高莊則供水工程蓄水池混凝土裂縫處理措施

孫文明

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

高莊則供水工程位于陜西省府谷縣武家莊鄉，主要工程包括：5級提水泵站，3個600 m3圓形蓄水池，3個600 m3（20 m×6 m×5 m）方形蓄水池，8個4 000 m3（30 m×30 m×5 m）方形蓄水池。25.8 km管道，管材有直徑400 mm球墨鑄鐵管和直徑400 mmPE管兩種?？倱P程480 m，日供水量9 800 m3。

2 施工技術及裂縫分布情況

蓄水池所處位置基礎為濕陷性黃土，600 m3水池基礎采用換填法進行處理，換填材料為3∶7灰土，換填厚度2.5 m；4 000 m3水池基礎采用擠密樁進行處理，擠密樁長10 m，下部素土擠密樁長6 m，上部4 m為2∶8灰土擠密樁，截除樁頂后采用3∶7灰土回填50 cm。

蓄水池底板、池壁混凝土厚度30 cm，頂板混凝土厚度20 cm，采用C25.W6.F200常態混凝土，配合比為344（水泥 P.O 42.5）∶155（水）：677（天然砂）∶1 204（人工碎石）∶6.88（引氣減水劑）。

混凝土攪拌采用HZS30型雙臥軸強制式攪拌機，8 m3混凝土罐車運輸至施工現場，然后采用汽吊垂直運輸至倉面，人工配合入倉，為避免出現冷縫混凝土澆筑采用斜層法。按照設計要求，混凝土分三次澆筑，底板、池壁、頂板各一次。4 000 m3池壁混凝土澆筑完成3 d后開始拆外模并進行灑水養護（采用外貼草袋的方法），拆模后發現池壁四周每隔6～8 m生成一條2.5～3 m長度不等的裂縫，內外貫通，但上下不貫穿（池壁上下各0.5～1 m沒有裂縫，中間開裂）。600 m3方形蓄水池20 m池壁也產生2～3條裂縫，其余地方未出現裂縫。

3 裂縫成因分析

混凝土裂縫的成因主要有基礎不均勻沉陷、原材料、收縮裂縫（塑性收縮、干縮裂縫）、外界溫度影響、拆模不當、養護不當等。針對工程實際情況，對裂縫的成因分別進行分析。

3.1 基礎不均勻沉陷

基礎不均勻沉陷將造成建筑物上下貫通裂縫，并且一般是上寬下窄。本工程蓄水池基礎全部采用換填或擠密樁進行處理，處理范圍超出建筑外邊界至少3 m，處理后的基礎壓實度和承載力等各項指標均滿足設計要求，且裂縫未上下貫通，底板與頂板無裂縫，因此，裂縫的產生不是由基礎不均勻沉降造成的。

3.2 原材料

混凝土原材料中如果砂、石子的含泥量超標，也容易產生干縮裂縫。該工程采用的砂子為天然水洗砂，含泥量為0.5%，遠小于標準要求；碎石為人工碎石，含泥量及石粉含量均滿足規范及設計要求。如果骨料中的含泥量超標，在混凝土的表面會產生部分龜裂。該工程中水泥的各項指標經多次試驗完全符合規范要求，對裂縫產生沒有較大影響。

3.3 材料及氣溫溫度影響

混凝土的溫度裂縫一般產生在混凝土工程施工期間或施工完成的短期內，由于裂縫受熱脹冷縮的影響較為明顯，呈現冬寬夏細的規律，這種裂縫大部分是由于內外溫差過大引起的?；炷两ㄖ?，特別是大體積混凝土建筑物在混凝土澆筑完成后，在混凝土凝結過程中，水泥會釋放出大量的水化熱，如果混凝土入倉時的溫度較高，在兩者的作用下致使混凝土內部溫度不斷升高，而混凝土表面散熱較快，致使混凝土表面和內部產生較大的溫差。施工過程中，如果不采取措施來平衡內外部混凝土的溫度，內部混凝土產生溫度膨脹，而混凝土的抗拉強度又較低，當混凝土內部產生的拉應力大于混凝土抗拉應力時，就會在混凝土表面出現溫度裂縫?；炷恋臏囟攘芽p一般會內外、上下貫穿，這種裂縫在水利工程中混凝土重力壩中較為常見。

