張文擴(kuò)

（棗莊市勝利渠管理服務(wù)中心，山東 棗莊 277317）

水閘作為擋水、泄水或取水的建筑物應(yīng)用廣泛，混凝土是水工建筑物最主要的工程材料。水閘混凝土裂縫現(xiàn)象較為普遍，是當(dāng)前水閘混凝土結(jié)構(gòu)在耐久性方面存在的主要問題。裂縫的存在會不同程度地引起鋼筋銹蝕、混凝土碳化、耐腐蝕能力降低、抗凍抗?jié)B性能減弱、降低混凝土結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性，影響建筑物的外觀、耐久性和正常使用及運(yùn)行安全?；炷亮芽p問題不可能消除，但可將其控制在一定程度內(nèi)。因此，在水閘的施工管理中應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土施工質(zhì)量，預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保障水利工程的質(zhì)量與安全。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土是由膠凝材料、粗骨料、細(xì)骨料、水、外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實成型，養(yǎng)護(hù)硬化而成?；炷辆哂锌箟簭?qiáng)度高、耐久性好、強(qiáng)度等級范圍寬等特點(diǎn)，但混凝土的抗拉強(qiáng)度僅為其抗壓強(qiáng)度的1/10～1/20。引起混凝土裂縫的原因很多，包括干縮、混凝土內(nèi)部水化反應(yīng)、溫差、地基沉降變形等因素，主要有以下幾個方面。

1）塑性收縮裂縫。混凝土澆筑后處于塑性狀態(tài)，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮?；炷帘砻嫠终舭l(fā)過快以及混凝土本身與外界氣溫相差懸殊，都易產(chǎn)生這種裂縫。

2）干縮裂縫。干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土澆筑凝結(jié)成型后，由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同，干燥收縮引起體積變化的不同，而導(dǎo)致變形不同，進(jìn)而造成混凝土表面的縮裂。

3）溫度裂縫。溫度裂縫一般都發(fā)生在大體積混凝土中，主要是由溫度差異變化所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力造成。

4）沉降裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)物的地基不良，軟硬不均或局部存在松軟土，基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降而引起混凝土開裂。

5）堿骨料反應(yīng)裂縫。骨料中的活性硅與混凝土中的堿性材料發(fā)生緩慢的膨脹性化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了張應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開裂破壞。

6）鋼筋腐蝕裂縫。當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境，由于鋼筋保護(hù)層較薄，振搗不良，混凝土不密實或表面存有裂縫，會使環(huán)境中的氯離子和溶于水中的氧與混凝土中的鋼筋生銹生成氧化鐵，生銹的鋼筋體積膨脹，對周圍混凝土產(chǎn)生壓應(yīng)力，使混凝土脹裂。

2 預(yù)防混凝土裂縫的措施

產(chǎn)生裂縫的原因比較復(fù)雜，往往是多種因素造成的。有在施工期出現(xiàn)，也有在運(yùn)行期由于溫差、超載等因素出現(xiàn)。調(diào)查統(tǒng)計表明，混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫占較大比重，產(chǎn)生的危害更大，特別是閘底板、墩、墻等結(jié)構(gòu)尺寸較大部位更易發(fā)生。如何控制大體積混凝土裂縫的發(fā)生既是施工關(guān)鍵點(diǎn),也是大體積混凝土施工的難點(diǎn)?；炷潦┕ぃ獜脑牧线x擇、配合比設(shè)計、施工安排、施工質(zhì)量、混凝土溫度控制、養(yǎng)護(hù)和表面保溫等方面，采取綜合措施，防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

1）塑縮和干縮裂縫預(yù)防。控制天然砂石含泥量、人工砂石粉含量和軟弱顆粒含量，不允許含有泥塊，減小空隙率和砂率；把握好沖倉時間和質(zhì)量，保證底基面和模板濕潤；掌握好混凝土表面抹壓收光時間，保證抹壓作業(yè)的質(zhì)量，配備足夠作業(yè)施工人員，適當(dāng)增加壓光遍數(shù)；及時進(jìn)行混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，表面保持濕潤，保證連續(xù)養(yǎng)護(hù)的時間。

