高莉

【摘 要】目前，水利工程絕大部分是由預制混凝土構件現(xiàn)場拼裝或混凝土現(xiàn)澆完成的，而混凝土預制構件和現(xiàn)澆混凝土，由于種種原因，在施工過程中或建成以后會出現(xiàn)各種裂縫，而這些裂縫會不同程度地影響水利工程的使用功能，甚至導致嚴重損毀。對此，務必引起我們高度重視，認真分析裂縫成因，并研究制定出有效的防治措施來。

【關鍵詞】混凝土裂縫；溫度裂縫；防治措施

混凝土是水利工程中極其重要而常用的材料，但由于混凝土是一種由砂石、水泥、水及外加劑等混合而成的非勻質材料，在凝結硬化過程中和工程建成投入使用后，很容易因砼干縮、氣溫變化、不均勻沉降等種種原因而發(fā)生各種裂縫，從而不同程度地影響水利工程的正常使用，甚至導致嚴重毀壞。對此，我們應認真分析裂縫成因，并研究制定出有效的防治措施來。

1 水利工程混凝土結構塑性收縮裂縫成因及防治措施

塑性收縮裂縫是指在混凝土澆筑后、終凝前，其表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮，主要原因是：終凝前，由于高溫或較大風力影響，其表面水分蒸發(fā)過快，造成內(nèi)部毛細管中產(chǎn)生較大負壓而使其體積急劇收縮，因而在混凝土表面產(chǎn)生龜裂，這在表面積較大的薄殼、筏板基礎、壩身等上面較為常見。防治措施：一是，選用收縮量較小的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等，并減少水泥用量，摻加適量優(yōu)質粉煤灰；二是，嚴格控制水灰比，摻加高效減水劑，以增加混凝土的塌落度，減少水泥用量和用水量；三是，在澆筑混凝土前，必須將基層或模板均勻澆水濕潤；四是，澆搗完畢應及時用塑料薄膜或草簾將混凝土表面覆蓋，澆水養(yǎng)護7～14天；五是在高溫和大風天氣，必須設置遮陽和擋風設施，防護其表面，并及時保濕養(yǎng)護。

2 水利工程混凝土結構干縮裂縫成因及防治措施

干縮裂縫常出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后，或混凝土振搗結束、終凝后，其產(chǎn)生原因主要是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)快慢不同，導致變形不同：混凝土表面水分蒸發(fā)較快、收縮變形較大，而內(nèi)部水分蒸發(fā)較慢、變形較小，表面干縮又受到混凝土內(nèi)部約束，因而產(chǎn)生干縮裂縫。防治措施：一是，選用干縮值較小的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；二是，控制好水灰比，摻加優(yōu)質粉煤灰和高效減水劑，以減少水泥用量和混凝土干縮值；三是，嚴格控制混凝土施工配合比，特別是砂率不能太大，因為砂率大了會增加混凝土的干縮值；四是，加強混凝土的早期保濕養(yǎng)護，并適當延長保濕養(yǎng)護時間；五是，如果混凝土結構長度較大（如大壩、大橋、水渠等）時，應按規(guī)定在其長度方向設置伸縮縫或后澆帶。

3 水利工程混凝土結構沉陷裂縫成因及防治措施

沉陷裂縫的產(chǎn)生主要是由于地基土質不均勻，或因回填土夯填不實，或地基進水后造成不均勻沉降，或因為模板剛度不足、模板下表面支撐間距過大或支撐底部地基土松軟，導致發(fā)生不均勻下沉等，特別是在冬期施工時，如模板支撐在凍土層上，凍土融化后支撐發(fā)生不均勻下沉，導致混凝土結構出現(xiàn)裂縫。這種沉陷裂縫大多為貫通性裂縫，對結構承載力和耐久性危害極大。防治措施：一是，在架設模板立柱前，務必對松軟地基土、填土地基進行認真的夯實和加固處理，并在立柱下加設厚度不小于5厘米的通長墊板；二是，要確保模板及其立柱支撐有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，對大跨度現(xiàn)澆梁或水渠、渡槽的模板和立柱支撐，還應通過承載力和剛度計算后，方可確定其板厚、立柱斷面尺寸和間距，而且立柱間還應設置水平和垂直支撐；三是，要防止在混凝土澆筑過程中地基土被水浸泡，使地基和支撐發(fā)生不均勻下沉；四是要按規(guī)定時間拆除模板和支撐，而且要注意拆模順序，切忌野蠻拆模、猛撬重敲；五是如果在凍土上架設模板立柱，務必采取有效的加固和預防措施，防止因凍土融化而發(fā)生不均勻沉降。

