試論渠道薄壁混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

王宇

【摘要】混凝土裂縫問題是設(shè)計(jì)土木工程施工中的常見問題。對(duì)渠道薄壁混凝土裂縫問題進(jìn)行控制，可以為輸水渠道的使用壽命提供一定保障。本文主要對(duì)渠道薄壁混凝土裂縫的產(chǎn)生原因和裂縫的控制措施進(jìn)行了探究。

【關(guān)鍵詞】渠道薄壁混凝土；裂縫控制；基礎(chǔ)處理；混凝土澆筑；面板切縫控制

前言

渠道薄壁混凝土裂縫是水工混凝土工程施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。現(xiàn)階段渠道現(xiàn)澆混凝土設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)多為厚度為8～20cm的混凝土結(jié)構(gòu)。在施工過程中，施工人員通常會(huì)在渠道下部鋪設(shè)砂礫石墊層、土工膜、瀝青防滲膜和保溫板等結(jié)構(gòu)。在實(shí)際施工中控制渠道薄壁混凝土裂縫的產(chǎn)生，可以讓渠道的防滲效果得到強(qiáng)化。

一、渠道薄壁混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

（一）塑性收縮裂縫的產(chǎn)生原因

塑性收縮裂縫是混凝土表面的一種常見裂縫，這種裂縫具有著形狀規(guī)則、長(zhǎng)短不一的特點(diǎn)。混凝土澆筑工作完成以后的4～6h是塑性收縮裂縫現(xiàn)象的高發(fā)時(shí)節(jié)。從混凝土澆筑施工過程來看，如果施工人員在混凝土澆筑工作完成以后未及時(shí)覆蓋保濕膜，混凝土?xí)诒砻嬗坞x水分蒸發(fā)過快的情況下出現(xiàn)這一問題。

（二）沉陷裂縫的產(chǎn)生原因

沉陷裂縫是渠道底部經(jīng)常出現(xiàn)的一種裂縫現(xiàn)象。渠道底部混凝土下方地基、墊層壓實(shí)不均勻的問題是引發(fā)這一現(xiàn)象的重要原因[1]。

（三）凝縮裂縫的產(chǎn)生原因

凝縮裂縫是混凝土表面出現(xiàn)碎小的六角形花紋裂縫的現(xiàn)象。這一問題經(jīng)常出現(xiàn)于渠道薄壁混凝土施工的混凝土初凝期。凝縮裂縫的產(chǎn)生原因主要涉及到了以下因素：一是混凝土表面過度抹平壓光；二是混凝土表層灰漿過多。

（四）干燥收縮裂縫的產(chǎn)生原因

干燥收縮裂縫是一種表面性的、縱橫交錯(cuò)的裂縫現(xiàn)象。渠道薄壁混凝土裂縫問題中的收縮裂縫也具有著沿短邊方向分布的特點(diǎn)。混凝土成型后的養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、環(huán)境溫度過高所導(dǎo)致的拉應(yīng)力是引發(fā)混凝土開裂問題的重要原因。

（五）凍脹裂縫的產(chǎn)生原因

凍脹裂縫是澆筑完成的混凝土經(jīng)過凍融循環(huán)以后出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象。混凝土配合比、外加劑參入量未達(dá)到施工要求；水灰比過大；混凝土下部防凍脹墊層施工中存在的施工質(zhì)量問題和保溫機(jī)制不完善是導(dǎo)致凍脹裂縫現(xiàn)象的重要因素。

二、渠道薄壁混凝土裂縫的控制措施

（一）基礎(chǔ)處理控制

對(duì)渠道薄壁混凝土裂縫問題進(jìn)行控制，可以為輸水渠道的使用壽命提供一定保障。渠道薄壁混凝土裂縫問題對(duì)渠道混凝土襯砌施工有著嚴(yán)重的危害。圖1所示的內(nèi)容為渠道工程襯砌施工的構(gòu)造圖：

