水工建筑中混凝土裂縫問題及應對分析

譚麗娜

（陽江市水利水電勘測設計有限公司 廣東陽江 529500）

前言

雖然近年來水工建筑材料的性能不斷提升，但在筆者的實際調研中發(fā)現(xiàn)，水工建筑在施工中、后期出現(xiàn)損害的情況仍較為常見，裂縫問題便屬于最主要的損害問題，而為了盡可能降低裂縫問題的危害、保證水工建筑整體質量，正是本文圍繞水工建筑中混凝土裂縫問題及應對開展具體研究的原因所在。

1 水工建筑中的混凝土裂縫問題

1.1 常見混凝土裂縫

水工建筑的混凝土裂縫可以分為四類，即塑性收縮裂縫、凝縮性裂縫、沉降收縮裂縫、凍脹裂縫，各類裂縫問題的具體表現(xiàn)如下所示：①塑性收縮裂縫。新澆筑而成的水工建筑較為容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫，水工建筑在被澆筑成功后游離水分大量揮發(fā)導致的表面強烈收縮是塑性收縮裂縫出現(xiàn)的根本原因，出現(xiàn)于混凝土表面、深度相對較淺、外觀像泥漿表面屬于這類裂縫的主要特點，大風、高溫天氣很容易引發(fā)塑性收縮裂縫。②凝縮性裂縫。過量水泥與細骨料混合，混凝土澆筑材料表面亞光土層較厚便很容易引發(fā)凝縮性裂縫，這是由于下層混凝土干縮能力明顯低于上層，裂縫往往因此出現(xiàn)。③沉降收縮裂縫。水工建筑混凝土埋設件部分和表面較為容易出現(xiàn)沉降收縮裂縫，外觀為梭形、寬度較小、延伸到鋼筋材料表面屬于這類裂縫的主要特點，混凝土材料澆筑后粗骨料沉落擠出的一定空氣和水分屬于沉降收縮裂縫出現(xiàn)的主要原因。④凍脹裂縫。混凝土材料澆筑初期受到冰凍較為容易引發(fā)凍漲裂縫，這一裂縫導致的鋼筋形狀不可逆改變往往會對水工建筑質量造成較為深遠的影響。周邊環(huán)境溫差變化較大、混凝土受到寒潮襲擊均可能出現(xiàn)凍漲裂縫，裂縫走向無規(guī)律、在混凝土表面較淺范圍產生、大面積結構裂縫縱橫交錯均屬于凍漲裂縫的具體表現(xiàn)[1]。

1.2 引發(fā)裂縫的原因

結合水工建筑中的常見混凝土裂縫問題，本文總結了引發(fā)水工建筑混凝土裂縫問題的主要原因，主要包括水溫、材料、養(yǎng)護，具體原因如下所示：①水溫。水溫較低時混凝土表面會產生拉應力，外界溫度發(fā)生急劇變化時，混凝土內部會產生拉應力，上文提到的沉降收縮裂縫、凍脹裂縫出現(xiàn)均與水溫存在一定聯(lián)系，冬季施工缺乏保溫措施便屬于其中典型。②材料。水泥材料的選擇與質量、混凝土的配比均與水工建筑混凝土裂縫的出現(xiàn)存在較強聯(lián)系，這是由于水泥材料的水化放熱很可能引發(fā)混凝土裂縫，而混凝土材料配比不當導致的保水性不良、沁水、離析、增加收縮等問題，同樣屬于引發(fā)混凝土裂縫的主要原因。③養(yǎng)護。水工建筑養(yǎng)護質量與混凝土裂縫的出現(xiàn)與否聯(lián)系緊密，如出現(xiàn)后期養(yǎng)護不當問題，混凝土很容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫，混凝土澆筑后的一段時間則屬于養(yǎng)護工作的關鍵點，這一關鍵點必須得到業(yè)界人士重視[2]。