由于該工程施工期為9月，且地處黃土高原，日最高氣溫約28℃，混凝土澆筑時間均在晚上，混凝土的入倉溫度均低于25℃，蓄水池池壁的混凝土厚度僅30 cm，并且在底板與頂板、池壁較短的蓄水池上均未出現裂縫，溫度對產生裂縫的影響不是很大。

3.4 拆模與養護

混凝土澆筑完成3 d后開始拆除池壁模板，頂板模板28 d后進行拆除，底板、頂板澆筑12 h后即進行灑水養護，池壁在模板拆除后即開始養護。無論是拆模還是養護均嚴格按照規范執行，該項操作引起裂縫也基本可以排除。

3.5 塑性收縮裂縫

塑性收縮主要是指混凝土在初凝前表面因失水速度較快，而外在水分又不能及時補充而產生的一種收縮現象，一般發生在混凝土澆筑完成后45 min～4 h之內，與混凝土的初凝時間密切相關。在混凝土澆筑過程中，氣象條件塑性收縮為主要影響條件，這種裂縫主要出現在新澆筑的且暴露于空氣中的混凝土建筑物上，其主要特點有：形狀較規則，內外貫通，長短不一，互不連貫。這種收縮發生在混凝土終凝前，即塑性階段，故稱為塑性收縮，也稱為凝縮。

本工程由于采用的模板為木膠板，且所處施工地點為黃土高原山頂，風力較大，在混凝土澆筑期間，每天的風力基本都在3～4級，木膠板模板具有一定的吸水作用，且在風力的作用下，會造成表面迅速干燥，在澆筑池壁上部混凝土時又不能對下部混凝土及時養護，從而產生塑性收縮，并且該工程的裂縫特點與塑性收縮裂縫特點極其吻合。

根據以上分析，造成該工程蓄水池池壁混凝土裂縫的主要原因是塑性收縮。

4 裂縫處理措施

針對蓄水池混凝土裂縫，采用鉆孔壓水法進行檢查，檢查結果為裂縫內外貫通。

裂縫處理采用化學注漿法進行：鉆孔深約 25 cm，上下孔間距20 cm，鉆孔角度與池壁呈45°，且保證孔從裂縫中穿過。先用吹風機將鉆孔產生的石粉吹干凈，然后壓水進行清洗，將鉆孔產生的石粉及裂縫中的粉塵清洗干凈。清洗干凈后立即進行注漿，漿液采用遇水膨脹凝結漿液（凝結時間約2 min），注漿壓力約0.4～0.5 kg，當漿液從裂縫中流出時停止注漿。注漿完成24 h后對注漿后的裂縫進行水壓檢查，每條縫鉆一孔，鉆孔方法與注漿孔相同，水壓2 kg，達到水壓后靜滯2 min，直至無滲水現象。

5 裂縫預防措施

為減少混凝土裂縫的產生，可以采取以下預防措施：采用水化熱較小的水泥；通過改善骨料級配、減小塌落度、摻粉煤灰等摻合料、摻減水劑、采用大體積少筋混凝土埋石等措施減少水泥用量；采用薄層澆筑混凝土、降低或增加混凝土材料溫度、混凝土內埋設冷卻水管來降低混凝土溫度；嚴格控制骨料的含泥量及化合物含量，盡量使用中粗砂；增加鋼筋混凝土內鋼筋的密度；混凝土澆筑過程中應加強振搗密實，并注意對混凝土表面進行二次壓光處理，減少收縮使表面產生裂縫；冬季混凝土施工時采用覆蓋、保溫棚保溫等措施，起到蓄熱作用；在大風季節澆筑混凝土后，拆模前在模板外灑水或覆蓋，以減少塑性收縮；增加承重支模板支撐結構的剛度、強度，以減小沉陷變形，推遲拆模時間；加強養護，采取灑水、覆蓋灑水、蓄水法進行養護，必要時延長養護時間。?