砌石護坡裂縫的產生原因與防治

孫麗娜

(寶泉嶺墾區水利勘測設計有限責任公司，黑龍江 寶泉嶺 154211)

1 砌石護坡在治河工程中應用現狀

墾區近幾年分3期對梧桐河和嘟嚕河進行了治理，共新修和加固堤防7 603 m。堤身采用砂卵石回填，堤頂寬5 m，堤身高3.8 m，迎水坡比1∶1，背水坡比1∶2，迎水坡采用 M7.5水泥砂漿砌石護坡，底腳砌石厚度0.5 m，基礎采用直墻砌筑，墻體高度3.0 m，頂部寬度0.3 m，底部寬度1.3 m。沿堤長方向每20 m設一條溫度伸縮縫，縫內用瀝青砂板條填塞護坡砌體全部用M10水泥砂漿勾縫。

自第一期治河工程開始采用砌石護坡至今已歷經多年，既抗御過無數次洪水和激流的沖擊，也經受了超過設計標準洪水的嚴峻考驗，這充分證明了砌石護坡這一工程措施是成功的。但在局部出現了不同程度的微細小裂縫，縫寬1～3 mm，雖不影響河堤安全運行，但對坡面的整體性和美觀度產生一定影響。

2 砌石護坡產生裂縫原因分析

砌石護坡裂縫，且出現的位置和形態具有一定的規律性。由于護坡砌石每20 m設置一道伸縮縫，而產生裂縫的位置恰好在兩條伸縮縫正中或偏上偏下1～2 m處，幾乎是每跨中間均有如此裂縫一條，縫成通縫，從堤頂直通堤腳，而在其它部位尚未發現裂縫。因為筆者親自參加了各期河堤治理工程的施工，經過認真回憶當年的施工條件和施工過程，并從理論上加以分析，認為產生裂縫的主要原因有如下幾點:

2.1 分縫間距設計不合理

設計每20 m設置一道溫度伸縮縫，由于隴縣地區氣溫變化大，特別是冬夏和早晚溫差大，帶來砌體膨脹和收縮變化大，由于設縫的跨距太大，加之砌體比較單薄，由于堤基對砌體的約束力，從而引起跨中裂縫的產生。

2.2 氣溫條件影響

砌石護坡施工時正是5～7月份，室外氣溫較高，中午氣溫高達37℃，在這樣高溫條件下進行砌石施工，砌體必然受到高溫的影響，由于蓄熱使砌體處于膨脹狀態，一旦遇到降溫，特別是冬季氣溫驟然降低，勢必引起砌體遇冷收縮，產生溫度應力變化，引起張拉裂縫的產生。

2.3 養護措施不到位

由于護坡砌石戰線長、面積大，給養護工作帶來一定的難度，加之有些施工隊對養護工作不夠重視，無覆蓋，灑水不及時，養護時間短，從而造成砌體砂漿，特別是勾縫砂漿出現抗灰現象，降低了砂漿強度，成為裂縫產生的又一誘因。

2.4 風浪淘刷

風浪作用是護坡損壞的主要因素。由于水庫水面開闊，吹程較長，風力驅動波浪，不時地沖刷壩面，使護面下墊層被掏空，引起局部塌陷，加之維修不及時，造成大面積的毀壞。

2.5 設計問題

現有的水庫多為“文革”期間的“三邊”工程，對護坡的形式缺乏深入的研究，大多數土石壩的護坡干砌石沒有做好下層的反濾，漿砌石采用迎水被整體砌護，壩體沉降引起砌護面拉裂，風浪從裂縫中將反濾材料帶走，導致護坡大面積破壞。

3 防治砌石護坡裂縫產生及防治措施

綜合分析砌石護坡產生裂縫的原因之后，筆者提出以下6點防治措施，與水利界同仁共同研討。

3.1 伸縮縫間距設計要合理

從產生裂縫的位置充分說明原設計的縫間距20 m不夠合理，無法滿足砌體變形要求，今后設計縫間距應以8 m為宜。伸縮縫施工時，應先做好上一跨縫邊沿，要求邊沿齊整端直，薄厚均勻，無凸出或凹進現象，下一跨施工時，應先把瀝青砂板條放入縫內，砌石應把砂板條抵緊壓實，不能使砂板條松動或扭曲，保證伸縮縫本身有一個良好的施工質量。

