浅析变电站建构筑物常见裂缝及防治措施

孙长昊

摘要：文章对变电站建构筑物常产生的各种类型的裂缝及成因进行了分析，并提出了防治裂缝的具体措施。

关键词：变电站；建构筑物；裂缝

中图分类号：F406

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)04-0105-02

目前，变电站建设完毕移交运行单位运行一段时期后，在屋面、混凝土楼板、外墙、道路及设备支架的钢筋混凝土电杆等处，经常会不同程度地出现裂缝。房屋裂缝轻微者影响建筑物美观、造成渗漏水，严重者降低结构承载力；道路裂缝会降低道路的使用年限，严重时造成路面损坏；钢筋混凝土电杆裂缝将严重影响电杆耐久性，大大缩短使用寿命。各类裂缝将严重影响变电站正常运行，造成较大的经济损失甚至引发安全生产事故。因此正确分析各类裂缝产生的原因并加以防治应引起施工和设计单位的高度重视。

一、建筑砖砌体的裂缝

(一)温差变形引起的砖砌体裂缝

对于站内高压配电室等长条型砖混结构建筑物，温差裂缝主要分布在两端靠近屋盖下檐的纵横墙面上，主要为水平裂缝，也有主要分布在屋面结构层的四个拐角处的斜裂缝和包角裂缝。对于继电器室等方型大开间的砖混结构建筑物，温差裂缝主要分布在四周靠近屋盖下檐的纵横墙面上，主要为水平裂缝；在窗户的上下口也可能出现裂缝。温差裂缝属稳定型裂缝，缝隙一般较小。温差裂缝产生的主要原因是钢筋混凝土构件与砖砌体的热膨胀性不同，混凝土结构屋面的伸缩变形引起其下砖砌体内部应力超过其材料抗拉强度的结果。温差裂缝一般不会进一步发展，不会影响构件安全，但确实影响建筑物的美观。预防温差裂缝出现的关键是减少温差，如设置一定厚度的隔热层等。屋面尽量采用浅色绿豆砂做卷材面的保护层，起到反射阳光、降低屋面板温度的作用；在屋盖下须设置圈梁，限制屋盖的变形；接近屋盖的砖砌体需提高砂浆标号以提高砌体的水平抗剪强度。必要时增加构造柱，以提高墙体的抗剪强度、减少裂缝的发生。施工方要制定提高砖砌体抗剪强度的种种措施，如提高砂浆饱满度，加强施工工艺和质量控制。

(二)基础不均匀沉降引起的裂缝

这类裂缝一般在建筑物下部，由下往上发展，呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主，杜绝无地勘报告的设计，严格按图施工，不得擅自更改。处理原则要依据裂缝发展状态。判定采用-不同的加固处理方法。

(三)砌体材料产生的裂缝

目前广泛采用的混凝土小型空心砌块砌体，裂缝产生的主要原因是施工过程中竖缝砂浆难以饱满以及构造要求未能实施。这类裂缝主要依靠严格施工工艺，满足构造要求来避免发生。

二、混凝土结构的裂缝

(一)裂缝成因

形成裂缝的原因主要有骨料含泥量过大，颗粒级配不良；外加剂选择不当；设计强度等级过高造成混凝土脆性大、易开裂；配合比中水灰比不合适，造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，形成裂缝；浇捣混凝土时振捣或插入不当，影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；大体积混凝土浇筑时保温工作不到位，引起内外温差过大，产生温度裂缝；现场养护措施不到位及现场模板拆除不当，也会引起混凝土裂缝。

(二)裂缝的控制措施

房屋工程建筑物长度大于40m时，宜设置变形缝；设计在楼面配筋时应按抗裂构造筋的要求配置扇形或网状的小直径钢筋，增强四角混凝土的抗拉性能。施工时注意保持墙上负筋位置；混凝土要控制水灰比，保证混凝土的设计强度，切勿过振，加强养护等。

(三)内墙面抹灰层裂缝

内墙面抹灰层裂缝形成原因很多，如石灰水化差，有未熟化颗粒，墙面爆裂；混凝土梁柱面没有打毛，抹灰面黏结差而开裂、脱壳；抹灰层过后厚引起收缩裂缝：抹灰前淋水太少或太多也可引起裂缝、坍陷、空鼓等现象；抹灰时若没有分层，一次成形易造成灰层松散，产生裂缝。这类裂缝都是由于施工工艺不当而产生，只要严格工艺措施，做好技术交底，加强过程控制，完全可以避免这类裂缝的产生。

(四)道路开裂的成因及防治措施

变电站道路从下到上一般由地基素土层、碎石或灰土垫层及混凝土面层三部分组成，道路宽度一般不大于6m。

1、道路裂缝产生原因。混凝土在凝固过程中产生收缩，同时受到基底和边界的约束而产生约束应力，当应力超过抗拉强度时，就会导致混凝土内产生裂缝。施工过程中，如混凝土的水灰比过大，养护不及时，冷缝处理不当等均会引起混凝土产生收缩裂缝。路面的垂直压力将使土基产生变形，路面也随着变形，由此产生的应力超过抗拉强度时，混凝土就产生了裂缝。变形量的大小主要取决于地基土的密实度，控制道路混凝土产生裂缝就需保证地基土的密实度符合要求。此外施工荷载过大、路面过早通行等原因也会造成混凝土裂缝。

