安徽省茨淮新河工程管理局 趙 君

水工混凝土裂縫處理方法研究

安徽省茨淮新河工程管理局 趙 君

水工混凝土裂縫是水工結(jié)構(gòu)常見的工程缺陷，一般裂縫可使建筑結(jié)構(gòu)的耐久性降低，嚴(yán)重的裂縫會破壞工程結(jié)構(gòu)的完整性和抗震性，危及結(jié)構(gòu)的運行安全。因此，對裂縫必須認(rèn)真檢測，并適時進行補強處理，消除其潛在危害，這對確保水工建筑物的工程質(zhì)量及安全運行具有重要意義。

一、水工混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1. 施工質(zhì)量不高，施工工藝過程存在缺陷。

（1）澆筑倉混凝土振搗不到位、混凝土漏振，導(dǎo)致部分混凝土密實度不足。

（2）用錯（甚至用高熱水泥）、多用水泥。

（3）混凝土澆筑表面層收漿、壓漿、收光質(zhì)量存在缺陷。

（4）夏季高溫，混凝土澆筑區(qū)溫度控制（通風(fēng)冷卻，隔熱降溫等）措施不嚴(yán)格。

（5）在混凝土澆筑過程中，機電設(shè)備（拌和機系統(tǒng)，垂直運輸系統(tǒng)中的門機、吊機等）突發(fā)故障，停盤檢修時間過長，混凝土未能及時全面覆蓋，致使已澆筑混凝土終凝，產(chǎn)生冷縫。

（6）混凝土澆筑中突降暴雨，未能及時覆蓋，致使混凝土澆筑層被雨水沖刷，因停盤時間過長致使混凝土產(chǎn)生冷縫。

（7）混凝土分層分塊不當(dāng)，分層較厚，分塊過大。

（8）混凝土澆后養(yǎng)護不及時，混凝土表面時干時濕。

（9）冬季防寒防凍保溫措施欠缺。

2. 環(huán)境溫度、溫差變化。水化作用產(chǎn)生的熱量及氣溫的變化是溫差變化的主要原因，溫差變化在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超出混凝土的承受極限時，就會產(chǎn)生裂縫。

3. 混凝土結(jié)構(gòu)厚薄不均，凸凹變異，開孔孔口周邊等薄弱部位的應(yīng)力產(chǎn)生變化。

二、水工混凝土裂縫的分類及檢測

1. 按裂縫產(chǎn)生的原因劃分主要有干縮裂縫、溫度裂縫、應(yīng)力裂縫。按裂縫深度劃分主要有淺層裂縫（含表層裂縫，縫深＜1m）、深層裂縫（1m＜縫深＜5m）、貫穿裂縫。

2. 裂縫檢測。裂縫處理前，應(yīng)先對裂縫進行測量檢查，查明裂縫的形狀及成因。通過檢測確定裂縫的位置、縫長、縫寬、縫深、縫的延伸方向及滲水情況等，為選取最佳處理方案提供依據(jù)。常見的裂縫檢測方法主要有表層量測繪、壓風(fēng)壓水試驗、鉆孔取樣檢查、超聲波探查等。

三、水工混凝土裂縫的處理方法

1. 淺層裂縫處理。

（1）將裂縫表層鑿開，形成“V”形縫槽，并清理干凈，用早強型高標(biāo)號水泥拌制早強干硬性預(yù)縮水泥砂漿填充其槽縫并壓實封閉。

（2）將裂縫表層鑿成“V”形槽，并清理干凈，保持其槽面干燥（可用噴燈烘干），之后，采用雙氧砂漿涂沫填充封閉。

2. 深層裂縫處理。

（1）鉆孔。對于騎縫孔（縫深＜1m），應(yīng)順裂縫面在縫隙正中布孔，孔徑為Φ56mm，深0.3～0.4m，孔距0.3～0.4m。注漿時，漿液可自縫中向周邊擠壓填充縫隙；對于縫側(cè)斜孔(縫深＞1m)，應(yīng)在裂縫的兩側(cè)布孔。孔斜向穿過縫面，孔軸與混凝土成45～60°交角，孔深5～8m，孔距1～3m，注漿時，漿液可自兩側(cè)向縫隙中間擠壓填充縫隙。

（2）洗縫。用高壓風(fēng)水，清除縫面及縫內(nèi)殘余碴子，使縫隙縫面清潔。

（3）試壓。采用單孔壓力，逐孔檢查，通過試壓，檢查裂縫漏水率及串通情況，以確定注漿孔的順序。

（4）止漏。根據(jù)灌漿壓力孔縫寬，用環(huán)氧漿液貼玻璃紗布（1～3層）或用堵漏靈（2～3cm）對裂縫表面進行封閉，防止注漿時漿液外溢。

（5）灌漿。采用單孔單液填壓式灌漿法，送漿壓力一般取0.1～0.4Mpa，具體操作時，應(yīng)由低向高，選取漏量大、孔深大的孔開始，一孔注漿時，其余的孔須敞開，等待敞開孔排出濃漿，注漿孔方可封閉，轉(zhuǎn)向其他孔，周而復(fù)始直到全部孔注漿完畢（注漿結(jié)束時間一般以30min為宜）。

（6）封孔。用不低于被灌物體混凝土標(biāo)號的干硬性水泥砂漿封堵灌漿孔，分層回填搗實，并在達到一定強度后再進行打磨，以使封孔砂漿與被注結(jié)構(gòu)物的混凝土結(jié)合面光滑平整。

