水工砼裂縫的控制及處理措施

謝忠誠(chéng) 張學(xué)榮

（阿克蘇地區(qū)水利局，新疆阿克蘇 843000）

水工砼裂縫的控制及處理措施

謝忠誠(chéng) 張學(xué)榮

（阿克蘇地區(qū)水利局，新疆阿克蘇 843000）

在水工建筑物砼澆筑完畢或投入運(yùn)行后，常常會(huì)發(fā)現(xiàn)部分砼表面有裂紋或局部裂縫，即影響建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，又造成安全隱患。砼裂縫是水工建筑物施工和老化病害中最突出、最普遍的問(wèn)題。宏觀裂縫不僅引起水工建筑物承載力、耐久性、防水性、氣密性等功能降低，而且會(huì)誘發(fā)其他病害，乃至最終釀成工程事故（微觀裂縫指0.05mm以下的裂縫，是水工砼本身固有的裂縫，通常是無(wú)害的）。本文分析了砼裂縫的危害及成因，提出了防止砼裂縫的控制措施和常見(jiàn)的修補(bǔ)方法，與大家共同探討。

砼裂縫 成因 措施

砼裂縫修補(bǔ)的目的就是通過(guò)可靠合理措施恢復(fù)因裂縫而降低的各種功能。而不同類型的裂縫采取的修補(bǔ)措施和材料工藝是不同的。

1 水工建筑物砼宏觀裂縫的危害

砼裂縫是水工建筑物砼結(jié)構(gòu)中的嚴(yán)重病害，裂縫的產(chǎn)生不僅會(huì)降低水工建筑物的抗?jié)B能力，影響其使用功能，且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，砼碳化，降低材料的耐久性，影響承載力。砼表面的早期裂縫在以后氣溫驟降形成的溫度應(yīng)力和外力作用下，表面裂縫極有可能發(fā)展成為具有破壞性的貫穿裂縫和深層裂縫，從而改變砼的受力條件，破壞砼的整體性，使局部甚至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能，嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量和運(yùn)行安全。

2 水工建筑物砼宏觀裂縫成因

（1）結(jié)構(gòu)裂縫：在結(jié)構(gòu)計(jì)算中有誤或配筋有誤，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠；施工過(guò)程中未按設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)定正常施工，對(duì)重點(diǎn)部位及隱蔽工程質(zhì)量控制不當(dāng)形成的砼裂縫。

（2）溫度裂縫：砼在硬化過(guò)程中水泥釋放出大量水化熱，結(jié)構(gòu)體內(nèi)部溫度不斷上升，砼內(nèi)部和表面溫度不均，造成應(yīng)力不同而產(chǎn)生裂縫；后期砼降溫過(guò)程中，受到約束因素較多，砼內(nèi)部應(yīng)力不均，也易使砼產(chǎn)生裂縫。

（3）超載裂縫：當(dāng)砼構(gòu)件超荷載使用或受外力撞擊時(shí)，造成變形、失穩(wěn)或因疲勞等原因產(chǎn)生的裂縫。

（4）沉降裂縫：因地基差異沉降或構(gòu)件接合不良、基礎(chǔ)土質(zhì)不勻或回填土不密實(shí)，剪應(yīng)力超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度而產(chǎn)生的一種砼裂縫。

（5）龜裂裂縫：施工階段因配料、攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù)等各環(huán)節(jié)的操作不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫。

（6）疏松裂縫：砼澆筑時(shí)因下料不均，致使材料離析，或因漏振、過(guò)振而產(chǎn)生的疏松狀態(tài)裂縫。

（7）化學(xué)反應(yīng)引起砼開(kāi)裂：例如，砼在施工過(guò)程中和使用中，有堿性物質(zhì)引起砼體積膨脹而產(chǎn)生裂縫；氯離子的侵蝕引起鋼筋銹蝕，也會(huì)造成砼開(kāi)裂。

（8）施工質(zhì)量引起的裂縫：砼構(gòu)件施工工藝不規(guī)范，施工質(zhì)量低劣，容易造成各種裂縫。

3 防止砼裂縫的控制措施

（1）從設(shè)計(jì)方面控制裂縫。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)、施工規(guī)范計(jì)算和復(fù)核砼結(jié)構(gòu)安全系數(shù)，避免砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度過(guò)高、體積過(guò)大、水泥用量過(guò)大，造成砼水化熱過(guò)高，內(nèi)外溫差過(guò)大，溫度應(yīng)力超過(guò)砼的抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生的裂縫。

