渠道薄壁混凝土襯砌裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

□郭慧娟（濮陽市引黃工程管理處）□高志旭（漯河市水利工程處）

1.引言

目前濮陽市的引黃灌區(qū)配套與節(jié)水改造工程普遍使用薄壁混凝土襯砌的形式比較常見，但在施工和使用過程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，它不僅影響渠道的美觀，也降低混凝土的質(zhì)量，甚至渠道會(huì)遭到破壞，達(dá)不到防滲的效果，影響渠道使用壽命。針對(duì)工程中出現(xiàn)的問題，業(yè)主及施工單位仔細(xì)研究，并提出了防治措施。

2.裂縫產(chǎn)生的原因

實(shí)際施工中渠道薄壁混凝土襯砌容易產(chǎn)生裂縫，究其原因，主要有坡面基礎(chǔ)的不均勻沉降，襯砌混凝土的溫度應(yīng)力、干縮、材料、配合比及施工方法等。

沉陷裂縫是由于地基土質(zhì)不均、壓實(shí)不密實(shí)或浸水造成的地基不均勻沉降所致。在基礎(chǔ)開挖過程中，由于坡基原狀土受到擾動(dòng)，且回填難度較大，致使坡基土壓實(shí)度達(dá)不到要求，均勻性差，再是澆筑完成后，通水運(yùn)行期間基礎(chǔ)經(jīng)水浸泡后基礎(chǔ)沉陷，難以承受襯砌混凝土的壓力，造成混凝土板沉陷扭曲、坍塌。甚至?xí)l(fā)生滑移、錯(cuò)位，此類裂縫多為貫穿性裂縫。

溫度應(yīng)力裂縫對(duì)于薄壁混凝土來說影響并不會(huì)很大。

混凝土中水泥干燥收縮是由水分蒸發(fā)引起的。毛細(xì)孔隙在干燥過程中逐步失水，產(chǎn)生很大的毛細(xì)孔隙張力，混凝土體積產(chǎn)生收縮，由于混凝土周圍存在約束，內(nèi)部又有拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土材料抗拉強(qiáng)度時(shí)，便引起了干縮裂縫。由于混凝土蒸發(fā)干燥非常緩慢，產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在1個(gè)月以上，而且裂縫發(fā)生在距表層很淺的位置，常常被人們所忽略。但也應(yīng)當(dāng)引起足夠重視，干縮裂縫不僅嚴(yán)重?fù)p害薄壁結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，也會(huì)使混凝土板的表面裂縫發(fā)展成為更嚴(yán)重的裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。

在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，混凝土和易性的好壞，振搗混凝土的方法不當(dāng)，漏振、過振等均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，關(guān)系到薄壁混凝土襯砌完成后產(chǎn)生不均勻的拉應(yīng)力，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

3.渠道襯砌混凝土裂縫防治措施

3.1 嚴(yán)格控制渠道土方工程質(zhì)量

渠道開挖前，要進(jìn)行精確測(cè)量放樣，開挖過程中必須遵守相關(guān)規(guī)范。基礎(chǔ)處理的質(zhì)量直接影響后序工程的質(zhì)量，渠道基礎(chǔ)經(jīng)常會(huì)遇到不符合設(shè)計(jì)要求的軟弱地基，必須經(jīng)處理達(dá)到要求后方可進(jìn)行下一道工序的施工，以預(yù)防沉降裂縫的產(chǎn)生。

在回填土之前，應(yīng)先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，來確定合理的碾壓參數(shù)，控制鋪料厚度、含水量、碾壓遍數(shù)。所用土料應(yīng)清除垃圾、樹根等雜物，驗(yàn)收基底標(biāo)高，檢查合格后方可施工。

土方回填過程中，嚴(yán)格控制土塊粒徑和回填土料的含水量，在渠道填筑面將土料攤鋪均勻后，對(duì)土料含水率要再次進(jìn)行檢測(cè)，確保土料達(dá)到最優(yōu)含水率要求。并按規(guī)定的取樣頻率和試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣檢查。如填土壓實(shí)過程中出現(xiàn)“彈簧”、層間光面、層間中空，松土層或剪力破壞現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況認(rèn)真處理。

渠道土方回填過程中難免會(huì)出現(xiàn)與其他建筑物結(jié)合部位，在填土前應(yīng)將建筑物周圍清理干凈，先將建筑物表面灑水濕潤，并邊涂刷濃泥漿、邊回填、邊夯實(shí)，濃泥漿涂刷高度應(yīng)與鋪土厚度一致，與下部涂層要銜接，嚴(yán)禁泥漿干涸后再鋪土回填夯實(shí)。填筑用的壓實(shí)機(jī)具要根據(jù)具體情況而定，應(yīng)能保證貼邊夯實(shí)。

