高庄则供水工程蓄水池混凝土裂缝处理措施

孙文明

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概况

高庄则供水工程位于陕西省府谷县武家庄乡，主要工程包括：5级提水泵站，3个600 m3圆形蓄水池，3个600 m3（20 m×6 m×5 m）方形蓄水池，8个4 000 m3（30 m×30 m×5 m）方形蓄水池。25.8 km管道，管材有直径400 mm球墨铸铁管和直径400 mmPE管两种。总扬程480 m，日供水量9 800 m3。

2 施工技术及裂缝分布情况

蓄水池所处位置基础为湿陷性黄土，600 m3水池基础采用换填法进行处理，换填材料为3∶7灰土，换填厚度2.5 m；4 000 m3水池基础采用挤密桩进行处理，挤密桩长10 m，下部素土挤密桩长6 m，上部4 m为2∶8灰土挤密桩，截除桩顶后采用3∶7灰土回填50 cm。

蓄水池底板、池壁混凝土厚度30 cm，顶板混凝土厚度20 cm，采用C25.W6.F200常态混凝土，配合比为344（水泥 P.O 42.5）∶155（水）：677（天然砂）∶1 204（人工碎石）∶6.88（引气减水剂）。

混凝土搅拌采用HZS30型双卧轴强制式搅拌机，8 m3混凝土罐车运输至施工现场，然后采用汽吊垂直运输至仓面，人工配合入仓，为避免出现冷缝混凝土浇筑采用斜层法。按照设计要求，混凝土分三次浇筑，底板、池壁、顶板各一次。4 000 m3池壁混凝土浇筑完成3 d后开始拆外模并进行洒水养护（采用外贴草袋的方法），拆模后发现池壁四周每隔6～8 m生成一条2.5～3 m长度不等的裂缝，内外贯通，但上下不贯穿（池壁上下各0.5～1 m没有裂缝，中间开裂）。600 m3方形蓄水池20 m池壁也产生2～3条裂缝，其余地方未出现裂缝。

3 裂缝成因分析

混凝土裂缝的成因主要有基础不均匀沉陷、原材料、收缩裂缝（塑性收缩、干缩裂缝）、外界温度影响、拆模不当、养护不当等。针对工程实际情况，对裂缝的成因分别进行分析。

3.1 基础不均匀沉陷

基础不均匀沉陷将造成建筑物上下贯通裂缝，并且一般是上宽下窄。本工程蓄水池基础全部采用换填或挤密桩进行处理，处理范围超出建筑外边界至少3 m，处理后的基础压实度和承载力等各项指标均满足设计要求，且裂缝未上下贯通，底板与顶板无裂缝，因此，裂缝的产生不是由基础不均匀沉降造成的。

3.2 原材料

混凝土原材料中如果砂、石子的含泥量超标，也容易产生干缩裂缝。该工程采用的砂子为天然水洗砂，含泥量为0.5%，远小于标准要求；碎石为人工碎石，含泥量及石粉含量均满足规范及设计要求。如果骨料中的含泥量超标，在混凝土的表面会产生部分龟裂。该工程中水泥的各项指标经多次试验完全符合规范要求，对裂缝产生没有较大影响。

3.3 材料及气温温度影响

混凝土的温度裂缝一般产生在混凝土工程施工期间或施工完成的短期内，由于裂缝受热胀冷缩的影响较为明显，呈现冬宽夏细的规律，这种裂缝大部分是由于内外温差过大引起的。混凝土建筑物，特别是大体积混凝土建筑物在混凝土浇筑完成后，在混凝土凝结过程中，水泥会释放出大量的水化热，如果混凝土入仓时的温度较高，在两者的作用下致使混凝土内部温度不断升高，而混凝土表面散热较快，致使混凝土表面和内部产生较大的温差。施工过程中，如果不采取措施来平衡内外部混凝土的温度，内部混凝土产生温度膨胀，而混凝土的抗拉强度又较低，当混凝土内部产生的拉应力大于混凝土抗拉应力时，就会在混凝土表面出现温度裂缝。混凝土的温度裂缝一般会内外、上下贯穿，这种裂缝在水利工程中混凝土重力坝中较为常见。

