水工混凝土裂缝防治技术初探.pdf

摘要 关键词 水工混凝土裂缝防治技术初探 王拉 明 ( 凤翔县水土保持工作站 陕西 凤翔7 2 1 4 0 0 ) 混凝 土裂缝是 一种常见 的现象 ， 其产 生的成 因和 防治的措施复杂 ， 是 影响混凝土 工程质量的重 要 因素。 论文详细分析 了其产生的原因， 并客观地提 出了防治的措施 ， 可供混凝 土工程施工和设 计 、 监理人员参考 。 水工混凝土； 裂缝； 防治 中图分类号： T V 4 3 1 文献标识码： B 混凝土由于施工和本身变形 ，极易产生 裂缝 ，使混凝土内部 的钢筋材料裸 露而产生 腐蚀 ， 降低钢筋混凝土结构的承载力、 耐久性 和使用价值等。大量的混凝土工程实践证明， 只要采取有效的措施将其危害程度控制在一 定的范围之内， 对水lT建筑物安全是不会产 生不 良影响的：因此 ， 在施工中应尽量采取有 效措施避免或控 制裂缝的产生 ，使结构尽 可 能 不 出现裂 缝或 尽量 减 少裂 缝 的数量 和 宽 度， 尤其要尽量避免部分关键部位的裂缝， 确 保工程质量。 1 水工混凝土裂缝成 因 1 1温差引起 的裂缝 温差引起的裂缝一般发生在 混凝土表 面 较浅的范 围内， 呈纵横交错 的不规则裂缝 。其 产生的原 因主要有以下几个方面。 ( 1 ) 大体积混凝土水化反应时释 放的大量 水化热得不到有效散发 ，导致混凝 土内外温 差较大， 使混凝土的形变超过极限引起裂缝。 ( 2 ) 当局部存在约束时，混凝土热胀冷缩 所产生的体积变化受到了约束限制，在内部 产生温度应力。由于混凝土抗拉强度低 ， 所以 很容易被该温度 引起 的拉应力拉裂 ，从而 产 生裂缝。 ( 3 ) 外部环境为暴晒或大 风气候时 ，混凝 土表面水分蒸发过快 ，造成 混凝土内部水化 热过高， 浇筑数小时仍处于塑性状态， 易养护 不到而产生塑性收缩裂缝 。 1 2干缩引起的裂缝 干缩裂缝多表现为表面性 的平 行线状或 网状浅细 裂缝 ，宽度 多在 0 0 5 mm 0 2 mm之 间。其产生主要归结为混凝 土在硬化 的过程 中， 由于干缩需要发生的体积变形， 当受到约 束 时就会 产生裂缝。这类裂缝 的宽度有 时会 很大 ， 甚至可能贯穿整个构件。 l _3 塑性坍落引起的裂缝 对于厚度较大 的构 件 ，比如输水洞拱 顶 因局部超挖需增加衬砌 厚度 ，混凝土坍落 度 出现差异 时， 砼浇筑 后 5天 7天左右会产 生 横 向裂缝 。再若遇干热或 大风天气出现 ， 裂缝 多呈中间宽 、 两端细且长短不一 ， 互不连贯状态。 该类裂缝 的产生原 因在于骨料选择上 ，可能包 括： ( 1 ) 砂和 小石 的 含水 率变 化 分 别超 过 0 5 和 0 2 。 ( 2 ) 各种骨料的超逊径 、 含泥量和砂的细度 模数 ( 2 4 3 0 ) 超过规定值 。 ( 3 ) 骨料级配采用 间断级配 ， 混凝土在运输 中骨料产生分离。 1 4活性骨料引起 的裂缝 活性骨料 引起 的裂缝一般导致 混凝 土胀 裂而出现裂缝。 即混凝土加水拌和后 ， 水泥中 的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起 反应 ， 析 出的胶状 碱 。硅胶从 周 围介质 中吸 水 膨胀 ， 体 积 增 大三 倍 ， 从 而使混凝 土胀 裂 产生裂缝 。 1 5构件超载产生的裂缝 构件超载产生的裂缝一般 出现在构件 纵 轴附近 ， 呈垂直于纵轴或倾斜 的裂缝 ， 并向上 、 下方向延伸。出现的原因主要是因为构件在 超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生 内力弯矩， 导致了垂直于构件纵轴的裂缝。当 构件剪力作用较大时， 将产生斜裂缝， 并向上、 下延伸 。 1 6钢筋生锈 引起 的裂缝 此类裂缝多为纵 向裂缝 ， 且沿钢筋 的布置 位置出现 ， 表现为混凝土胀裂。其产生 的原 因 包括以下几点。 ( 1 ) 当钢筋混凝土处于不利环境中( 如侵蚀 性水环境 ) ， 由于混凝土保护层厚度有限 ， 特别 是当混凝土密实性不良时， 环境中的氯离子等 将和溶于水 中的氧致使混凝土 中的钢筋生锈 ， 生成氧化铁 。氧化铁 的体积 相较于原来金属 的体积要大得多 ，体积膨胀对 周围混凝土挤 压 ， 使混凝土发生胀裂。 ( 2 ) 施工不当导致露筋， 钢筋生锈后引起混 凝土胀裂。