度相對(duì)較淺、外觀像泥漿表面屬于這類裂縫的主要特點(diǎn)，大風(fēng)、高溫天氣很容易引發(fā)塑性收縮裂縫。②凝縮性裂縫。過(guò)量水泥與細(xì)骨料混合，混凝土澆筑材料表面亞光土層較厚便很容易引發(fā)凝縮性裂縫，這是由于下層混凝土干縮能力明顯低于上層，裂縫往往因此出現(xiàn)。③沉降收縮裂縫。水工建筑混凝土埋設(shè)件部分和表面較為容易出現(xiàn)沉降收縮裂縫，外觀為梭形、寬度較小、延伸到鋼筋材料表面屬于這類裂縫的主要特點(diǎn)，混凝土材料澆筑后粗骨料沉落擠出的一定空氣和水分屬于沉降收縮裂縫出現(xiàn)的主要原因。④凍脹裂縫。混凝土材料澆筑初期受到冰凍較為容易引發(fā)凍漲裂縫，這一裂縫導(dǎo)致的鋼筋形狀不可逆改變往往會(huì)對(duì)水工建筑質(zhì)量造成較為深遠(yuǎn)的影響。周邊環(huán)境溫差變化較大、混凝土受到寒潮襲擊均可能出現(xiàn)凍漲裂縫，裂縫走向無(wú)規(guī)律、在混凝土表面較淺范圍產(chǎn)生、大面積結(jié)構(gòu)裂縫縱橫交錯(cuò)均屬于凍漲裂縫的具體表現(xiàn)[1]。

1.2 引發(fā)裂縫的原因

結(jié)合水工建筑中的常見(jiàn)混凝土裂縫問(wèn)題，本文總結(jié)了引發(fā)水工建筑混凝土裂縫問(wèn)題的主要原因，主要包括水溫、材料、養(yǎng)護(hù)，具體原因如下所示：①水溫。水溫較低時(shí)混凝土表面會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，外界溫度發(fā)生急劇變化時(shí)，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，上文提到的沉降收縮裂縫、凍脹裂縫出現(xiàn)均與水溫存在一定聯(lián)系，冬季施工缺乏保溫措施便屬于其中典型。②材料。水泥材料的選擇與質(zhì)量、混凝土的配比均與水工建筑混凝土裂縫的出現(xiàn)存在較強(qiáng)聯(lián)系，這是由于水泥材料的水化放熱很可能引發(fā)混凝土裂縫，而混凝土材料配比不當(dāng)導(dǎo)致的保水性不良、沁水、離析、增加收縮等問(wèn)題，同樣屬于引發(fā)混凝土裂縫的主要原因。③養(yǎng)護(hù)。水工建筑養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與混凝土裂縫的出現(xiàn)與否聯(lián)系緊密，如出現(xiàn)后期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)問(wèn)題，混凝土很容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫，混凝土澆筑后的一段時(shí)間則屬于養(yǎng)護(hù)工作的關(guān)鍵點(diǎn)，這一關(guān)鍵點(diǎn)必須得到業(yè)界人士重視[2]。

2 水工建筑中混凝土裂縫問(wèn)題的應(yīng)對(duì)及實(shí)例分析

2.1 常見(jiàn)的混凝土裂縫問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施

灌漿措施、表面修復(fù)、黏貼加固、圍套加固、灌漿處理均屬于較為常見(jiàn)的混凝土裂縫問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施，這類措施的具體應(yīng)用如下所示：①填充措施。該措施較為適用于水工建筑裂縫較寬時(shí)的處理，使用填充材料填充裂縫屬于該措施的主要原理，具體填充施工過(guò)程需考慮不同地基的承載力并由此針對(duì)性填充，如沙質(zhì)粘土的承載力為250～400kN/m，其C×l推薦值為0.01～0.03，而C10以上配筋混凝土承載力為5000～10000kN/m，其C×l推薦值為1.00～1.50，表1為各種地基的阻力系數(shù)，這些都能夠作為填充措施應(yīng)用的依據(jù)。②表面修復(fù)。表面修復(fù)多用于水工建筑混凝土凝縮性裂縫與沉降收縮裂縫的處理，使用環(huán)氧類樹(shù)脂或樹(shù)脂浸漬玻璃布開(kāi)展鋪設(shè)填補(bǔ)屬于表面修復(fù)的常見(jiàn)方式，該混凝土裂縫應(yīng)對(duì)措施能夠有效提升水工建筑持久性并恢復(fù)其外觀形態(tài)。③黏貼加固。使用環(huán)氧樹(shù)脂作為黏貼劑、在裂縫表面黏貼鋼板屬于黏貼加固的主要原理，該措施需在水工建筑工程結(jié)構(gòu)解封后應(yīng)用。④圍套加固。圍套加固多用于水工建筑物混凝土表面形態(tài)、外形損壞后的處理，通過(guò)在水工建筑結(jié)構(gòu)外部包鋼筋圍套，即可大幅提升水工建筑混凝土截面、鋼筋的承載力，但圍套加固的應(yīng)用需在水工建筑尺寸允許范圍內(nèi)。⑤灌漿處理。該措施主要通過(guò)混凝土封堵、打孔、加壓灌漿的方式進(jìn)行混凝土裂縫的處理，較為優(yōu)秀的混凝土裂縫處理質(zhì)量屬于灌漿處理的優(yōu)勢(shì)所在[3]。

