高 樺（中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京 100018）

前言

混凝土是現(xiàn)代工程建設(shè)中最主要的建筑材料。在水工工程中，混凝土的應(yīng)用更具有體積大、要求高的特點(diǎn)，但混凝土中產(chǎn)生裂縫是施工中經(jīng)常遇到的一項(xiàng)技術(shù)難題，筆者通過(guò)南水北調(diào)中線一期工程總干渠某段工程的實(shí)踐，分析混凝土明渠中裂縫產(chǎn)生的原因，結(jié)合工程具體條件，提出了明渠混凝土裂縫的預(yù)防控制措施和修復(fù)方法。

1 工程概況

南水北調(diào)中線一期工程總干渠某段總長(zhǎng)5600m。渠道過(guò)水?dāng)嗝娌捎没炷烈r砌梯形斷面，渠道襯砌混凝土厚度有80mm和100mm兩種，渠道設(shè)計(jì)水深8.0m，渠道底寬10.5～19.0m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。渠道混凝土施工采用混凝土襯砌機(jī)施工渠坡，攤鋪機(jī)施工底板，混凝土工程量約為40952m3。

2 裂縫產(chǎn)生情形

2.1 施工條件

施工時(shí)間為2013年5月，氣溫30°C，風(fēng)力2～3級(jí)。

2.2 施工順序

混凝土渠道施工以“左坡、左底板”、“右坡、右底板”的組合，先渠坡后底板，從兩端兩側(cè)共同進(jìn)行澆筑，底板滯后渠坡一段。

2.3 裂縫狀況

出現(xiàn)裂縫的時(shí)間集中在混凝土澆筑（終凝）完成后7小時(shí)到3天之間。大部分裂縫深度較淺，最大寬度小于0.2mm，多數(shù)呈不規(guī)則形，但個(gè)別區(qū)域的左岸，集中大面積出現(xiàn)裂縫，寬度個(gè)別大于0.2mm。裂縫長(zhǎng)度長(zhǎng)短不一，連續(xù)幾板混凝土達(dá)30m左右，2m以上的裂縫總數(shù)在25條以上。從整體分布看，裂縫有規(guī)律的出現(xiàn)在整個(gè)坡面，坡面中間略多。從裂縫的走向看，大部分為平行于渠道中心線的縱向裂縫，約占90%以上。未發(fā)現(xiàn)裂縫處有滲水現(xiàn)象。

3 原因分析

經(jīng)對(duì)裂縫的分布狀態(tài)和裂縫寬度深度的綜合分析，渠道混凝土出現(xiàn)的裂縫的主要原因包括：

3.1 失水較快。渠道混凝土厚度較小，只有100毫米，混凝土基面灑水濕潤(rùn)不夠，襯砌工序全部完成后，沒(méi)有及時(shí)覆蓋，混凝土表面及底部均在短時(shí)間內(nèi)大量失去水分。

3.2 運(yùn)輸、澆筑間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，環(huán)境溫度高。經(jīng)查閱現(xiàn)場(chǎng)施工資料，實(shí)際測(cè)得的混凝土溫度最高達(dá)36度，混凝土入倉(cāng)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于規(guī)范要求的入倉(cāng)溫度28℃。水電工程相對(duì)其它行業(yè)混凝土工程對(duì)溫度的控制要求更為嚴(yán)格。因此造成混凝土坍落度損失過(guò)大，混凝土性能變差。

3.3 切縫時(shí)間。若切縫時(shí)間過(guò)短，則混凝土未完全達(dá)到終凝狀態(tài)，人員、切縫機(jī)施工會(huì)影響混凝土強(qiáng)度，但若切縫不及時(shí)，混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，當(dāng)拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)裂縫[1]。

3.4 溫度變化。.施工時(shí)正值春夏交替，晝夜溫差較大，白天溫度較高，夜間溫度較低，大溫差使表面迅速收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力造成裂縫。

4 裂縫的預(yù)防和控制

由于裂縫的存在會(huì)使混凝土耐久性受到影響，因此在施工中要避免裂縫的出現(xiàn)，對(duì)已出現(xiàn)的裂縫要控制其繼續(xù)發(fā)展，對(duì)超過(guò)規(guī)范要求的裂縫要進(jìn)行修復(fù)處理。根據(jù)工程實(shí)際中存在的裂縫進(jìn)行分析，應(yīng)在以下幾方面對(duì)裂縫進(jìn)行預(yù)防和控制。

4.1 材料選用

合理選用水化熱低、干縮性小的水泥，控制進(jìn)入攪拌站的水泥儲(chǔ)存罐水泥溫度，從而降低水泥水化熱、減少混凝土收縮和降低澆注溫度。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工配合比施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)澆筑條件、集料供應(yīng)情況和氣候條件隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰，加減水劑、引氣劑或塑化劑等措施，盡可能減少單位用水量和水泥用量[3]。

