水工建筑中混凝土裂縫問題研究

盧奇奇　楊曉燕

摘 要：針對(duì)水工建筑，結(jié)合實(shí)例，在提出水工建筑混凝土裂縫產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，提出有效的裂縫預(yù)防控制和處理方法，對(duì)裂縫灌漿處理操作方法和要點(diǎn)進(jìn)行分析，以此為類似工程裂縫防治工作提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：水工建筑；建筑混凝土裂縫；裂縫成因；裂縫處理

中圖分類號(hào)：TV544 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）32-0156-02

在水工建筑工程中，經(jīng)常會(huì)見到混凝土裂縫現(xiàn)象，輕則影響建筑整體外觀，嚴(yán)重時(shí)將引起安全隱患。因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)對(duì)裂縫成因進(jìn)行深入分析，探討有效的預(yù)防與處理措施。

1 水工建筑混凝土裂縫成因

造成混凝土建（構(gòu)）筑物開裂的原因十分復(fù)雜，會(huì)受到很多因素的直接或間接影響，一般包含施工、地基和原材料等方面。現(xiàn)以某水工建筑為例，對(duì)其裂縫成因做如下調(diào)查分析。

（1）對(duì)施工原材料實(shí)施抽樣檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)異常和問題，質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。攪拌站和施工現(xiàn)場(chǎng)之間的距離在2km以內(nèi)，運(yùn)輸和等候的時(shí)間總和在15～20min范圍內(nèi)，混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)其坍落度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果在5～8cm范圍內(nèi)，與設(shè)計(jì)和規(guī)范要求相符。

（2）混凝土澆筑施工中，制作抗壓試件、抗?jié)B試件與抗凍試件，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)不同的試塊開展實(shí)驗(yàn)，結(jié)果都滿足質(zhì)量要求，因此，混凝土及其原材料沒有質(zhì)量問題[1]。

（3）倒虹吸管所處區(qū)域地層為細(xì)～中砂，以下部位是粘性土層，設(shè)計(jì)將砂礫層作為基礎(chǔ)的持力層，局部處于砂層和粘性土層上部，每個(gè)持力層的承載力經(jīng)檢驗(yàn)都符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。此外，按照設(shè)計(jì)要求在兩側(cè)還布置有排水溝，溝內(nèi)配有水泵，可及時(shí)將溝中的水抽出。經(jīng)上述分析可知，該地基承載力符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求，無不均勻沉降，裂縫與地基無關(guān)。

（4）本工程施工水泥采用P.042.5號(hào)水泥，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，其早期強(qiáng)度較高，且水化熱溫升速度極快。根據(jù)內(nèi)部溫度測(cè)定結(jié)果可知，僅3d溫度即可升至最高值，因此，初步認(rèn)為裂縫由溫度突變?cè)斐?，即屬溫度裂縫。試驗(yàn)結(jié)果表明，試塊在3d內(nèi)強(qiáng)度即可達(dá)到30MPa以上，說明其具有極高的早期強(qiáng)度。因墻體表面直接受模板體系的限制，水化熱集中聚集于內(nèi)部難以散發(fā)，致使內(nèi)溫大幅上升，并在拆模后產(chǎn)生溫差，使內(nèi)、外部膨脹與收縮程度不一致，導(dǎo)致表面產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，這一拉應(yīng)力比抗拉強(qiáng)度極限大時(shí)，產(chǎn)生溫度裂縫。

2 水工建筑混凝土裂縫控制

從裂縫產(chǎn)生后，項(xiàng)目部對(duì)此給予了高度重視，設(shè)立專門的調(diào)查與分析小組，研究裂縫產(chǎn)生原因和預(yù)防對(duì)策，在日后建設(shè)中，采取有效措施進(jìn)行過程控制，避免裂縫產(chǎn)生。

