水利工程混凝土裂縫產生原因、預防與處理

項松苗

一、混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發病。病情大多發生于施工階段，原因復雜多變，一般可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。

微觀裂縫是指肉眼看不到的、混凝土內部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，這種混凝土本身固有的微觀裂縫，荷載不超過設計規定的條件下，一般視為無害。

宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，并且認為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無害的，但是這里必須有個前提，即裂縫不再擴展，為最終寬度。

二、裂縫的成因

裂縫產生的形式和種類很多，有設計方面的原因，有混凝土機理方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產生的，要根本解決混凝土裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是控制和減少混凝土裂縫產生的最有效途徑。

混凝土裂縫的成因主要有材料原因、配合比原因、水泥等級及混凝土強度等級原因、溫度應力原因、地基沉降變形原因、施工及現場養護原因、混凝土的收縮、環境因素等。

三、混凝土裂縫預防措施

根據混凝土裂縫成因，采取適當措施進行預防要比事后補救有效得多。歸納起來，可以從以下幾個方面著手。

1.設計上把握好主要環節

要注意易開裂部位，如深基與淺基、高低跨處等，應考慮到由于地基的差異沉降或結構原因引起的薄弱環節，在設計中加以解決。在構件截面允許、配筋率不變且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細、間距越小則對預防開裂越有利。

2.選擇科學合理的施工方案

施工方案與預防、控制裂縫有很大的關系，施工方案主要應確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設置在變截面處或承受拉、剪、彎應力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意。一般來說，應盡量留在變截面處，或遠離受拉鋼筋部位而設在混凝土受壓區，澆筑時間應盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的時間。如果必須在夏季施工，則應采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度。

3.控制好施工質量

由于施工質量原因而產生的裂縫發生率在95%以上。在施工階段要注意以下幾個問題：首先要選擇合適的配合比；其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固，以免施工中變形；第三是澆筑、振搗操作合理。

4.科學養護

養護關鍵是設法使混凝土溫度級慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫差。

5.控制原材料的摻入量

設計配合比和實驗室配合比均是一種固定條件下的靜態配合比，而施工則可能隨時受到各種條件變化的影響，因此，在實際確定施工配合比時，應根據當時的具體情況適當調整各種原材料以及外加劑的實際摻入量。

6.控制好溫度應力分布

溫度應力分布的形成過程可分為3個階段：①早期分布：自澆筑混凝土開始到水泥放熱基本結束，一般約30d。這個階段有兩個特征：一是水泥放出大量的水化熱；二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。②中期應力：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到溫度穩定時止。這個時期的溫度應力主要由混凝土冷卻及外界氣溫變化引起，這些應力與早期形成的殘余應力迭加，期間混凝土彈性模量變化不大。③晚期應力：混凝土完全冷卻后的運轉時期。溫度應力主要由外界氣溫變化引起，這些應力與前兩種殘余應力迭加。

7.做好地基處理

為防止地基沉降變形，導致混凝土裂縫，可從以下幾個方面入手：①加大建筑物的整體剛度。②合理設置沉降，控制沉降裂縫。③妥善處理地基是防止出現沉降裂縫的關鍵。④對基礎產生的不均勻沉降可能引起混凝土裂縫的薄弱部位，應加強構造措施，防止開裂。

8.嚴格控制施工質量

施工質量是諸多問題發生的根本原因，任何一個小的質量問題，都可能導致較大的工程隱患，因此，嚴把施工質量關是避免混凝土裂縫等各種問題的關鍵。

四、混凝土裂縫的處理方法

1.表面處理法

表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其他防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

2.填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫，或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫，以及小規模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后做填充處理。

3.灌漿法

此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均適用，處理效果好。利用壓送設備（壓力0.2~0.4MPa）將補縫漿液注入混凝土裂隙，達到閉塞的目的。該方法屬傳統方法，效果很好。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，效果也很理想。

4.結構補強法

結構補強法包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等，適用于因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度的情況。

五、結語

在實際工程中采用以上綜合措施，能有效減少混凝土建筑裂縫的產生和發展，效果明顯。但混凝土建筑裂縫預防與控制是一項系統工程，需從設計、施工、材料、檢測等各個方面進行控制，并且要在提高控制技術和技術管理水平這個根本問題上系統、綜合地運用各種預防措施，以確保建筑工程質量的提高■