某場平工程排水涵洞裂縫成因檢測分析

胡國偉

(貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴陽 550002)

排水涵洞工程出現裂縫的原因有很多，為了更好的完成相應分析工作，要對排水涵洞裂縫成因檢測內容進行分析，及時發現問題，進而更好解決問題，使排水涵洞工程作用能夠得到合理發揮。

1 工程概況

都勻市某場地平整工程排水涵洞基本位于原洛邦河河道上，涵洞形式為雙涵洞并排布置，洞口段布置兩孔6.5m×7.0m(寬×高)城門洞型鋼筋混凝土結構排水涵洞，洞身段布置兩孔5.0m×6.0m(寬×高)城門洞型鋼筋混凝土結構排水涵洞，采用明挖施工方式。涵洞底板高程為784.00m，坡度為0.007，總長度約為860m。涵洞樁號K0+050-K0+250m段下穿后建的外環東路路堤，上部覆蓋厚度40m的路堤。涵洞樁號K0+042-K0+621m在進行洞身土方回填后，發現該樁號段涵洞底板及墻身出現了裂縫，而且混凝土結構也遭受到了破壞，著不僅會對工程外觀造成影響，而且也會對工程在后期應造成不良影響，相關工作人員要提高對該項內容的探討，做好相應分析工作。

為了對涵洞工程中的K0+042-K0+621涵洞底板及墻身出現裂縫的原因進行分析，工作人員要對涵洞工程外觀質量(包含出現的裂縫現象)、鋼筋間距魚保護層厚度、混凝土結構抗強度在應用期間的整體抗拉強度、襯砌混凝土內部質量存在的問題和厚度、鋼筋保護層厚與鋼筋間距多項內容的檢測，通過檢測，能夠及時發現問題，并且采取合理措施對問題進行處理。

2 外觀質量缺陷與裂縫檢測情況

對該水涵洞工程情況進行查看可以發現，涵洞工程中的裂縫部位主要集中在K0+077-K0+224段，通過觀察發現墻身及頂拱混凝土表面出現了大量裂紋，對產生的裂縫進行統計，裂縫一共166條，其中貫穿性裂縫9條，底板混凝土下沉(錯臺)破壞7處，伸縮部位墻身錯邊破壞5處。其中左洞K0+152-K0+176段及右洞樁號K0+152-K0+200段的混凝土裂縫破壞嚴重，部分墻身部位混凝土已破裂、脫落，并伴隨主筋外露、扭曲變形，部分底板混凝土下沉破壞嚴重，最大下沉量150mm；部分伸縮縫部位墻體錯邊嚴重，最大錯開位置100mm。裂縫寬度為0.02-600mm，裂縫深度為0.01-1.0m(部分已貫穿)，裂縫走向主要為環向、斜向，多數裂縫較為嚴重，這些結構裂縫的存在，會引起滲漏現象，從涵洞的這些裂縫中會析出白色物體，這會對涵洞工程質量，以及應用造成直接影響。通過對裂縫尺寸大小進行明確可以發現，多數裂縫寬度都超過了《混凝土結構設計規范(2015年版)》(GB50010-2010)二類環境條件下的混凝土最大裂縫寬度0.2mm的要求，對出現的裂縫進行了持續90d的觀察，在觀察期限內，裂縫并未呈現出變大趨勢[1]。

K0+042-K0+224段的左、右洞墻身及頂拱混凝土表面情況進行了全面觀察，通過觀察可以發現，對涵洞工程結構情況進行觀察開業發現，局部結構會出現蜂窩麻面、露筋、滲漏，以及模板沒有及時被清除等各種不同現象，其中蜂窩麻面29處，露筋17處，滲漏27處，表面模板未清除1處。其余樁號段墻身、底板等各處并未出現嚴重的質量問題，無論是工程外觀，以及工程性能都并未受到影響，不存在質量缺陷現象。其典型破壞情況如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

圖1 伸縮縫處頂拱錯臺，混凝土破壞 圖2伸縮縫底板錯臺，局部混凝土破壞

圖3 邊墻裂縫

圖4 墻裂縫、滲漏

3 排水涵洞裂縫成因檢測分析

3.1 洞身孔口尺寸及伸縮縫設置情況檢測

該K0+042-K0+621段襯砌混凝土共設置26道伸縮縫，其中K0+120-K0+152、K0+270-K0+300及K0+300-K0+333段混凝土襯砌伸縮縫的設置段長分別為32m、30m及33m，超出設計規定的24m長度要求，其余樁號段伸縮縫設置段長均在設計24m長度要求以下；其孔口尺寸滿足洞口段設計孔口尺寸6.5m×7.0m(寬×高)、洞身段設計孔口尺寸5.0m×6.0m(寬×高)的要求。

3.2 墻身混凝土抗壓強度檢測

對于墻身混凝土具體強度情況檢測，可以采用回彈法結合鉆芯修正法開展[2]。在實際檢測的期間，為了確保最終檢測結果能夠精準反映工程具情況，要檢測左、右側涵洞墻身混凝土構件抗壓強度，混凝土抗壓強度推定值為31.0-38.0MPa，滿足C25強度等級要求[3]。