（1）首先，適當(dāng)降低各類原材料實(shí)際溫度。在氣溫相對(duì)較低的時(shí)間段進(jìn)行原材料運(yùn)輸；原材料進(jìn)場(chǎng)后，一般不能馬上使用，尤其是水泥，應(yīng)放置一段時(shí)間，在骨料堆場(chǎng)搭設(shè)臨時(shí)涼棚；罐車也應(yīng)采取有效的降溫措施，將入倉溫度控制在盡可能低的水平。

（2）做好保溫與養(yǎng)護(hù)工作。完成澆筑施工后，立即進(jìn)行覆蓋保溫和灑水養(yǎng)護(hù)，將內(nèi)、外部實(shí)際溫差限制在24℃之內(nèi)，避免溫度裂縫產(chǎn)生。

3 水工建筑混凝土裂縫處理

針對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，大多采用灌漿法。

3.1 準(zhǔn)備工作

（1）設(shè)備準(zhǔn)備

設(shè)備是裂縫灌漿處理關(guān)鍵所在，對(duì)裂縫處理效果有直接影響，也是準(zhǔn)備工作過程中的重點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)要有足夠設(shè)備到位，管理人員應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格檢查和調(diào)度安排。

（2）材料準(zhǔn)備

施工前應(yīng)準(zhǔn)備好以下幾種材料：丙酮、灌漿嘴、固結(jié)膠、膠液。其中，丙酮的作用在于清除裂縫表面污漬；固結(jié)膠包括502與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠兩種；膠液為灌縫結(jié)構(gòu)膠。

（3）灌漿系統(tǒng)

由三部分組成，即充壓機(jī)、注漿罐與注漿管。施工前在現(xiàn)場(chǎng)將這一系統(tǒng)組裝完畢，并進(jìn)行試驗(yàn)，確保其處在要求的施工狀態(tài)。

3.2 施工方法

（1）裂縫清理

首先，對(duì)裂縫上的污染、灰塵及浮漿等除去，再均勻擦拭一層丙酮，最后在與裂縫兩側(cè)相距1.5cm的位置利用膠帶紙?jiān)O(shè)置護(hù)邊。兩側(cè)的護(hù)邊應(yīng)盡可能達(dá)到平直。

（2）設(shè)置灌漿嘴

采用騎縫的方法進(jìn)行埋設(shè)，在墻面進(jìn)行灌漿嘴的埋設(shè)過程中，先于基座表面用502進(jìn)行臨時(shí)固定；再用固結(jié)膠進(jìn)行封閉處理。相鄰兩個(gè)灌漿嘴之間的距離按50cm控制，在實(shí)際施工中應(yīng)注意下列要點(diǎn)：設(shè)置灌漿嘴前，對(duì)裂縫實(shí)際情況與形態(tài)進(jìn)行仔細(xì)檢查，以確定適宜的埋設(shè)位置。灌漿嘴中心處需要和裂縫的端頭完全對(duì)準(zhǔn)，防止灌漿完成以后產(chǎn)生氣泡。裂縫間斷部位應(yīng)對(duì)灌漿嘴進(jìn)行加密設(shè)置，保證灌漿可以作用到所有裂縫，以免由于裂縫斷開導(dǎo)致膠液無法順利通過[2]。

（3）封縫

封縫主要使用固結(jié)膠進(jìn)行，灌漿嘴縫隙在膠帶紙方向上進(jìn)行均勻涂膠，然后用膩?zhàn)隅P將其壓平，將厚度控制在2mm以內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行輕拍與按壓，保證修補(bǔ)能夠一次成型。固結(jié)膠在2～5h以內(nèi)就可以固化，配好后不超過48h就能使用。

（4）密封性檢查

在封縫時(shí)涂抹的固結(jié)膠完全固化以后，在裂縫上涂抹一層均勻的肥皂水，然后用壓縮空氣對(duì)其密封性進(jìn)行檢查，如果有漏氣的部位，應(yīng)重新進(jìn)行封閉處理。