3.2 材料選擇和混凝土配合比控制

混凝土的質(zhì)量跟其原材料的質(zhì)量密切相關(guān)，拌制混凝土?xí)r一定要選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石骨料，原材料質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。在配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比，同時(shí)摻加合適的外加劑。

配合比的設(shè)計(jì)應(yīng)選擇具有相關(guān)資質(zhì)的單位通過試驗(yàn)確定，試驗(yàn)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝及混凝土板的具體斷面，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料質(zhì)量情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整施工配合比，盡量避免襯砌混凝土裂縫的產(chǎn)生。另外在施工中必須嚴(yán)格按混凝土的施工配合比施工。

3.3 混凝土的施工方法及溫度控制

在混凝土澆筑前，一定要在坡面灑水，保持坡面濕潤，但注意要適量，以防澆筑混凝土后吸收混凝土中的水分，造成混凝土干縮裂縫。

鋪設(shè)土工布時(shí)，要根據(jù)施工當(dāng)?shù)貧鉁睾彤a(chǎn)品特性充分考慮土工布的伸縮量。鋪設(shè)后的土工布應(yīng)自然松弛與支持層貼實(shí)，不得有懸空、卷邊，不得影響混凝土的厚度而造成混凝土板的開裂。

渠道薄壁混凝土澆筑宜采用跳倉法澆筑，先底板后邊坡，以避免坡面上的混凝土板產(chǎn)生滑動(dòng)。對(duì)于襯砌混凝土板的振搗，由于其厚度較薄，宜采用振動(dòng)平板振搗，振動(dòng)平板行走速度要適宜，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振。對(duì)于渠坡襯砌的頂部及底部易出現(xiàn)缺料、個(gè)別不易振搗部位（如排水孔周圍），可采用功率較小的便攜式振動(dòng)平板沿模板邊界行走一道進(jìn)行振搗，以免造成漏振，充分保證邊角處不出現(xiàn)蜂窩、麻面，保證混凝土的密實(shí)性。補(bǔ)倉澆筑時(shí)，混凝土板兩側(cè)可不立模，接縫處填充物可固定在先澆混凝土塊兩側(cè)邊緣，填充物與混凝土應(yīng)結(jié)合牢固，不得因澆筑或振搗而產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)，填充物應(yīng)將混凝土接縫填充密實(shí)，防止通水運(yùn)行后水流淘刷縫隙而帶走接縫處基礎(chǔ)土顆粒，而形成懸空破壞混凝土板。

混凝土板初凝后，要合理增加抹面次數(shù)以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡，保證混凝土板的外觀質(zhì)量。首次抹面時(shí)，混凝土表面還比較稀軟，盡量從下而上進(jìn)行，在連續(xù)作業(yè)時(shí)能保證不發(fā)生漏抹、表面大體平整均勻一致。混凝土表面磨平后，當(dāng)表面有些硬化，初凝前用手輕壓，表面發(fā)硬、但稍有痕印時(shí)，便可及時(shí)進(jìn)行壓光處理，消除表面氣泡，使混凝土表面平整、光滑無抺痕。

3.4 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土板的養(yǎng)護(hù)可采用不同的方法，最常用的是灑水養(yǎng)護(hù)和塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)。灑水養(yǎng)護(hù)應(yīng)在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對(duì)混凝土表面加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)，可采用用濕麻袋或草墊，或者20～30mm厚的濕砂覆蓋于混凝土表面以及混凝土板邊側(cè)。覆蓋物還兼有隔溫作用，保證混凝土少受劇烈的天氣變化影響。在規(guī)定的養(yǎng)護(hù)期間，每天應(yīng)均勻?yàn)⑺當(dāng)?shù)次，使其保持潮濕狀態(tài)。采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)的混凝土，其敞露的全部表面應(yīng)覆蓋嚴(yán)密，并應(yīng)保持塑料薄膜內(nèi)有凝結(jié)水。即在混凝土板做面完畢后，均勻覆蓋塑料薄膜，使不透氣的薄膜保持膜內(nèi)混凝土的水分，保濕養(yǎng)護(hù)。

在襯砌混凝土未達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度前不得拆模，而且不得踩踏混凝土板和在其上堆放施工器具及材料。

4.結(jié)語

渠道襯砌薄壁混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很多，有時(shí)是多種因素共同作用的結(jié)果。經(jīng)過多年的施工實(shí)踐得之，控制薄壁混凝土裂縫必須要從渠道基礎(chǔ)的開挖回填及混凝土材料的選擇、配合比、澆筑和養(yǎng)護(hù)等多方面入手。在混凝土襯砌的施工過程中，只要認(rèn)真采取以上所述混凝土裂縫的各種防治措施，嚴(yán)格控制各工序的施工質(zhì)量，對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、科學(xué)對(duì)待，渠道襯砌混凝土裂縫就能夠得到良好的控制。