4.2 施工養(yǎng)護(hù)

渠道混凝土澆筑前，確?；娉浞譂駶?rùn)，防止混凝土通過(guò)基面造成的大量失水，混凝土襯砌澆筑完成后在1小時(shí)之內(nèi)及時(shí)覆蓋，避免曝曬時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，防止混凝土表面水分的損失。渠道施工現(xiàn)場(chǎng)可用土工模覆蓋，既隔熱、保水，而且施工現(xiàn)場(chǎng)也具備條件。

對(duì)于混凝土的溫度控制要按標(biāo)準(zhǔn)要求及時(shí)對(duì)環(huán)境溫度、原材料溫度，混凝土出機(jī)口和入倉(cāng)溫度進(jìn)行監(jiān)控。為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的入倉(cāng)溫度，可充分利用夜間、早晚施工，罐車(chē)外包隔熱遮陽(yáng)罩，采用低溫水、加碎小冰塊等措施。

合理掌握切縫時(shí)間也是預(yù)防混凝土裂縫的主要措施。按照以混凝土強(qiáng)度達(dá)到1MPa-5MPa進(jìn)行施工，但現(xiàn)場(chǎng)切縫時(shí)間由于施工方法和溫度濕度的不同，混凝土強(qiáng)度達(dá)到 1MPa-5MPa的時(shí)間有差異，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反映情況和現(xiàn)場(chǎng)積累的一些實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，混凝土入倉(cāng)后7小時(shí)到24小時(shí)之內(nèi)切縫較為合適[2]。

對(duì)于混凝土，尤其是渠坡混凝土養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要，主要方法為及時(shí)覆蓋、保濕、定時(shí)澆水。采用土工模覆蓋，充分保證了混凝土硬化過(guò)程中較為合適的溫度和濕度，并會(huì)在覆蓋的土工模上形成凝結(jié)水，對(duì)預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫極為有利。

5 裂縫的修復(fù)

根據(jù)滲水試驗(yàn)和調(diào)查研究表明，裂縫寬度小于0.05mm時(shí)對(duì)滲漏沒(méi)有影響，無(wú)需修補(bǔ)，當(dāng)裂縫寬度大于0.2mm時(shí)對(duì)滲漏有較大影響，必須修補(bǔ)。本工程中混凝土渠道存有的個(gè)別裂縫寬度大于0.2mm，雖經(jīng)檢測(cè)為非貫通型裂縫，對(duì)整體渠道安全不產(chǎn)生影響，但對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性存在不利的影響。因此對(duì)于渠道中大于0.2mm的個(gè)別裂縫應(yīng)進(jìn)行密閉修復(fù)處理[6]。

修補(bǔ)材料主要有環(huán)氧樹(shù)脂及改性環(huán)氧樹(shù)脂，修補(bǔ)方法有表面處理法、灌注法和填充法。結(jié)合本工程實(shí)際，采用壓力灌注改性環(huán)氧樹(shù)脂的方法進(jìn)行修復(fù)。灌注法是把漿液用壓力方法注入裂縫根部，使構(gòu)件整體性、耐久性和防水性得到加強(qiáng)和提高[5]。

6 結(jié)語(yǔ)

渠道混凝土澆筑施工具有時(shí)間跨度大，野外條件不利，質(zhì)量控制要求嚴(yán)格的特點(diǎn)，而混凝土中裂縫問(wèn)題是建筑工程中的常見(jiàn)病和多發(fā)病，形成原因復(fù)雜多變，受到材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝及環(huán)境條件等因素的影響，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際具體問(wèn)題具體分析。本工程結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)條件，充分考慮了上述因素，較好的控制了后續(xù)施工中裂縫的出現(xiàn)，已有裂縫的修復(fù)效果也已能夠滿足結(jié)構(gòu)的正常使用要求，從而確保了施工質(zhì)量和速度，保證了整體工程的順利完成。

[1]GB50164-2011.混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB50204-2002.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3]DL/T5144-2011.水工混凝土施工規(guī)范[S].

[4] NSBD 8-2007.渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工質(zhì)量評(píng)定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]南水北調(diào)中線干線工程混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷及裂縫處理技術(shù)規(guī)定[S].

[6]南水北調(diào)中線干線工程混凝土常見(jiàn)質(zhì)量缺陷處理作業(yè)指導(dǎo)[S].

[7] NSBD5-2006.渠道混凝土襯砌機(jī)械化施工技術(shù)規(guī)程[S]