3.2 砌體施工時應選擇最佳的施工時段

由于砌體本身比較薄，易受外界氣溫變化的影響，不宜在伏天正中午高溫長期保持下進行施工，施工期盡量選擇在春末夏初或秋季，若因受工期要求非在夏季施工時，施工時段應選在早間或傍晚，這樣可避免高溫對砌體造成的蓄熱膨脹，從而減少溫度應力變化對砌體造成的破壞。

3.3 翻松夯壓并灌土封口

對于細小的龜裂，如屬縱向裂縫，可以只進行表面處理，即將縫口土料翻松，重新夯壓密實，以防止雨水浸入。對于縫寬不大于1～2 cm，深度不超過1 m的裂縫，經觀察不再繼續發展，可用干而細的砂壤土從縫口灌入，用竹片或板條等填塞搗實，然后在縫口用黏土封堵壓實。

3.4 開挖回填

開挖回填是處理裂縫比較徹底的方法，即將發生裂縫部分的土料全部挖出，重新回填。適用于不太深的表層裂縫和防滲部分的裂縫。為了探清裂縫的范圍和深度，在開挖前向縫內灌入少量石灰水，然后沿縫挖槽。

3.4.1 裂縫的開挖

開挖坑槽長度應超過裂縫兩端以外，深度應超過裂縫盡頭?？硬鄣撞繉挾戎辽伲吰聭獫M足穩定及新舊填土結合的要求，一般根據土質、碾壓工具及開挖深度等按具體條件而定。較深坑槽也可以挖成階梯形，以便出土和安全施工。挖出的土料不要大量堆積在坑邊，不同土質應分區存放。開挖后，應保護坑口避免日曬雨淋，以防干裂、進水。

3.4.2 土料回填

對于干縮裂縫，應控制含水量等于或低于最優含水量的1%～2%。壩體挖出的土料，要鑒定合格后才能使用。對于淺小裂縫可用原壩土料回填?；靥顣r應檢查坑槽周圍土體的含水量，如偏干則應將表面濕潤;如土體過濕，則應清除后再進行回填。回填土應分層夯實，土層厚度以15～20 cm為宜，一般要求壓實厚度為填土厚度的2/3?；靥顣r，應將開挖坑槽的階梯逐層削成斜坡，進行鏟毛，要特別注意坑槽邊角處的夯實質量。

3.5 灌漿處理

對于裂縫較深或較普遍，開挖回填工程量大，或者開挖會危及壩坡安全等，都可以采用灌漿處理，特別是壩體內部裂縫，進行灌漿處理有良好效果。一般應在枯水期進行。

3.5.1 灌漿設備

灌漿工作量不大的，可采用手動立式雙缸灌漿機;灌漿工作量大的，應請有資格的專業灌漿施工單位承擔。

3.5.2 漿液

要流動性好，使其容易流入裂縫;要析水性好，使漿液進入裂縫以后，能較快地排水固結;要收縮性小，使漿液與土壩壩體結合密實。通常采用的有純泥漿和土、水泥混合漿兩種。

3.6 加強養護工作

砌體護坡施工時，對于當天完成的砌體，在晚上收工前必須要用草簾或麥草進行覆蓋，及時進行養護，特別是中午更要加密養護次數，使砌體經常處于濕潤狀態，養護時間不少于14 d。以上所談僅為筆者一些浮淺體會，希望能引起有關同仁更進一步深入探討，使得砌石護坡這一工程措施更加得到廣泛推廣應用。

[1] 徐錦生.水電站廠房高頻振動和立柱裂縫分析[D].大連:大連理工大學，2003.

[2] 李江鷹.三峽船閘中隔墩輸水隧洞順流向裂縫分析與處理[D]. 南京:河海大學，2005.

[3] 江懷雁.溢流壩閘墩裂縫分析及加固措施[D].南寧:廣西大學，2005.

[4] 王星梅.大型泵站防裂技術研究與實踐[D].南京:河海大學，2005.