4 水利工程混凝土結構溫度裂縫成因及防治措施

溫度裂縫大多發(fā)生在大面積和大體積結構表面，或晝夜溫差較大的地區(qū)或季節(jié)的混凝土結構中?；炷翝仓螅谄溆不^程中，由于水泥的水化熱在混凝土內(nèi)部大量積聚而不易散發(fā)出去，導致內(nèi)部溫度急劇上升，形成混凝土內(nèi)外較大溫差，使混凝土表面產(chǎn)生很多不規(guī)則裂縫，這就是常見的混凝土溫度裂縫。防治措施：一是，盡量選用低水化熱或中低水化熱水泥，比如礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥；二是，減少水泥用量，摻加適量優(yōu)質粉煤灰，既可節(jié)省水泥、減少水化熱積聚又可減少用水量和減少塑性收縮值；三是，降低水灰比，將水灰比控制在0.55以下；四是，改善混凝土配合比中骨料級配，降低砂率并摻加適量高效減水劑，以減少用水量和降低水化熱；五是，改善混凝土的施工工藝，如在夏季澆筑混凝土時，摻加帶小冰塊的拌和水，以降低混凝土的入模溫度，在大體積混凝土內(nèi)部設置冷卻水管，用通冷水的方法降低混凝土內(nèi)部的溫度，或采用分層、分區(qū)澆筑混凝土，以利于內(nèi)部水化熱的散發(fā)和減小對混凝土的約束；六是，加強對混凝土澆水養(yǎng)護，以保持混凝土內(nèi)外溫差不超過25攝氏度，七是，在混凝土結構表面，配置少量小直徑鋼筋網(wǎng)片，或摻入纖維材料，以防止其表面出現(xiàn)溫差裂縫。

5 其他原因引起的混凝土結構成因及防治措施

混凝土內(nèi)部堿骨料反應和鋼筋銹蝕引起的裂縫也是水利工程混凝土結構中常見的裂縫，這是由混凝土內(nèi)部化學反應而引發(fā)的裂縫，因為：混凝土各組成材料加水拌和后，會產(chǎn)生一些堿離子，這些堿離子與混凝土中某些活性骨料產(chǎn)生化學反應，并吸收周圍環(huán)境中的水分而使體積增大，造成混凝土膨脹、疏松開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結構使用階段，一旦出現(xiàn)這種裂縫，混凝土中的受力鋼筋很快會被空氣中的水分侵蝕、生銹、斷面變小，直至混凝土結構構件喪失承載力。

防治措施：一是，選用低堿水泥和低堿或無堿砂石骨料；二是，摻加無堿摻合料，如粉煤灰，來抑制堿骨料反應；三是，施工時采取有效措施，確保受力鋼筋的混凝土保護層厚度，比如用混凝土墊塊，把受力鋼筋網(wǎng)支設好，采用鋼筋馬凳將現(xiàn)澆結構板上表面與側邊結構交接處的負彎矩鋼筋支設好，以確保其在澆搗混凝土時不被踩踏或下沉；四是在受力鋼筋表面涂刷防腐涂料，使其免受銹蝕。

6 水利工程混凝土結構常見裂縫的治理方法

水利工程混凝土結構竣工驗收、投入運行后出現(xiàn)各種裂縫時，可以根據(jù)結構性質和裂縫對其影響程度，采取相應的治理方法。

6.1 表面修補法

這是一種簡單而又常用的修補方法，適用于對結構承載力無多大影響的表面裂縫以及較深裂縫的處理，方法是：在裂縫表面涂刷素水泥漿、環(huán)氧樹脂膠泥，或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，當然，在涂刷之前，應對裂縫表面進行清掃和沖洗，干燥后方可涂刷。為防止裂縫處理后繼續(xù)開裂，可在處理后的裂縫表面粘貼玻璃纖維網(wǎng)格布等加以保護，最后再作飾面。

6.2 灌漿、嵌縫封堵法

此法適用于對結構整體性有影響的或有防滲要求的混凝土構件裂縫的修補。它是利用加壓設備將膠結材料壓入混凝土裂縫中，膠凝材料硬化后與裂縫兩側混凝土連成一個整體，從而達到堵縫和加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化工原料。

6.3 結構加固法

當裂縫影響到混凝土結構受力性能時，就要考慮采用結構加固法對混凝土裂縫進行處理了。常用的結構加固處理方法有：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼加固、粘貼鋼板加固，采用預應力法對構件予以加固、在構件上增設支點加固法，以及用噴射混凝土對構件作補強處理的加固法等。

6.4 電化學防護法

此法是利用施加電場后在介質中的電化學作用來改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以實現(xiàn)鋼筋防銹目的，其中陰極防護法、氯鹽提取法和堿性復原法就是電化學防護法中最常用的三種方法，效果都很好。

[責任編輯：侯天宇]