水利工程混凝土裂縫產(chǎn)生原因、預(yù)防與處理

項松苗

一、混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發(fā)病。病情大多發(fā)生于施工階段，原因復(fù)雜多變，一般可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。

微觀裂縫是指肉眼看不到的、混凝土內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，這種混凝土本身固有的微觀裂縫，荷載不超過設(shè)計規(guī)定的條件下，一般視為無害。

宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，并且認為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無害的，但是這里必須有個前提，即裂縫不再擴展，為最終寬度。

二、裂縫的成因

裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，有設(shè)計方面的原因，有混凝土機理方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產(chǎn)生的，要根本解決混凝土裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效途徑。

混凝土裂縫的成因主要有材料原因、配合比原因、水泥等級及混凝土強度等級原因、溫度應(yīng)力原因、地基沉降變形原因、施工及現(xiàn)場養(yǎng)護原因、混凝土的收縮、環(huán)境因素等。

三、混凝土裂縫預(yù)防措施

根據(jù)混凝土裂縫成因，采取適當(dāng)措施進行預(yù)防要比事后補救有效得多。歸納起來，可以從以下幾個方面著手。

1.設(shè)計上把握好主要環(huán)節(jié)

要注意易開裂部位，如深基與淺基、高低跨處等，應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細、間距越小則對預(yù)防開裂越有利。

2.選擇科學(xué)合理的施工方案

施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系，施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意。一般來說，應(yīng)盡量留在變截面處，或遠離受拉鋼筋部位而設(shè)在混凝土受壓區(qū)，澆筑時間應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的時間。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度。

3.控制好施工質(zhì)量

由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上。在施工階段要注意以下幾個問題：首先要選擇合適的配合比；其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固，以免施工中變形；第三是澆筑、振搗操作合理。

4.科學(xué)養(yǎng)護

養(yǎng)護關(guān)鍵是設(shè)法使混凝土溫度級慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫差。

5.控制原材料的摻入量

設(shè)計配合比和實驗室配合比均是一種固定條件下的靜態(tài)配合比，而施工則可能隨時受到各種條件變化的影響，因此，在實際確定施工配合比時，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時的具體情況適當(dāng)調(diào)整各種原材料以及外加劑的實際摻入量。

6.控制好溫度應(yīng)力分布

溫度應(yīng)力分布的形成過程可分為3個階段：①早期分布：自澆筑混凝土開始到水泥放熱基本結(jié)束，一般約30d。這個階段有兩個特征：一是水泥放出大量的水化熱；二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。②中期應(yīng)力：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到溫度穩(wěn)定時止。這個時期的溫度應(yīng)力主要由混凝土冷卻及外界氣溫變化引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力迭加，期間混凝土彈性模量變化不大。③晚期應(yīng)力：混凝土完全冷卻后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要由外界氣溫變化引起，這些應(yīng)力與前兩種殘余應(yīng)力迭加。

7.做好地基處理

為防止地基沉降變形，導(dǎo)致混凝土裂縫，可從以下幾個方面入手：①加大建筑物的整體剛度。②合理設(shè)置沉降，控制沉降裂縫。③妥善處理地基是防止出現(xiàn)沉降裂縫的關(guān)鍵。④對基礎(chǔ)產(chǎn)生的不均勻沉降可能引起混凝土裂縫的薄弱部位，應(yīng)加強構(gòu)造措施，防止開裂。

8.嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

施工質(zhì)量是諸多問題發(fā)生的根本原因，任何一個小的質(zhì)量問題，都可能導(dǎo)致較大的工程隱患，因此，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)是避免混凝土裂縫等各種問題的關(guān)鍵。

四、混凝土裂縫的處理方法

1.表面處理法

表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其他防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

2.填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫，或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫，以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后做填充處理。

3.灌漿法

此法應(yīng)用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均適用，處理效果好。利用壓送設(shè)備（壓力0.2~0.4MPa）將補縫漿液注入混凝土裂隙，達到閉塞的目的。該方法屬傳統(tǒng)方法，效果很好。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，效果也很理想。

4.結(jié)構(gòu)補強法

結(jié)構(gòu)補強法包括斷面補強法、錨固補強法、預(yù)應(yīng)力法等，適用于因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導(dǎo)致混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強度的情況。

五、結(jié)語

在實際工程中采用以上綜合措施，能有效減少混凝土建筑裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，效果明顯。但混凝土建筑裂縫預(yù)防與控制是一項系統(tǒng)工程，需從設(shè)計、施工、材料、檢測等各個方面進行控制，并且要在提高控制技術(shù)和技術(shù)管理水平這個根本問題上系統(tǒng)、綜合地運用各種預(yù)防措施，以確保建筑工程質(zhì)量的提高■