2）溫度裂縫的預(yù)防措施。在混凝土配合比設(shè)計時要考慮溫度控制這一重要因素，盡量減少水泥水化熱溫升、提高混凝土力學(xué)性能；采用水化熱較低的水泥，優(yōu)先選用低熱或中熱硅酸鹽水泥；摻用活性摻合料，如摻加粉煤灰等，合理降低水泥用量。加大骨料粒徑、改善骨料級配，使用外加劑和降低混凝土的塌落度等措施，單位水泥用量較大幅度減少；選擇合適的氣溫和澆筑時間澆筑大體積混凝土，夏季可采用冷水或冰水?dāng)嚢杌炷?并對骨料進(jìn)行預(yù)冷或覆蓋措施；可采用埋設(shè)冷卻水管等降溫措施，實時控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，使混凝土的溫度梯度不至過大，以有效控制裂縫的出現(xiàn)；延遲模板拆除時間，減少和控制內(nèi)外溫差；加強(qiáng)混凝土表面保溫和養(yǎng)護(hù)。合理采用以上措施，可有效減少混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。

3）沉陷裂縫的預(yù)防。加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)物地基的檢查驗收，做好不良地基的處理。水閘施工以“先深后淺，先重后輕、先主后次”的原則，合理組織安排，防止擾動地基，保證地基穩(wěn)定，預(yù)防混凝土沉降、位移、斷裂，在結(jié)構(gòu)允許條件下，合理設(shè)置沉降縫。在施工期間加強(qiáng)基坑降排水，防止混凝土地基被水浸泡。

4）堿骨料反應(yīng)裂縫預(yù)防。做好對砂石骨料堿活性試驗檢測，控制使用堿活性骨料，使用含堿量少的水泥和外加劑，采用能抑制堿骨料反應(yīng)摻合料粉煤灰、礦渣等。

5）鋼筋腐蝕裂縫預(yù)防?？刂扑嗉捌渌?、拌和水中的氯離子的含量。加強(qiáng)對混凝土施工澆筑質(zhì)量的控制，增加混凝土的密實性。對混凝土蜂窩麻面和表面裂縫按混凝土缺陷分類和處理要求進(jìn)行處理。嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層的厚度，對鋼筋表面進(jìn)行防護(hù)及對拉螺桿的封堵修補(bǔ)處理。

3 混凝土裂縫處理方法

裂縫的治理首先對裂縫進(jìn)行觀測，分析成因，根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況制定裂縫處理方案，選擇相應(yīng)處理工藝和防水材料。以“治本為主、治表為輔、表本結(jié)合、綜合治理”的原則，采取灌、堵、嵌、涂等工藝相結(jié)合的裂縫處理技術(shù)，確?；炷翉?qiáng)度，恢復(fù)結(jié)構(gòu)主體功能。

1）表面封閉法。沿裂縫的走向，對裂縫兩側(cè)各10cm范圍內(nèi)的混凝土表面打磨平整，露出堅硬的集料新面，清理干凈，騎封涂刷封縫膠或抹壓封縫膠泥(如環(huán)氧膠、環(huán)氧膠泥、聚氨酯等材料)，涂刷均勻，抹壓粘接牢固。此方法適應(yīng)局部混凝土表面龜裂。

2）填充密封（嵌縫）法。沿裂縫鑿槽，清理干凈，在槽中嵌填止水材料，如聚合物水泥砂漿、塑料油膏、聚氯乙烯膠泥等進(jìn)行封縫處理。此方法適用寬淺順直裂縫。

3）化學(xué)灌漿法。將化學(xué)漿料壓入混凝土的裂縫中，化學(xué)材料凝固硬化后與混凝土形成一體，起到補(bǔ)強(qiáng)、加固封堵的目的。要根據(jù)孔隙的大小、凝膠時間和材料的可灌性選用丙烯酰胺、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯等適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)材料。注漿法施工時，注漿嘴應(yīng)按裂縫走向設(shè)置在裂縫交叉點(diǎn)、裂縫較寬處和端部，間距在0.2～0.5m之間。封縫膠固化后，應(yīng)進(jìn)行氣壓試驗，檢查封密閉效果和注漿嘴之間的連通情況。灌漿順序為從下至上、從深至淺、從一側(cè)至另一側(cè)。注漿過程中保持壓力穩(wěn)定，控制規(guī)定的范圍內(nèi)，漿液注滿后移至相鄰孔繼續(xù)注漿，直至灌漿完成。此方法適用于混凝土主體龜裂縫。