（7）布筋。對于重要部位應(yīng)與設(shè)計部門的設(shè)計人員協(xié)商，鋪設(shè)騎縫鋼筋并盡快澆筑壓倉層混凝土以防止裂縫上延和擴展。

四、水工混凝土裂縫處理案例

1. 工程概況。某水電站工程以發(fā)電為主，兼顧下游防洪。大壩趾板建在覆蓋層上的混凝土面板堆石壩上，面板澆注完工后檢查發(fā)現(xiàn)，面板表面出現(xiàn)裂縫，因該電站是建在深覆蓋層上的面板壩，為保證蓄水后大壩的安全，必須對裂縫進行專門處理。

2. 面板及趾板裂縫普查情況。面板第一次復(fù)查發(fā)現(xiàn)裂縫326條，2個月后檢查發(fā)現(xiàn)裂縫增加了71條，此后連續(xù)2個月檢查分別增加了17條和6條。按照縫寬δ≤0.20mm、縫寬δ＞0.20mm且≤0.50mm和縫寬δ＞0.50mm逐塊分類分別為276條、127條、17條。經(jīng)鑿槽檢查，裂縫深度最深5cm，超聲波探測最深7.1cm。

3. 施工過程。

（1）寬度δ≤0.2mm的裂縫封閉處理。將裂縫兩側(cè)各17cm范圍內(nèi)的混凝土表面用鋼絲刷刷毛，除去松動漿皮及凸出部位，并將混凝土表面的油漬、浮土、灰漿皮及雜物清除掉，用濕棉紗將清理后的混凝土表面擦拭干凈；晾干后立即進行下一道工序，以防止混凝土表面再次受污染。對局部不平整的混凝土表面用彈性環(huán)氧砂漿（按彈性環(huán)氧砂漿施工方法施工）找平，或用磨光機打磨平整。

待基礎(chǔ)面干燥后，在縫隙兩側(cè)各17cm寬度范圍內(nèi)，均勻涂刷SR底膠（必須均勻涂刷，不能涂厚或漏涂）。SR底膠涂刷范圍（涂刷面積與SR蓋片同）為待粘貼SR防滲蓋片的混凝土面，待SR底膠晾干后，先在SR材料底膠上做SR找平層，接著揭掉SR防滲蓋片保護紙，粘貼SR防滲蓋片，沿裂縫一端逐步向前擠壓密實，排盡空氣。SR防滲蓋片接頭的搭接長度應(yīng)不小于10cm。最后用配套的HK封邊劑封邊處理。

（2）0.2mm＜寬度δ≤0.5mm的裂縫化學(xué)灌漿、封閉處理。

①化學(xué)灌漿鉆孔。根據(jù)裂縫情況對灌漿孔畫線定位，每間隔30cm用電錘騎縫鉆垂直孔，孔徑16mm，孔深10～25cm；當(dāng)一條縫打孔完成后，用有壓清水（壓力0.2MPa）沖洗，沖洗完畢后埋灌漿止水針頭（外徑13mm、長100mm的專用灌漿止水針頭）；將裂縫表面清洗干凈，沿縫面均勻涂刷寬50mm、厚3mm的HK封邊劑，應(yīng)保證縫面封閉，避免漿液外漏。封堵好中間的灌漿管孔口，然后在位于兩端的灌漿管上進行壓水試驗，壓力為0.3MPa，觀察裂縫表面封堵是否密實，裂縫是否連通。

②漿液配制。按LW∶HW=30∶70的比例稱量后，配制LW和HW混合液，可適量加入稀釋劑丙酮（＜5%）；化灌材料按LW→HW→ 稀釋劑順序加入后，攪拌均勻，隨配隨用。

③化學(xué)灌漿。水平方向分布的孔逐孔依次灌漿，豎直方向分布的孔自下而上灌漿，灌漿壓力為0.3MPa，當(dāng)鄰近孔逐孔出漿后，維持0.3MPa壓力3min作為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，然后用鐵絲扎緊灌漿嘴。漿液固化72h后，去除灌漿嘴，再進行表面封閉處理。

④表面封閉處理。表面封閉處理同寬度δ≤0.2mm裂縫的處理過程相同。

（3）寬度δ＞0.5mm的化學(xué)灌漿、裂縫鑿槽、嵌槽、封閉處理。

①化學(xué)灌漿?；瘜W(xué)灌漿同0.2mm＜寬度δ≤0.5mm裂縫化學(xué)灌漿相同。

②鑿槽、彈性環(huán)氧砂漿嵌槽。沿裂縫走向鑿出10cm×3cm（寬×深）的“V”形槽，力求裂縫位于槽底部，用膩子刀、鋼絲刷除去松動的混凝土表層及污漬，然后用濕棉紗把清理過的混凝土表面擦拭干凈。對于局部不平整的混凝土表面（如蜂窩麻面）需用彈性環(huán)氧砂漿找平，或用磨光機打磨平整。待槽面經(jīng)過表面處理后，沿裂縫均勻涂刷Pentron-401濃縮劑，涂刷寬度為裂縫兩側(cè)各25mm。在槽內(nèi)混凝土面上涂刷HK-EP-1彈性環(huán)氧基液，然后嵌填HK-EP-1彈性環(huán)氧砂漿，振搗密實，將砂漿表面抹平。

③表面封閉處理。表面封閉處理同寬度δ≤0.2mm裂縫的處理過程相同。

五、結(jié)論

水利水電工程通常是大型社會工程，具有重大意義。裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，對工程運行的安全性、承載能力和使用壽命至關(guān)重要，掌握裂縫出現(xiàn)的原因，在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，并采用科學(xué)、合理的方法對出現(xiàn)的裂縫進行處理，是每一個水工人員的重大使命。