表1 各種地基的阻力系數(shù)

2.2 具體工程實(shí)例的混凝土裂縫問(wèn)題應(yīng)對(duì)

2.2.1 工程概況

為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，選擇了某地S水庫(kù)作為研究對(duì)象，該水庫(kù)于2008年10月～2010年10月進(jìn)行了除險(xiǎn)加固處理，主要加固內(nèi)容包括鋪筑進(jìn)廠公路、溢洪道改建、攔河壩加高加厚，但截至2017年5月21日，S水庫(kù)迎水側(cè)防滲面板混凝土、背水坡混凝土、壩頂分別發(fā)現(xiàn)39條、33條、57條明顯可見(jiàn)的裂縫，因此開(kāi)展了S水庫(kù)全面檢測(cè)與檢查，并結(jié)合裂縫出現(xiàn)原因，開(kāi)展了針對(duì)性較強(qiáng)的混凝土裂縫處理，圖1為迎水側(cè)樁號(hào)0+123.40防滲面板處芯樣，結(jié)合該圖可較為直觀了解S水庫(kù)混凝土裂縫問(wèn)題。

圖1 迎水側(cè)樁號(hào)0+123.40防滲面板處芯樣

2.2.2 裂縫產(chǎn)生原因

深入分析后，可確定如下S水庫(kù)混凝土裂縫出現(xiàn)原因：①晝夜溫差較大影響。由于S水庫(kù)地處山區(qū)且晝夜溫差較大，2009年6月15日至8月5日的施工導(dǎo)致混凝土內(nèi)部與表面存在較大溫度差，由此引發(fā)了混凝土裂縫。②天氣炎熱影響。S水庫(kù)混凝土在塑性狀態(tài)下受到了較為炎熱天氣的影響，表面水分的較快蒸發(fā)導(dǎo)致了混凝土表面龜裂。③未考慮裂縫防治問(wèn)題。S水庫(kù)施工過(guò)程未考慮降低混凝土水化熱、提高早期混凝土強(qiáng)度，這同樣為裂縫的產(chǎn)生提供了條件。④振搗不密實(shí)。因S水庫(kù)壩體陡峭，施工過(guò)程存在混凝土澆筑振搗不密實(shí)情況，混凝土沉降收縮裂縫因此出現(xiàn)。

2.2.3 裂縫應(yīng)對(duì)措施

結(jié)合S水庫(kù)混凝土裂縫實(shí)際，采用了手刮聚脲與灌漿措施結(jié)合的方式進(jìn)行混凝土裂縫處理，并取得了較好的處理效果，具體處理過(guò)程如下所示：①畫邊界線、涂抹抗?jié)B1號(hào)。需首先在混凝土裂縫兩邊15cm處畫邊界線，并沿混凝土裂縫進(jìn)行特種水泥材料抗?jié)B1號(hào)的涂抹，涂抹的寬度、厚度分別為3～4cm、0.2cm。②打灌漿孔。按照由下至上的順序進(jìn)行φ14灌漿孔的打鑿，間隔、孔深分別為0.5m與30cm，灌漿孔需采用注水、洗孔的方式進(jìn)行處理。③灌漿。灌漿需按照由下至上順序進(jìn)行，在灌漿嘴深入灌漿孔2/3后進(jìn)行加壓灌漿，灌漿壓力需控制在30kPa以內(nèi)，直至漿液從封堵膩?zhàn)舆吘壝黠@滲出。④打磨。在完成灌漿處理后，施工角磨機(jī)進(jìn)行畫線范圍混凝土表面打磨，打磨厚度、收邊分別為2mm與1cm。⑤最終處理。涂刷界面劑、聚脲后即可鋪設(shè)胎基布，圖2為涂刮聚脲示意圖，由此即完成了高質(zhì)量的S水庫(kù)混凝土裂縫處理。

圖2 涂刮聚脲示意圖

3 結(jié)論

綜上所述，水工建筑混凝土裂縫問(wèn)題的應(yīng)對(duì)具備較高現(xiàn)實(shí)意義，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的填充措施、表面修復(fù)、黏貼加固、圍套加固、灌漿處理、手刮聚脲與灌漿措施結(jié)合等內(nèi)容，則提供了可行性較高的水工建筑混凝土裂縫問(wèn)題處理路徑，而為了更好保證水工建筑物性能，混凝土裂縫的預(yù)防，必須得到業(yè)界人士關(guān)注。

[1]巴桑旺堆.水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及處理淺析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，06：115.

[2]趙慶和.水利施工中的混凝土裂縫的原因及防治對(duì)策分析[J].智能城市，2018，406：167～168.

[3]趙彩霞.分析水工建筑物混凝土裂縫成因與預(yù)防處理對(duì)策[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2018，01：122～123.