常见有以下几种情况： 浇筑混凝土 时 ， 钢筋保护层垫块发生位移或垫块太少或漏 放 ， 致使钢筋紧贴模板外露 ； 构件截面小 ， 钢筋 过 密， 石子卡在钢筋上 ， 使水 泥砂浆 不能充满 钢筋周围 ， 造成露筋 ； 混凝土配合 比不当， 产生 离析， 靠近模板的部位缺浆或模板漏浆 ； 钢筋 保护层太小或因其振捣不实 振动棒撞击钢 筋 ， 使其位移 ， 造成露筋 ； 木模 板未浇水湿润 ， 吸水粘结或脱模过早， 拆模时缺棱 、 掉角等。 1 7基础不均匀沉 陷产生的裂缝 地基的不均匀沉陷裂缝多为深进或贯穿 性裂缝。其走向与沉陷情况有关， 宽度往往与 沉降量成正相关， 较大的沉陷裂缝发生时， 往 往会错位。其发生原因为： ( 1 ) 混 凝土 基础 地质 构 造不 同 ， 沉降 不 一 致 。 ( 2 ) 混凝土基础在高填方 上， 未达到稳定 ， 或因回填 土不实 。 ( 3 ) 混凝土基础因降雨， 部分浸入水中， 造 成不均匀沉降所致。 1 8 施工缝引起的裂缝 施 工缝处理不当而引起裂缝严 重的常见 原 因。 ( 1 ) 施 T缝 或变 形缝未 经接缝 处理 ， 未清 除表面水泥薄膜和松动石子， 未除去软弱混凝 土层并充分湿润就直接浇筑了混凝土。 ( 2 ) 施工缝处锯屑、 泥土、 砖块等杂物未清 除或未清除干净 。 ( 3 ) 混凝土浇筑高差过大， 未设串简、 溜 槽 ， 致使混凝土离析 。 ( 4 ) 底 层交接 处未 灌接缝 砂浆层 ， 接缝处 混凝土未很好振捣 。 2水工混凝土裂缝的防治 对水 工混凝 土裂缝 ，可 以根据其产生 的 成因的不同 ， 认真分析 ， 区别对待 ， 科学防 治 。设 计 中应 该 明确混 凝 土施 工温 度控 制 的具 体 要求 和 混 凝 土 养 护 的基 本 要求 ， 控 制 外加 剂 的 品种和 掺量 ，确 保 混凝 土收 缩 与膨胀相抵消 ；根据构造要求情况配置必 要的钢筋限制裂缝 的产生； 按 规范 要求 设 置必要 的变形 缝 。 2 1 混凝土配制拌和 配置大体积混凝土宜使用低水化热水 泥 ，如硅酸盐水 泥或普通硅酸水泥 、矿渣水 泥 ， 此 外可掺 加膨胀 剂 、 适量 的粉煤 灰等 ； 还 应分层 、 分块浇 筑 ， 以利于散热 ， 减小约束 。 施 1引言 简单超前地质预报方法在施工中的应用 摘要 关键 词 吴 丙峰 t 申维英 ( 1 中国水利水电第六工程局有限公司二分局 辽宁 丹东 1 1 8 0 0 1 ； 2 冲 国水利水电第六工程局有限公司安全部 辽宁 丹东 1 1 8 0 0 1 ) 结合 目前水利水电工程隧洞施工中， T S P 2 0 3 、 T R T 6 0 0 0及 P U L S E E K K 0 - 1 0 0 A型地质雷达等先进 的超前地质预报方法的采用， 讨论了在地质灾害隧洞施工中， 传统的、 简单的超前地质预报分析 方法和应用， 及其在工程中的实际作用。 简单； 超前地质预报； 隧洞施工； 应用 中图分类号： T V 6 7 2 + 1 文献标识码： B 为确保隧洞施工安全质量，根据设计 提供的工程及水文地质资料，结合地质超 前预报 ， 进行分析研 究 ， 制定完整的施工技 术方案 ； 做好技术 、 物 质 、 机械设备的准 备 ， 避免地质灾害 的发生 ，使 之达到施工设 计 及施T规范 的要求 ， 确保 工期 目标 的实 现 ， 是隧洞超前地质预报 目的。 由于隧洞工程地质条件 复杂 ，隧洞安 全问题是施工的重点 。大型： 程施工 中采 用 先进 T R T 一 6 0 0 0或 T S P 2 0 3型 地 质 预报 仪 、 P U L S E E K K O I O O A型地质雷达及 简单 的超前钻孑 L 等进行探测预报不良地质， 严 格按新奥法原则进行施 工 ，建立并完 善安 全控制体系， 确保施工安全， 是现代施工的 主要趋势。现实 中， 无论采取哪种预报方法 均有一定 的缺陷 ， 因此施 工中 ， 多采用几种 方法综合使用， 以相互印证 ， 提高预报的准 确程度。 但是，由于先进的地质超前预报要求 实施的单位资质较高， 有此能力的较少， 收 取 的费用也很高 ( 每百 m隧洞大约在 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0元左右) ； 同时， 先进的地质超 前预报也须采用简单 的方 法进行辅助 。