探討水壩混凝土結構裂縫的產生原因和預防

摘 要：在水壩等水利工程建設之中，很容易出現混凝土結構裂縫的現象，一旦出現混凝土結構裂縫，將會嚴重的影響大壩或水利工程的安全運行。產生混凝土結構裂縫的原因有很多，對于大壩來言，裂縫產生的主要原因是壩基基礎土體濕陷變形，分析和探尋水壩混凝土結構裂縫產生的原因并結合實際實施有效的預防措施，有助于維護水壩的長期安全運行，發揮更好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：水壩 混凝土結構裂縫 原因 預防

中圖分類號：TV331 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0058-01

在水壩等水利工程建設之中，一旦出現混凝土結構裂縫，將會嚴重的影響大壩或水利工程的安全運行，本文通過對水壩混凝土結構裂縫危害進行分析，對其產生的原因進行探討，提出一些合理的預付措施，希望對水壩的長期安全運行提供一些幫助。

1 水壩混凝土結構裂縫的內涵

水泥混凝土由于混凝土本身水泥的性質及在硬化過程中或硬化過程后容易受到周圍環境的影響而產生裂縫。從裂縫產生的大小劃分的話，可以分為允許裂縫和不允許裂縫。允許裂縫為微裂，一般裂縫寬度在0.03 mm以下，肉眼看不到的細小裂縫，這種裂縫分布不規則，不連貫，屬于水凝混凝土收縮作用下難以避免的裂縫，一般來說，允許裂縫不會對砼結構造成較大影響。

2 水壩混凝土結構裂縫危害分析

分析水壩混凝土結構裂縫產生的危害，可以有效的提高對裂縫產生的重視性，引導管理人員積極的檢查是否存在裂縫，將分析混凝土結構產生裂縫的原因和預防措施放在重要高度。

2.1 影響整體結構

混凝土裂縫的產生會對混凝土整體的結構造成嚴重的破壞，如破壞混凝土結構的整體性，從而降低了混凝土的受力能力。受力能力的降低，影響著建筑整體的質量。當混凝土構件出現貫穿性裂縫的時候，想要恢復整個結構的整體性能就十分的困難，一旦出現較大裂縫的存在，可能發展成為破壞性極大的深層裂縫或貫穿裂縫，最終致使整體結構崩潰。

2.2 降低結構耐久性

混凝土的耐久性主要包括抗滲性、抗侵蝕性、碳化性和抗凍性四種性能。如果混凝土結構處于冰點以下的環境，混凝土結構容易發生凍融破壞情況，其表現為混凝土表面剝落，嚴重會露出混凝土中的石子，從而引發混凝土材料中堿的反應導致混凝土內部發生膨脹、開裂。當混凝土結構在侵蝕性環境條件下，會隨著被侵蝕的過程發生水泥石化等物理、化學反應，嚴重的降低混凝土強度及耐久性。

2.3 結構功能降低

對于水壩工程來說，裂縫的出現，將會嚴重的影響到整體的結構功能，裂縫的產生致使抗滲性能力下降，導致水量的浪費，更為嚴重的是，抗滲能力的下降，就限制了蓄水位的功能。對于水壩混凝土面板，由于外部環境作用，容易產生早期溫度裂縫，并出現裂縫分布在整個截面，降低了整體的結構性功能。

3 水壩混凝土結構裂縫產生的原因

水壩混凝土結構中出現裂縫的危害十分的大，探索水壩混凝土結構中出現裂縫的種類和裂縫產生的原因，對于采取有效的措施和方法維護水利工程的安全持久運行有著重要的指導意義。

3.1 水壩工程混凝土結構裂縫的種類

對水利工程混凝土結構中出現裂縫的種類進行劃分，可以更好的選擇裂縫處理的措施。其種類可以通過檢測進行鑒定，確定出裂縫的寬度及深度，針對不同結構和受力情況進行分析，進而確定出處理措施。

根據不同的方法，對裂縫的分類也有所不同。為了確定裂縫的種類，需要采用專業的檢測鑒定機器設備及專業的檢測人員進行檢測，其中主要的現代化檢測儀器裝備如下：裂縫測探儀、裂縫測寬儀、裂縫寬度變化檢測儀和超聲波探測儀等，通過實際的檢測結果進行定量、定性分析，最終將裂縫分為應力裂縫、溫度裂縫或收縮裂縫等。

3.2 水壩工程混凝土結構裂縫產生的原因

（1）在大體積混凝土進行水化時，會在混凝土內部出現大量的水化熱，導致混凝土內部和外部的溫度落差，致使混凝土釋放內部水化熱而出現極度變形導致裂縫出現；（2）在混凝土硬化過程中，受到體積收縮的約束，導致混凝土部分或整體組件發生變形而引起裂縫出現；（3）混凝土的體積膨脹或收縮，加上受到約束力的限制，會在混凝土內部產生溫度應力，溫度應力導致拉伸現象，致使混凝土產生溫度裂縫；（4）在混凝土拌合過程中，水泥與其他物料進行拌合的時候，會發生化學反應，從而導致吸水太多，體積增大，最終導致混凝土因脹裂而出現裂縫。

4 水壩混凝土結構裂縫的預防措施

4.1 水壩混凝土結構裂縫控制原理

水壩混凝土結構裂縫產生的原因有很多，合理設計混凝土配合比，提高施工技術水平可以最大限限度的減少裂縫的產生，有些裂縫的出現是不可以避免的，只能選擇預防措施。即使是在預防之后，也會出現裂縫，此時就需要查明裂縫產生的原因并采用合適的方法進行處理，盡量的減少裂縫對整體的結構影響。

對水壩混凝土結構裂縫進行控制的原理指出，從裂縫產生的原因著手，可以有效的將裂縫控制在一定允許范圍內；降低混凝土的外部約束和內部拉應力，提高混凝土抗拉強度和極限值，可以有效的將少混凝土結構裂縫的出現。根據水壩混凝土結構裂縫控制理論，可以將控制階段分為設計階段和施工階段兩個階段，在設計階段，需要由設計人員，針對混凝土的強度、結構等進行充分的研究和設計，施工階段則需要最大限度的減少混凝土內外溫差、結構變形等現象。優化結構設計和施工，可以有效的預防和控制裂縫產生的規模和影響。

在施工中采用最優最合理的施工方案，可以有效的預防裂縫的產生，如今最常見最有效的施工方案當屬充填式灌漿技術。

4.2 填充式灌漿技術

填充式灌漿技術一般分為人工造孔、選土制漿、灌漿、封孔四個步驟。人工造孔是是指為了避免裂縫進一步惡化，可以在其周邊人工開出梅花形孔，并根據不同的需要，將土與混凝土進行一定比例的配合進行灌漿，最終達到固定整體、防止裂縫惡化的目的。灌漿之后需要封孔，并向孔內灌注稠漿或制漿土料保證封實。

5 結語

水壩混凝土結構裂縫的出現，會降低水壩工程整體的抗滲能力及承載能力，嚴重會威脅到水壩的安全運行。嚴格的進行混凝土結構設計并規范施工方法，可以有效的避免混凝土結構裂縫的出現。一旦發現裂縫出現，需要分析裂縫的種類并采取相對應的措施進行處理，嚴格控制裂縫的惡化，保證水壩整體的安全有效運行。

參考文獻

[1] 劉永康.水壩混凝土結構裂縫產生的原因和預防措施[J].科學之友，2012（11）：79-80.

[2] 李雪紅，葉燕華.水工混凝土結構裂縫主要成因挖掘的粗集方法[J].東南大學學報：自然科學版，2006（S2）：145-149.