在渠道工程中，混凝土與基礎(chǔ)面的密實(shí)度與坡面平整度對(duì)混凝土面板的裂縫發(fā)育情況有著至關(guān)重要的影響。在渠堤填筑階段，施工人員可以通過沿渠坡邊線增加寬度100cm的方式增強(qiáng)邊坡的壓實(shí)度，并要將填筑渠堤在混凝土襯砌時(shí)的沉降期控制在3個(gè)月以上。對(duì)混凝土的沉降時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，可以為渠道施工質(zhì)量提供一定保障。

（二）配合比控制

通過對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，砂率和骨料級(jí)配在混凝土防裂過程中發(fā)揮著重要的作用。為混凝土的強(qiáng)度要求、抗凍要求和抗?jié)B要求提供了一定保障，是混凝土配合比控制所遵循的原則。在增加混凝土中粉煤灰含量的同時(shí)，降低水泥用量，可以讓混凝土的水化熱得到有效控制。優(yōu)質(zhì)高效減水劑的應(yīng)用，也可以讓混凝土的用水量得到有效控制。提升混凝土的和易性和密實(shí)度，也是優(yōu)質(zhì)高效減水劑在混凝土配比過程中所發(fā)揮的作用。

圖 1 渠道工程襯砌施工構(gòu)造圖

（三）混凝土澆筑過程控制

混凝土表面與內(nèi)部的散熱速度的差異性會(huì)讓混凝土內(nèi)外形成較大的溫差。降低混凝土內(nèi)外溫差，對(duì)混凝土的溫升值和溫降值進(jìn)行控制，是施工人員在渠道薄壁混凝土中所要關(guān)注的內(nèi)容。為降低混凝土的出機(jī)口溫度，施工人員可以利用深井水進(jìn)行混凝土拌和，也可以通過加冰措施控制混凝土溫度。保溫保濕措施的強(qiáng)化，也可以有效緩解混凝土的溫度裂縫問題。

（四）面板切縫控制

在混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到1-5Mpa以后，施工人員需要及時(shí)開展混凝土切縫工作。以便對(duì)因切縫不及時(shí)所引發(fā)的裂縫問題進(jìn)行控制[2]。

（五）混凝土裂縫的補(bǔ)強(qiáng)方法

切槽補(bǔ)強(qiáng)法、表面涂抹環(huán)氧膠泥的補(bǔ)強(qiáng)方法、表面貼條法、水泥灌漿法、化學(xué)灌漿法和仿生自愈合法是混凝土施工中常用的補(bǔ)強(qiáng)方法。切槽補(bǔ)強(qiáng)法要求施工人員將裂縫切成深為2cm，寬為15～20cm的凹槽，在槽內(nèi)濕潤(rùn)以后鋪涂預(yù)縮砂漿或丙乳砂漿。仿生自愈合法是最新研制的一種裂縫處理方法，它是通過模仿生物組織自動(dòng)分泌某種物質(zhì)修復(fù)受創(chuàng)傷部位的方式，促進(jìn)混凝土裂縫的愈合。

結(jié)論

裂縫現(xiàn)象是混凝土結(jié)構(gòu)中的一種常見現(xiàn)象。渠道薄壁混凝土裂縫問題的產(chǎn)生原因具有著多樣化的特點(diǎn)。混凝土表面與內(nèi)部的散熱速度的差異性、混凝土的抗壓強(qiáng)度和混凝土的配合比等因素是渠道薄壁混凝土裂縫問題控制過程中不可忽視的因素。科學(xué)化的渠道薄壁混凝土裂縫問題防治措施的應(yīng)用，可以為渠道工程的整體質(zhì)量提供保障，也可以為渠道工程薄壁混凝土施工工作的開展提供一定的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張彬，康旭榮，張友林.淺析渠道薄壁混凝土裂縫產(chǎn)生原因及控制措施[J].河北水利，2012，（11）：39.

[2]郭慧娟，高志旭.渠道薄壁混凝土襯砌裂縫產(chǎn)生原因及防治措施[J].河南水利與南水北調(diào)，2012，（18）：142-143.