因 此 ， 在无大 的地质 灾害 、 小型隧洞施工 过程 中， 传统的、 简单的超前地质预报仍然发挥 着重要的作用。 2各种地质超前预报方法的特点 综 合 地质 超 前预 报 中各 种 方法 的 特 点 ： T R T 6 0 0 0或 T S P 2 0 3作业怏 ， 测距长 ， 干 扰相对少， 可以与多种预测法结合应用， 但 精度不高，解释难度大，适于做长距离预 测；地质雷达可以准确测定短距离内隧洞 工时要严 格控制 混凝 土配合 比 ， 计量 要准 确 ， 特别 是水 灰 比应根 据 当地 气温 、 混凝 土部位不 同 ， 选定 适宜 值 。骨 料级 配采用 连续级配， 控制含泥量和砂的细度模数符 合规范规定。 在保证混凝 土具 有 良好工作性 的情况 下 ， 应 尽可能的降低混凝土 的单位 用水量 ， 采用 “ 三低 ( 低 砂率 、 低坍落度 、 低 水胶 比 ) 二掺( 掺高效减水剂和高性能引气剂 ) 一高 ( 高粉煤灰掺量) ” 的设计准则， 生产出“ 高 强 、 高韧性 、 中弹 、 低热和高极拉值 ” 的抗裂 混凝土。 严格控制 昆 凝土纯 拌和时 间。应 在浇 筑混凝土前根据拌 和机容量 、设计 最大骨 料粒径和坍落度要 求 ， 确定纯拌 和时间。监 理应加强检查 ， 对混凝 土拌 和及配料不 当 ， 或因拌和时间过长而报废的混凝土应弃置 至指定场地。并根据建筑 物的性 质 、 钢筋含 量 、 混 凝土运输 、 浇筑方 法 和气候 条件 ， 尽 量采用小的坍落度。 2 2 混凝土的浇筑施工 浇筑混凝土时 ，应保证钢 筋位置 和保 护层厚度正确， 并加强检查。钢筋密集时， 应选用适当粒径的石子， 保证混凝土配合 比准确 和 良好 的和 易性 。浇筑 高 差超 过 2 m 时 ， 应 用 串筒或 溜槽进 行下料 ， 以防离 析 。模板应 充分 湿润并 认真堵好 缝 隙 ， 正 确掌握脱模时间， 防止过早拆模， 破坏棱 角。混凝土处于不利环境时 ， 钢筋表层涂 刷防腐涂料。 混凝土振捣要密实 ，不 能漏振 、 过 振 ， 拆模后要挂草帘或铺草 浇水养护保湿 ， 以确保混凝内外温差小于 2 5 。夏季初 凝 1 5天 ， 白天每 隔 2 h 3 h洒一次水 ； 冬 季 ， 白天每隔 4 h 5 h 洒一次水，同时采取保温 措施。恰当的养护不仅对防止早期表面裂 缝很 重要 ， 其 对混凝 土后 期 强度 的发 展 、 混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样 重要 。 2 - 3施工缝 的合理设置 认真按施工验 收规 范要求处理施工 缝 及变形缝表面， 接缝处锯屑 、 泥土砖块等杂 物应清理干净并洗净 。接缝处 浇筑前应 先 浇 5 0 m m 1 0 0 mm厚原配 合 比无石 子砂浆 ， 以利结合良好，并加强接缝处混凝土的振 捣密实。另外， 当混凝土浇筑高差大于 2 m 时应设置串简或溜槽； 缝隙夹层不深时， 可 将松散 混凝 土凿去 ， 洗刷 干净后 ， 用 l ：2或 1 ： 2 5 水泥砂浆填密实； 缝隙夹层较深时， 应 清除松散部分 和内部夹杂物 ， 用压力水冲洗 干净后支模， 灌细石混凝土或将表面封闭后 进行压浆处理。 2 -4裂缝 的补救加强 对 已经 出现裂缝的水工 混凝 土 ，可 以 采取开槽、 低压注浆法、 表面覆盖法、 结构 加固、 混凝土置换、 电化学防护 、 仿生 自愈 合法等修补方法， 进行适当修补， 使其继续 发挥效益。 3结论 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种 现象，它的出现不仅会降低建筑物的防渗 能力， 影响建筑物的使用寿命， 而且会引起 钢筋的锈蚀 ， 甚至破坏 混凝 土结构 ， 影 响建 筑物的承载能力，处理时费工费时增加成 本 ， 增 加施工 期。因此 ， 在浇筑混凝土前 ， 应 根据工地施工条件、 方法和气温， 充分论证 基础稳定性、 骨料活性 、 构件超载等， 并分 析化 验混 凝 土所 处水 环 境有 无 有 害成 分 等， 拟定有针对性的措施， 提前预防裂缝产 生 。对于已产生的裂缝 则应认 真研究 ， 采用 合理的方法进行处理， 确保工程质量， 最大 程度地费省效 宏 。陕 西水 利 ( 责任编辑 ： 黄灵 芝) ( ： ) 03 o 。 OO o