溢洪閘裂縫的原因及處理措施

孟凡會，汪新健，吳濤

（1.山東省水利勘測設計院，山東濟南 250014；2.山東城市建設職業學院，山東濟南 250103）

溢洪閘裂縫的原因及處理措施

孟凡會1，汪新健1，吳濤2

（1.山東省水利勘測設計院，山東濟南 250014；2.山東城市建設職業學院，山東濟南 250103）

本文通過對五蓮縣某中型水庫閘墩裂縫進行跟蹤檢測，具體分析閘墩裂縫產生的原因，根據裂縫的類別提出了修補閘墩裂縫的最優方法。

閘墩裂縫；成因；措施

以五蓮縣某中型水庫為例,溢洪閘采用開敞閘室結構，堰型為寬頂堰，閘室共設5孔，單孔凈寬5 m。控制段巖性為砂礫巖，強～弱風化，裂隙發育，多閉合狀。溢洪閘基礎坐落于強~弱風化砂礫巖，弱風化砂礫巖具弱透水性，抗滲穩定性好。

閘墩和閘底板均為C25鋼筋混凝土結構，混凝土保護層厚度為50 mm。混凝土由自建拌合站生產，按照試驗室配合比進行配料，閘底板、閘墩配合比報告見表1。澆筑過程采用混凝土罐車運輸混凝土，混凝土輸送泵送料入倉，混凝土塌落度范圍為10 cm～16 cm。

1 裂縫出現及發展過程

閘底板澆筑日期為2014.4.3～4.16，閘墩澆注時期為2014.4.23～5.29，2014年5月14日，左1#中墩發現第一條裂縫，2014年6月9日對該裂縫進行檢測，裂縫寬度為0.0～0.2 mm，裂縫深度小于20 mm。施工單位采用嵌縫膠對裂縫進行封堵處理，裂縫處理完畢后，至2015年6月4日未發現有持續發展趨勢。2015年6月3日，各閘墩均發現裂縫。2015年6月4日對閘墩裂縫進行檢測。

本次檢測使用的主要檢測設備為裂縫綜合測試儀（PTS-E40）和鋼卷尺。裂縫綜合測試儀性能指標：寬度測量范圍：0.01～2.1 mm（最大測量范圍為0～6 mm）；精度：0.01 mm；深度測量范圍：10～400 mm；精度±5%。

表1 閘底板、閘墩混凝土配合比

圖1 檢測位置示意圖

對溢洪道工程閘墩裂縫進行檢測（閘墩編號從左至右分別為左邊墩、左1#中墩、左2#中墩、左3#中墩、左4#中墩、右邊墩），閘墩豎向裂縫共十條，閘墩斜向裂縫共4條，豎向裂縫共檢測15點，編號分別為1，2……15，斜向裂縫共檢測3點，編號為A，B，C。具體位置如圖1所示。

檢測結果顯示：①豎向裂縫寬度最大值為0.59 mm，裂縫深度最大值為46 mm；②斜向裂縫寬度最大值為0.50 mm，裂縫深度最大值為20 mm。裂縫深度均小于鋼筋保護層厚度50 mm。

2 水工混凝土裂縫的分類

根據裂縫的寬度、深度將水工鋼筋混凝土工程裂縫分為四類：A類裂縫即龜裂或細微裂縫、B類裂縫即表面或淺層裂縫、C類裂縫即深層裂縫、D類裂縫即貫穿性裂縫。

2.1 細微裂縫

細微裂縫寬度小于0.2 mm，深度小于30 cm。細微裂縫在水工建筑物混凝土上經常見到，方向各異：有豎向、水平向、斜向裂縫；細微裂縫長度和深度一般都比較小，對于水工建筑物的安全性、耐久性沒有影響。

2.2 表面或淺層裂縫

表面或淺層裂縫寬度大約0.2 mm～0.3 mm，深度30 cm～100 cm；淺層裂縫位于澆注面表面或者其水平施工縫上。大部分淺層裂縫是發生在施工的過程當中，對于水工建筑物的危害比較小。但如果淺層裂縫在基礎或者是上游面，且閘墩內部的溫度比較高，這樣的情況就需要做適當的處理來防止表面裂縫繼續發展，甚至惡化為深層裂縫或者貫穿裂縫。

2.3 深層裂縫

深層裂縫一般發生于表層，縫寬大約在0.3 mm～0.4 mm，縫深大約100 cm～200 cm或者大于結構厚度1/4。一般情況下位于水工建筑物的表層，而且也是從表面開裂發展的，因此深層裂縫也叫表面深層裂縫。

2.4 貫穿裂縫

貫穿裂縫寬度大于0.4 mm，裂縫深度大于200 cm或者大于2/3結構厚度；貫穿裂縫一般位于水工建筑物的基礎部位，裂縫寬度和深度大，深度大于鋼筋保護層厚度甚至超過幾個澆注層厚度。貫穿裂縫往往在水工建筑物基礎后期的降溫過程當中產生；若受基礎約束情況下，混凝土在氣溫下降和內部降溫的共同作用下也會產生貫穿裂縫。

本工程裂縫寬度屬于B類和C類裂縫，即既有淺層裂縫也有深層裂縫。但總體裂縫深度較小，均小于保護層厚度。

3 閘墩裂縫產生的原因及分析

對裂縫進行綜合的分析，認為有以下幾個方面的原因：閘墩的配筋率不足、溫度應力、干縮裂縫、外部約束產生的裂縫。

本工程閘底板未發現裂縫，但各閘墩均在閘墩縱向中間部位產生裂縫，裂縫位置相似，裂縫寬度和深度相似，且裂縫發生在澆筑完畢12個月以后。從施工日志看，工程施工過程中，混凝土配合比合格、混凝土澆筑、養護、拆模時間均符合規范要求。但閘墩坐落在弱風化砂礫巖石上，基礎壓縮性小，閘底板和閘墩澆筑時間相隔7～56天不等，因此推斷裂縫產生的原因是外部約束。

在閘墩混凝土澆筑早期，大量水化熱產生，溫度升高，閘墩體積膨脹，但受到閘底板約束，產生相應的壓應力，早期混凝土基本處于塑性狀態，產生的壓應力很小，且很快會釋放。但隨著熱量的散發，混凝土逐步降溫，閘墩體積開始收縮，此時受到閘底板的拉應力約束，產生的拉應力易超過其抗拉強度，于是，在閘墩上較易產生垂直于底板和水流方向的裂縫。分析認為，影響混凝土外部約束的因素主要是閘墩的伸縮縫長度和底板與閘墩混凝土的澆筑時間間隔，澆筑間隔時間越長，影響越大。

4 結語

閘墩的裂縫產生和發展與實際工程的環境、施工工藝等有很大關系，不同閘墩的裂縫需分析原因，選擇不同的處理方式。本工程閘墩未設施工縫，裂縫產生的原因主要是應力約束，可采用化學灌漿處理方法對裂縫進行修復。

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（責任編輯 遲明春）

TU755.8

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1009-6159（2017）-04-0039-02

2016-11-02

孟凡會（1982—），女，工程師