3.3 襯砌混凝土鋼筋及內部質量檢測

采用雷達儀，對該排水涵洞工程的K0+042-K0+621段襯砌混凝土的拱頂、拱腰(左側、右側)、邊墻(左側、右側)部位，分別沿縱向各部位布置1條測線，共8條測線，采用連續法結合點測法對鋼筋、混凝土厚度、內部缺陷等各項內進行全面掃描，通過掃面可以發現，結構的拱頂、中墻、邊墻部位的混凝土厚度滿足設計1000mm厚要求，結構內部十分密實，并未發現存在空洞等嚴重的質量缺陷[4]。排水涵洞工程鋼筋間距合格率為75%-85%，基本滿足《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2015)規定要求；但是通過檢測發現鋼筋保護層厚度合格率僅為45%-61%，并未滿足《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2015)中的具體規定[5]。

3.4 涵洞底板持力層檢測

采用鉆芯法，現場對該排水涵洞工程底板基礎持力層巖土性狀進行檢測，涵洞按施工設置伸縮縫劃分檢測單元，每個單元至少鉆取1個孔，鉆孔深度為底板以下≥5m；其中左側涵洞K0+042-K0+621段，共劃分25個單元，共鉆取73個孔；右側涵洞K0+042-K0+200段，共劃分7個單元，共鉆取24個孔，具體鉆孔布置情況如圖6所示。根據鉆芯結果，該排水涵洞底板厚度滿足設計厚度100cm要求，其底部持力層主要為中風化灰巖，持力層0-3.5m的巖芯較破碎，反映巖體完整性較差；持力層在0.5-4.6m深度范圍存在大小不等、分布不均的溶洞或溶隙現象，溶洞或溶隙在K0+060-K0+205段分布較密集[6]。

4 檢測成果分析

綜上，所檢排水涵洞工程K0+042-K0+621段存在一定混凝土表面蜂窩麻面、露筋、裂縫、滲漏、模板未清除等外觀質量缺陷現象，其中K0+077-K0+224段的混凝土存在明顯裂縫破壞現象，部分墻身混凝土破壞脫落、鋼筋外露、彎曲變形，部分底板混凝土下沉或錯臺破壞嚴重，部分伸縮縫處墻身錯邊、變形破壞等現象。檢測其混凝土強度、截面尺寸滿足設計要求，其混凝土內部澆筑無空洞、不密實現象；檢測其伸縮縫設置，一些洞身段設置長度不滿足要求；檢測其鋼筋間距基本滿足施工規范要求，其保護層厚度不滿足設計規定要求；檢測其底部持力層主要為中風化灰巖，持力層0-3.5m的巖芯較破碎，反映巖體完整性較差；持力層在0.5-4.6m深度范圍存在大小不等、分布不均的溶洞或溶隙現象，溶洞或溶隙在K0+060-K0+205段分布較密集。

由于本工程涵洞基礎直接承重于原河床基礎，其持力層基巖完整性差、十分破碎，而且存在分布不均勻、埋深較淺的溶洞或溶隙情況，容易導致涵洞上部結構在應用期間發生不均勻沉降，這會造成以下影響：

1)涵洞工程澆筑成型、土方回填期間會導致涵洞工程在后期應用期間發生不均勻沉降問題，這會對涵洞工程質量造成直接影響。

2)涵洞經河床明挖施工后，其底板及部分主體處于地下水位線以下，箱涵澆筑成型后的土方回填過程及期間雨水天氣會導致地下水位抬高，在箱涵整體結構未回填穩定時可能會造成箱涵基礎的擾動破壞或不均勻沉降破壞。

考慮到以上兩點，本工程涵洞K0+042-K0+224段上部結構在應用期間受外界因素影響，因此，遭受到了顯著破壞，這一破壞對工程質量和應用造成了嚴重影像。這種破壞已對涵洞的安全運行造成危害，可能會引發事故，不僅會造成嚴重經濟損失，而且可能會造成人員傷亡。針對這一現象，建議將問題及時、準確反饋給原設計單位，由原設計單位中的工作人員，對該段涵洞結構及基礎持力層進行安全復核，針對復核結構進行分析，同時，給出一套相應加固處理意見，然后，由施工單位指派施工人員對工程進行應急搶險加固，完成加固后，要指派專人在后繼運行管理過程中加強對整體涵洞巡視檢查，如果通過檢查，發現異常現象，必須及時采取合理措施對異常情況進行分析，進而及時采取合理措施對問題加以處理。

目前該K0+042-K0+224段涵洞經墻身修復加固及基礎固結灌漿處理后，涵洞上部的外環東路已通車運行近2a，在該期間，并未再發現涵洞發生變形，以及損壞等現象，可見采取修復加固和基礎固結灌漿處理方法是可行的。

5 結 語

場平工程排水涵洞裂縫成因檢測是一項復雜工作，在實際檢測過程中需要應用先進的技術，具體檢測時，為了提高檢測結果精準性，能夠精準反映場平工程排水涵洞工程質量，要加強對檢測內容的探討，采取合理措施對問題進行處理，從而提高工程質量。