渠道現(xiàn)澆襯砌裂縫原因及控制措施探析

李琨 馬英豪

山東省膠東調(diào)水局山東濟(jì)南250000

渠道現(xiàn)澆襯砌裂縫原因及控制措施探析

李琨 馬英豪

山東省膠東調(diào)水局山東濟(jì)南250000

山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程明渠襯砌采用了現(xiàn)澆襯砌、預(yù)制板襯砌。在現(xiàn)澆襯砌施工中，受外部環(huán)境和施工工藝控制等因素的影響，出現(xiàn)多種形式的裂縫，給工程質(zhì)量帶來了隱患。

現(xiàn)澆襯砌；混凝土裂縫；控制措施

山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程明渠襯砌采取了機(jī)械化襯砌、人工現(xiàn)澆襯砌、預(yù)制板襯砌三種型式。從現(xiàn)場(chǎng)施工情況來看，人工現(xiàn)澆襯砌中產(chǎn)生了各種類型的非荷載裂縫，如干縮裂縫、塑性收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、凍融裂縫等。本文從施工環(huán)境、施工控制入手，探討分析裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施。

一、裂縫型式及產(chǎn)生的原因

（一）干縮裂縫

干燥收縮裂縫是混凝土干燥收縮變形導(dǎo)致的裂縫。

現(xiàn)澆混凝土是由普通硅酸鹽水泥、骨料、水、減水引氣劑、Ⅰ級(jí)粉煤灰組成的，施工配合比由具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)單位采用優(yōu)化措施進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，組成材料中的水泥、減水引氣劑、Ⅰ級(jí)粉煤灰，實(shí)行集中采購，品質(zhì)統(tǒng)一、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一致。在這樣的施工條件下，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)骨料、水灰比（水膠比）、養(yǎng)護(hù)控制是解決干縮裂縫的重要途徑。

（二）塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫是指混凝土澆筑后，在硬化前由于塑性收縮導(dǎo)致的裂縫。其產(chǎn)生的關(guān)鍵原因在于混凝土表面干燥速度遠(yuǎn)大于內(nèi)部，面層混凝土迅速失水結(jié)硬，收縮大，變形受到內(nèi)部混凝土約束產(chǎn)生拉應(yīng)力導(dǎo)致開裂。因此，塑性收縮裂縫均在表面出現(xiàn)。裂縫形狀不規(guī)則，多為橫向，細(xì)而多且不貫通。

（三）溫度裂縫

混凝土由于溫度變化產(chǎn)生的熱脹冷縮變形即為溫度變形。按照溫度的變化，溫度裂縫可分為溫升裂縫和溫降裂縫。

溫度裂縫是否產(chǎn)生，裂縫的部位、形狀、寬度都與約束程度及材料的抗拉強(qiáng)度有關(guān)。無論外約束還是內(nèi)約束，溫差或者材料膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的溫度變形是溫度應(yīng)力產(chǎn)生的根本原因。

（四）沉降裂縫

在現(xiàn)澆襯砌結(jié)構(gòu)中，沉降裂縫的產(chǎn)生主要是由齒墻產(chǎn)生不均勻沉陷、襯砌坡面不均勻沉陷造成的。齒墻產(chǎn)生不均勻沉陷的原因又可分為兩種。一種是在同一伸縮縫內(nèi)的齒墻坐落在巖基和土基上。這種巖基多是孤石，體積較大，清除后極易擾動(dòng)襯砌坡面和齒墻持力層。采用部分清除的方式，達(dá)到基面高程，從而造成巖基面與土基并存的情況。在外部荷載作用下，巖基與土基產(chǎn)生的壓縮不同，易產(chǎn)生不均勻沉降。另一種情況是齒墻基層地質(zhì)均勻，承載力也能滿足要求，不存在產(chǎn)生不均勻沉陷的客觀條件。但是，施工隊(duì)為省事，在齒墻澆筑前，在齒墻槽中部用土回填部分齒墻槽，且不夯實(shí)，造成人為的不均勻沉陷。