2 水工建筑中混凝土裂縫問題的應對及實例分析

2.1 常見的混凝土裂縫問題應對措施

灌漿措施、表面修復、黏貼加固、圍套加固、灌漿處理均屬于較為常見的混凝土裂縫問題應對措施，這類措施的具體應用如下所示：①填充措施。該措施較為適用于水工建筑裂縫較寬時的處理，使用填充材料填充裂縫屬于該措施的主要原理，具體填充施工過程需考慮不同地基的承載力并由此針對性填充，如沙質粘土的承載力為250～400kN/m，其C×l推薦值為0.01～0.03，而C10以上配筋混凝土承載力為5000～10000kN/m，其C×l推薦值為1.00～1.50，表1為各種地基的阻力系數(shù)，這些都能夠作為填充措施應用的依據(jù)。②表面修復。表面修復多用于水工建筑混凝土凝縮性裂縫與沉降收縮裂縫的處理，使用環(huán)氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布開展鋪設填補屬于表面修復的常見方式，該混凝土裂縫應對措施能夠有效提升水工建筑持久性并恢復其外觀形態(tài)。③黏貼加固。使用環(huán)氧樹脂作為黏貼劑、在裂縫表面黏貼鋼板屬于黏貼加固的主要原理，該措施需在水工建筑工程結構解封后應用。④圍套加固。圍套加固多用于水工建筑物混凝土表面形態(tài)、外形損壞后的處理，通過在水工建筑結構外部包鋼筋圍套，即可大幅提升水工建筑混凝土截面、鋼筋的承載力，但圍套加固的應用需在水工建筑尺寸允許范圍內。⑤灌漿處理。該措施主要通過混凝土封堵、打孔、加壓灌漿的方式進行混凝土裂縫的處理，較為優(yōu)秀的混凝土裂縫處理質量屬于灌漿處理的優(yōu)勢所在[3]。

表1 各種地基的阻力系數(shù)

2.2 具體工程實例的混凝土裂縫問題應對

2.2.1 工程概況

為提升研究的實踐價值，選擇了某地S水庫作為研究對象，該水庫于2008年10月～2010年10月進行了除險加固處理，主要加固內容包括鋪筑進廠公路、溢洪道改建、攔河壩加高加厚，但截至2017年5月21日，S水庫迎水側防滲面板混凝土、背水坡混凝土、壩頂分別發(fā)現(xiàn)39條、33條、57條明顯可見的裂縫，因此開展了S水庫全面檢測與檢查，并結合裂縫出現(xiàn)原因，開展了針對性較強的混凝土裂縫處理，圖1為迎水側樁號0+123.40防滲面板處芯樣，結合該圖可較為直觀了解S水庫混凝土裂縫問題。

圖1 迎水側樁號0+123.40防滲面板處芯樣

2.2.2 裂縫產生原因

深入分析后，可確定如下S水庫混凝土裂縫出現(xiàn)原因：①晝夜溫差較大影響。由于S水庫地處山區(qū)且晝夜溫差較大，2009年6月15日至8月5日的施工導致混凝土內部與表面存在較大溫度差，由此引發(fā)了混凝土裂縫。②天氣炎熱影響。S水庫混凝土在塑性狀態(tài)下受到了較為炎熱天氣的影響，表面水分的較快蒸發(fā)導致了混凝土表面龜裂。③未考慮裂縫防治問題。S水庫施工過程未考慮降低混凝土水化熱、提高早期混凝土強度，這同樣為裂縫的產生提供了條件。④振搗不密實。因S水庫壩體陡峭，施工過程存在混凝土澆筑振搗不密實情況，混凝土沉降收縮裂縫因此出現(xiàn)。

2.2.3 裂縫應對措施

結合S水庫混凝土裂縫實際，采用了手刮聚脲與灌漿措施結合的方式進行混凝土裂縫處理，并取得了較好的處理效果，具體處理過程如下所示：①畫邊界線、涂抹抗?jié)B1號。需首先在混凝土裂縫兩邊15cm處畫邊界線，并沿混凝土裂縫進行特種水泥材料抗?jié)B1號的涂抹，涂抹的寬度、厚度分別為3～4cm、0.2cm。②打灌漿孔。按照由下至上的順序進行φ14灌漿孔的打鑿，間隔、孔深分別為0.5m與30cm，灌漿孔需采用注水、洗孔的方式進行處理。③灌漿。灌漿需按照由下至上順序進行，在灌漿嘴深入灌漿孔2/3后進行加壓灌漿，灌漿壓力需控制在30kPa以內，直至漿液從封堵膩子邊緣明顯滲出。④打磨。在完成灌漿處理后，施工角磨機進行畫線范圍混凝土表面打磨，打磨厚度、收邊分別為2mm與1cm。⑤最終處理。涂刷界面劑、聚脲后即可鋪設胎基布，圖2為涂刮聚脲示意圖，由此即完成了高質量的S水庫混凝土裂縫處理。

圖2 涂刮聚脲示意圖

3 結論

綜上所述，水工建筑混凝土裂縫問題的應對具備較高現(xiàn)實意義，在此基礎上，本文涉及的填充措施、表面修復、黏貼加固、圍套加固、灌漿處理、手刮聚脲與灌漿措施結合等內容，則提供了可行性較高的水工建筑混凝土裂縫問題處理路徑，而為了更好保證水工建筑物性能，混凝土裂縫的預防，必須得到業(yè)界人士關注。

[1]巴桑旺堆.水工混凝土結構裂縫成因及處理淺析[J].中國新技術新產品，2016，06：115.

[2]趙慶和.水利施工中的混凝土裂縫的原因及防治對策分析[J].智能城市，2018，406：167～168.

[3]趙彩霞.分析水工建筑物混凝土裂縫成因與預防處理對策[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2018，01：122～123.