2、防治措施。首先需要控制地基土和垫层的密实度，填土前应先清除地面杂草、淤泥等，检查回填土料的土质，保证土的密实度符合设计要求。要事先制定详细可行的施工方案，经过试验确定回填土料的最佳含水率、分层厚度、碾压遍数，方可进行回填。施工过程中要加强检测，在地基土回填至设计要求的高度，并经检验合格后，方可进行上部垫层的施工并保证垫层的密实度符合设计要求。其次混凝土面层施工中必须选用符合要求的道路混凝土材料。水泥采用425号及以上的普通硅酸盐水泥；砂采用洁净、坚硬，符合规定级配和细度模数的粗砂或中砂；碎石的最大粒径应不大于5cm。再次混凝土配合比应经试验确定，水的用量应严格控制，保证混凝土坍落度数值在规定范围内。

施工前，应首先确定施工缝位置，一块混凝土板必须一次连续浇筑完毕。混凝土振捣要密实，浇筑顺序要从远到近，先铺边角，再铺中间。为减少由于混凝土变形产生的应力，防止混凝土产生不规则裂缝，在混凝土道路施工中，需要设置伸缩缝。缩缝采用切割法施工时要注意控制锯缝时间，若太迟的话，混凝土极易产生裂缝。此外根据施工实际情况，合理安排混凝土浇筑时间，道路的路基及垫层铺设以满足电气安装施工的需要为准，待大型构件、设备的运输和吊装完成后，再进行混凝土路面施工，这样可避免混凝土路面受到损坏，减少混凝土裂缝的产生。最后还要加强混凝土的养护和成品保护，完善施工工艺，最大限度避免干缩裂缝的产生。

(五)钢筋混凝土电杆开裂的成因及防治措施

钢筋混凝土等径杆因长期处于日晒雨淋，风霜雪雨的户外环境中，经过数十年运行不同程度地出现纵横裂纹、蜂窝麻面等破损现象，严重影响电杆的耐久性。影响钢筋混凝土电杆耐久性的因素十分复杂，主要因素有混凝土的碳化作用、碱骨料反应及盐类侵蚀三种。

混凝土碳化是由于大气中的酸性介质和水通过各种微孔道及裂缝渗入混凝土，使混凝土的碱度降低，引起混凝土保护层顺筋胀裂脱落，钢筋锈蚀，力学性能下降。碳化作用还使混凝土产生碳化收缩现象，导致混凝土表面产生收缩裂缝。混凝土抗碳化能力与密实性有关。水灰比是影响密实性的主要因素，因此在电杆的制造过程中控制水灰比和坍落度是提高密实度，减缓碳化速度的主要措施。增大混凝土保护层厚度也可推迟钢筋锈蚀开始的时间，提高耐久年限：

碱骨料反应是骨料中的活性矿物与混凝土中的碱性细孔溶液间的一种内部膨胀性反应，反应会引起内部膨胀，产生裂缝。在电杆制造过程中，尽量使用非活性骨料即可避免碱骨料反应，若使用活性骨料，就须使用低碱水泥控制混凝凝土中的碱含量；施工中应注意电杆起立前封堵上下端，防止杆内积水造成碱骨料反应。

盐类尤其是氯盐不仅能破坏钢筋表面钝化膜引起钢筋锈蚀，还能导致电杆顺筋开裂和钢筋保护层脱落，使钢筋腐蚀加速，电杆表面裂纹扩展。防止盐类侵蚀的措施主要是提高混凝土的密实性和保护层厚度，防止裂缝的产生。因此电杆装卸运输过程中严禁互相碰撞、急剧坠落，注意正确吊运，防止产生或是扩大原有裂缝。电杆钢圈焊接头处必须进行防腐处理，防止水汽进入锈蚀钢筋。

对于结构受力影响不大的混凝土裂缝，为了满足美观和使用上的要求，防止钢筋锈蚀，提高构件耐久性，须进行修补，使构件恢复原来的性能。当发现电杆出现细微裂纹时，应及时用高标号水泥或环氧树脂填缝，并将表面涂平。若出现混凝土剥落时。应将疏松部分除去，用清水洗净，用高标号的混凝土或树脂砂浆修补。当钢筋外露时，应先把锈除尽。再选用水泥基聚合物砂浆保护。

以上对几种类型裂缝的成因作了初步分析，提出了一些防治措施，但裂缝的出现受到多方面因素的影响，需通过设计、施工和运行三方的共同努力，消除和减少裂缝，使变电站土建工程的质量得到不断的改进和提高。