由于该工程施工期为9月，且地处黄土高原，日最高气温约28℃，混凝土浇筑时间均在晚上，混凝土的入仓温度均低于25℃，蓄水池池壁的混凝土厚度仅30 cm，并且在底板与顶板、池壁较短的蓄水池上均未出现裂缝，温度对产生裂缝的影响不是很大。

3.4 拆模与养护

混凝土浇筑完成3 d后开始拆除池壁模板，顶板模板28 d后进行拆除，底板、顶板浇筑12 h后即进行洒水养护，池壁在模板拆除后即开始养护。无论是拆模还是养护均严格按照规范执行，该项操作引起裂缝也基本可以排除。

3.5 塑性收缩裂缝

塑性收缩主要是指混凝土在初凝前表面因失水速度较快，而外在水分又不能及时补充而产生的一种收缩现象，一般发生在混凝土浇筑完成后45 min～4 h之内，与混凝土的初凝时间密切相关。在混凝土浇筑过程中，气象条件塑性收缩为主要影响条件，这种裂缝主要出现在新浇筑的且暴露于空气中的混凝土建筑物上，其主要特点有：形状较规则，内外贯通，长短不一，互不连贯。这种收缩发生在混凝土终凝前，即塑性阶段，故称为塑性收缩，也称为凝缩。

本工程由于采用的模板为木胶板，且所处施工地点为黄土高原山顶，风力较大，在混凝土浇筑期间，每天的风力基本都在3～4级，木胶板模板具有一定的吸水作用，且在风力的作用下，会造成表面迅速干燥，在浇筑池壁上部混凝土时又不能对下部混凝土及时养护，从而产生塑性收缩，并且该工程的裂缝特点与塑性收缩裂缝特点极其吻合。

根据以上分析，造成该工程蓄水池池壁混凝土裂缝的主要原因是塑性收缩。

4 裂缝处理措施

针对蓄水池混凝土裂缝，采用钻孔压水法进行检查，检查结果为裂缝内外贯通。

裂缝处理采用化学注浆法进行：钻孔深约 25 cm，上下孔间距20 cm，钻孔角度与池壁呈45°，且保证孔从裂缝中穿过。先用吹风机将钻孔产生的石粉吹干净，然后压水进行清洗，将钻孔产生的石粉及裂缝中的粉尘清洗干净。清洗干净后立即进行注浆，浆液采用遇水膨胀凝结浆液（凝结时间约2 min），注浆压力约0.4～0.5 kg，当浆液从裂缝中流出时停止注浆。注浆完成24 h后对注浆后的裂缝进行水压检查，每条缝钻一孔，钻孔方法与注浆孔相同，水压2 kg，达到水压后静滞2 min，直至无渗水现象。

5 裂缝预防措施

为减少混凝土裂缝的产生，可以采取以下预防措施：采用水化热较小的水泥；通过改善骨料级配、减小塌落度、掺粉煤灰等掺合料、掺减水剂、采用大体积少筋混凝土埋石等措施减少水泥用量；采用薄层浇筑混凝土、降低或增加混凝土材料温度、混凝土内埋设冷却水管来降低混凝土温度；严格控制骨料的含泥量及化合物含量，尽量使用中粗砂；增加钢筋混凝土内钢筋的密度；混凝土浇筑过程中应加强振捣密实，并注意对混凝土表面进行二次压光处理，减少收缩使表面产生裂缝；冬季混凝土施工时采用覆盖、保温棚保温等措施，起到蓄热作用；在大风季节浇筑混凝土后，拆模前在模板外洒水或覆盖，以减少塑性收缩；增加承重支模板支撑结构的刚度、强度，以减小沉陷变形，推迟拆模时间；加强养护，采取洒水、覆盖洒水、蓄水法进行养护，必要时延长养护时间。?