（五）凍融裂縫

寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)，處于潮濕環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土內(nèi)部水分結(jié)冰將產(chǎn)生體積膨脹，在反復(fù)凍融循環(huán)作用下，混凝土將產(chǎn)生凍融裂縫。有時(shí)地基土體的凍脹也可能導(dǎo)致混凝土開裂。在現(xiàn)澆襯砌中，以土體凍脹造成的裂縫為主，且多發(fā)生在渠道水面以上50cm左右。

二、裂縫控制措施

（一）原材料控制

在混凝土材料組成中，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水泥、外加劑、粉煤灰的抽樣檢查，保證進(jìn)場(chǎng)的材料符合規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，與施工配合比材料一致，不致因上述材料的質(zhì)量問題給混凝土裂縫控制帶來不利影響。骨料作為自購材料，在現(xiàn)場(chǎng)更應(yīng)做為原材料質(zhì)量控制的重點(diǎn)，除嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定的物理、化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)外，在骨料級(jí)配控制上，嚴(yán)格按照施工配合比試驗(yàn)用材料的標(biāo)準(zhǔn)控制，不能隨意更換骨料的級(jí)配，尤其不能圖拌和方便，將連續(xù)級(jí)配的骨料換成單級(jí)配的骨料，將大粒徑骨料換成小粒徑骨料，對(duì)控制裂縫都有負(fù)面作用。

（二）配合比控制

在混凝土拌合物生產(chǎn)過程中，各種原材料要用質(zhì)量控制，稱量誤差控制在允許范圍誤差以內(nèi)，杜絕利用體積配比，使骨料體積含量保持在配合比要求的狀態(tài)。現(xiàn)澆襯砌混凝土配合比設(shè)計(jì)采用較小的塌落度，在采用罐車運(yùn)輸時(shí)，卸料難度增大，澆筑振搗時(shí)出漿慢，因此有些施工單位增加拌和用水或提高單位用水量、單位水泥用量的方式增加混凝土坍落度，提高混凝土砂率增加和易性，便于施工操作。這樣做，極不利于裂縫的控制。

（三）振搗工藝控制

在實(shí)際施工中，部分單位采用了自上而下的振搗方式，即坡面振搗由上而下，先坡面后齒墻振搗。其結(jié)果是坡面不易振搗，坡面疏松；振搗齒墻時(shí)，坡面混凝土下滑，形成裂縫，經(jīng)過抹面處理后，表面上看不出來，但存在隱形的裂縫，存在明顯的危害。因此，在坡面澆筑時(shí)，從混凝土入倉量、振搗方式，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求操作，且在混凝土初凝前完成施工抹面。

（四）養(yǎng)護(hù)方式

在施工控制中，對(duì)澆筑好的坡面采用塑料薄膜覆蓋，減少水分的蒸發(fā)，保證混凝土硬化過程要求的濕度條件。在塑料薄膜外根據(jù)外部氣溫情況再覆蓋毛氈或草簾，防止混凝土內(nèi)部與混凝土表面溫差過大而產(chǎn)生裂縫。采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)時(shí)，據(jù)氣溫情況，以3-7天為宜，之后，進(jìn)行覆蓋濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)即可。

三、結(jié)語

在施工過程中，通過對(duì)不同標(biāo)段的工程成品進(jìn)行比較分析，認(rèn)為在現(xiàn)澆襯砌施工中，裂縫問題不可避免。但是，通過一定的技術(shù)措施，加強(qiáng)施工工藝的管理和控制，對(duì)裂縫的產(chǎn)生可以進(jìn)行控制和預(yù)防，尤其是對(duì)塑性裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫有明顯的效果。在襯砌施工中，控制裂縫是關(guān)鍵的，及時(shí)對(duì)產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行科學(xué)處理也是非常必要的。

[1]韓素芳.耿維恕.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南.化學(xué)工業(yè)出版社，2006

[2]張雄.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2007