（2）從使用材料方面控制裂縫。一是采用減水劑等外加劑降低水泥用量來(lái)降低砼的絕對(duì)溫升值，來(lái)避免砼裂縫的產(chǎn)生；二是優(yōu)先采用水化熱低的礦渣水泥等低熱水泥配制水工大體積砼，減少砼收縮引起的拉應(yīng)力；三是優(yōu)化砼配合比，改善骨料級(jí)配，采用中、粗砂和5-40mm顆粒級(jí)配的石子，嚴(yán)格控制骨料中含泥量超標(biāo)；四是采用冰水或地下水拌和砼，以降低砼溫度，防止裂縫產(chǎn)生。

（3）從施工方面控制裂縫。由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在90%以上，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段：一是砼澆筑前，保證水工建筑物砼基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，防止砼因基礎(chǔ)不穩(wěn)而產(chǎn)生沉降裂縫。二是鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固，鋼筋上的污物和氧化層要清除，避免因砼澆筑時(shí)模板變形、鋼筋位移造成砼裂縫的產(chǎn)生。三是在砼澆筑和使用過(guò)程中，重視化學(xué)元素對(duì)砼腐蝕破壞造成的開(kāi)裂，對(duì)于堿性環(huán)境下澆筑的砼應(yīng)采用抗硫水泥，砼表面與堿性環(huán)境接觸面應(yīng)做適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，避免因化學(xué)反應(yīng)造成砼裂縫的產(chǎn)生。

（4）養(yǎng)護(hù)方面。養(yǎng)護(hù)是使水泥砼正常硬化，強(qiáng)度增長(zhǎng)，不受或少受外界影響，避免砼裂縫非常重要的環(huán)節(jié)，技術(shù)關(guān)鍵是使水泥砼溫度慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過(guò)程中的溫差，減小溫度應(yīng)力，阻止裂縫的產(chǎn)生，盡量晚拆模，拆模后要立即養(yǎng)護(hù)、覆蓋或及時(shí)回填，避開(kāi)外界氣候的影響，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以水泥砼強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的階段為準(zhǔn)，即7至28天或更長(zhǎng)些。

4 砼裂縫常見(jiàn)的修補(bǔ)方法

（1）表面修補(bǔ)法：適用于縫較窄，用以恢復(fù)構(gòu)件表面美觀和提高耐久性時(shí)所采用，常用的是沿砼裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料，一般可用環(huán)氧類樹(shù)脂或樹(shù)脂浸漬玻璃布。

（2）涂抹法：在砼表面涂刷防水涂膜以封閉微細(xì)裂縫的修補(bǔ)方法，適用于寬度小于0.2mm的且面積比較大的微細(xì)裂縫。

（3）充填法：當(dāng)裂縫較寬時(shí)，可沿裂縫砼表面鑿成V形或U形槽，使用樹(shù)脂砂漿材料進(jìn)行填充，也可使用水泥砂漿或?yàn)r青等材料。

（4）注入法：當(dāng)裂縫寬度較小且較深時(shí)，可采用將修補(bǔ)材料注入砼內(nèi)部的修補(bǔ)方法，首先裂縫處設(shè)置注入用管，其他部位用表面處理法封住，使用低粘度環(huán)氧樹(shù)脂注入材料，用電動(dòng)泵或手動(dòng)泵注入修補(bǔ)。如果裂縫影響到結(jié)構(gòu)安全，可采取圍套加固法、鋼箍加固法、粘貼加固法等結(jié)構(gòu)加固法。

（5）圍套加固法：在周圍尺寸允許的情況下，在結(jié)構(gòu)外部一側(cè)或數(shù)側(cè)外包鋼筋砼圍套，以增加鋼筋和截面，提高其承載力；對(duì)構(gòu)件裂縫嚴(yán)重，尚未破碎裂透或一側(cè)破裂的，將裂縫部位鋼筋保護(hù)層鑿去，外包鋼絲網(wǎng)一層；大型設(shè)備基礎(chǔ)一般采取增設(shè)鋼板箍帶，增加環(huán)向抗拉強(qiáng)度的方法處理。

（6）鋼箍加固法：在結(jié)構(gòu)裂縫部位四周加U型螺栓或型鋼套箍將構(gòu)件箍緊，以防止裂縫擴(kuò)大和提高結(jié)構(gòu)的剛度及承載力。

（7）粘貼加固法：將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹(shù)脂和粘結(jié)劑，粘結(jié)到構(gòu)件砼裂縫部位表面，使鋼板或型鋼與砼連成整體共同工作。

［1］高文平.水工建筑物砼裂縫控制措施［J］.水利建設(shè)與科技，2011.02.

［2］濮成堂.砼裂縫的危害及處理措施［J］.山西建筑，2009.21.