（5）膠液配制

首先，將注漿罐上的注漿口打開，并在出漿口上連接一條尺寸適宜的膠管，將閥門關(guān)閉，然后進(jìn)行膠液的配置：將結(jié)構(gòu)膠分成a、b兩個(gè)組份，用干凈的容器按照5：1的比例進(jìn)行混合攪拌，到完全均勻?yàn)橹?，將其?dǎo)入注漿罐當(dāng)中。應(yīng)注意，膠液必須現(xiàn)配現(xiàn)用，避免凝膠造成損失。同時(shí)，以灌入量為依據(jù)確定相應(yīng)的配置量，防止多配，以免浪費(fèi)。完成配置后，應(yīng)在50min以內(nèi)將其用完。為有效延長(zhǎng)使用的時(shí)間，注漿罐不得長(zhǎng)時(shí)間處于日光之下暴曬，現(xiàn)場(chǎng)通過臨時(shí)遮陽棚的搭設(shè)來有效避免，并安排專人負(fù)責(zé)檢查與管控。

（6）灌漿

利用在準(zhǔn)備工作中形成的灌漿系統(tǒng)進(jìn)行灌漿，其主要由充壓機(jī)、注漿罐與注漿管三部分組成。在灌漿過程中，需將壓力控制在0.2～0.4MPa范圍內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)的操作人員必須按照要求戴好護(hù)目鏡，避免膠液到處飛濺造成。按照從低到高的順序進(jìn)行灌漿；如果在灌漿過程中發(fā)現(xiàn)排氣嘴也開始出漿，則應(yīng)將其封閉；若進(jìn)漿停止，則應(yīng)在0.4MPa的壓力條件下連續(xù)灌注5min，保證漿液充分，然后將灌漿嘴封閉，開始對(duì)下一個(gè)灌漿嘴進(jìn)行注漿。完成注漿后，如果每個(gè)排氣嘴又能看到飽滿的泥漿，則說明注漿效果良好[3]。

3.3 處理效果檢驗(yàn)

為了對(duì)完成灌漿處理的裂縫實(shí)際處理效果進(jìn)行檢驗(yàn)，需要在完成灌漿后的3d，借助以下方法實(shí)施檢驗(yàn)：超聲波檢驗(yàn)；鉆芯取樣；壓水試驗(yàn)，先清除所有封縫材料，再于和裂縫相距2cm的位置鉆出斜向孔，然后對(duì)縫表面進(jìn)行清理，涂抹一層丙酮。重新對(duì)灌漿嘴進(jìn)行埋設(shè)，待達(dá)到固結(jié)后開始?jí)核囼?yàn)，壓力保持在0.2MPa10min，對(duì)灌漿嘴中的液面高度進(jìn)行觀察，確認(rèn)是否降低，若保持不變，則說明灌縫效果達(dá)到預(yù)期。

3.4 注意事項(xiàng)

施工中，應(yīng)注意以下細(xì)節(jié)問題，防止對(duì)灌漿效果造成影響。

（1）如果包裝桶中結(jié)構(gòu)膠存在沉淀的現(xiàn)象，則應(yīng)在施工前將其攪拌均勻。

（2）修補(bǔ)表面的潔凈程度、膠液的配比及攪拌都對(duì)最終修補(bǔ)效果有很大影響。

（3）固結(jié)膠需要在陰涼的部位密封保存，超過保存期的固結(jié)膠禁止使用。

4 結(jié)束語

綜上所述，原材料、施工、地基等因素都有可能造成水工建筑混凝土開裂，針對(duì)最常見的溫度裂縫，應(yīng)在嚴(yán)格控制原材料溫度和保溫養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上，及時(shí)采用灌縫技術(shù)進(jìn)行處理，避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，造成安全隱患。

參考文獻(xiàn)

[1]譚麗娜.水工建筑中混凝土裂縫問題及應(yīng)對(duì)分析[J].建材與裝飾，2018（28）：277～278.

[2]徐 卓，張 佳.試論水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量控制[J].四川水泥，2018（04）：74.

[3]陳遠(yuǎn)照.水工建筑中混凝土裂縫問題及應(yīng)對(duì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（07）：106.

收稿日期：2018-9-13